АНТИПИРЕН - НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИЦИЙ И ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C04B22/06 C04B26/14 C04B111/20 

Изобретение относится к технологии строительных материалов, а именно к наполнителям для снижения горючести полимерных материалов и полимерным композициям пониженной горючести, предназначенным для устройства трудносгораемых наливных покрытий.

Известны антипирены-наполнители на основе гидрата оксида алюминия, которые в качестве усиливающей огнезащитной добавки содержат красный фосфор. Однако требуемая эффективность огнезащитного действия достигается в этом случае только при введении в состав композиции дополнительно бромсодержащего антипирена, увеличивающего интенсивность дымообразования (JP, заявка N 58-40990, кл C 08 L 63/00, 1983), мас.ч.

эпоксидная смола с бромсодержащим антипиреном 100
красный фосфор 0,1 1,5
гидрат оксида алюминия не менее 80
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является антипирен-наполнитель для эпоксидной композиции гидрат окиси железа (водный оксид железа) (В.А.Воробьев и др. Горючесть полимерных строительных материалов, М. Стройиздат, 1978, с. 202, 76-92).

Однако известный антипирен-наполнитель не обеспечивает достаточного уровня снижения горючести эпоксидного покрытия в сферах с повышенным содержанием кислорода.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной является эпоксидная композиция, включающая, мас.ч.

смесь эпоксидных смол 140 160
аминный отвердитель 35 40
минеральный наполнитель (водный оксид железа) 150 200
(SU, авторское свидетельство, N 1701684, кл. C О4 B 26/14, 1991).

В изобретении решается задача создания эффективного антипирена-наполнителя для эпоксидных композиций и эпоксидная композиция с его использованием, обеспечивающих возможность использования наполненных полимерных покрытий в средах с повышенным содержанием кислорода.

Решение сформулированной задачи обеспечивается тем, что состав антипирена-наполнителя для эпоксидных композиций в качестве компонента на основе водного оксида железа содержит гидрогетитную фракцию бурожелезняковой руды и дополнительно добавку гидроксида алюминия и/или гидроксида магния при содержании добавки до 37,5 мас.

Решение сформулированной задачи обеспечивается также тем, что эпоксидная композиция, включающая смесь эпоксидных смол, аминный отвердитель и антипирен-наполнитель, в качестве антипирена-наполнителя содержит гидрогетитную фракцию бурожелезняковой руды с добавкой гидроксида алюминия и/или гидроксида магния при содержании добавки в смеси до 37,5 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

смесь эпоксидных смол 90 110
аминный отвердитель 7 24
антипирен-наполнитель 100 180
Экспериментальное определение показателей горючести и других свойств (табл. 1) проведено с использованием образцов наполненных эпоксидных составов, содержащих предлагаемый состав антипирена-наполнителя. В качестве полимерной основы использована полимерная композиция, представляющая собой смесь эпоксидных смол: триглицидилполиольной и диановой в соотношении 3:1, отвержденная аминным отвердителем Агидол АФ-2 из расчета 24 мас.ч. отвердителя на 100 мас.ч. смеси эпоксидных смол.

Кроме Агидола АФ-2 в качестве аминных отвердителей или добавок к ним могут быть также использованы полиэтиленполиамин (ПЭПА), УП 606/2 (2,4,6 трис-диметиламинометилфенол), УП-0633М.

Содержание отвердителя в полимерной композиции определяли, исходя из соотношения между эпоксидными группами полимерной основы и функциональными группами отвердителя в зависимости от типа отвердителя 7-24 мас.ч. на 100 мас. ч. смеси эпоксидных смол (табл. 2). Расчетное количество обеспечивает отверждение наполненной полимерной композиции, исключая наличие свободного отвердителя.

Применение предлагаемого состава антипирена-наполнителя позволяет повысить величину показателя кислородного индекса наполненной полимерной эпоксидной композиции в установленном интервале соотношений компонентов (см. табл. 1 и 2). При этом при наличии в составе антипирена-наполнителя двух или трех компонентов достигается значительный синергетический эффект возрастание показателя кислородного индекса при введении в состав композиции смеси наполнителей по сравнению с использованием индивидуальных компонентов до 10-12% что свидетельствует о значительном снижении горючести.

Применение антипирена-наполнителя в эпоксидных композициях обеспечивает сохранение физико-механических свойств на уровне требований, предъявляемых к наливным покрытиям полов:
предел прочности при растяжении не менее 7 МПа;
адгезионная прочность к бетонному основанию не менее 8 МПа;
прочность к истиранию не более 0,05 г/см²;
относительное удлинение при разрыве не менее 8%
При устройстве эпоксидных покрытий, содержащих антипирен-наполнитель используется традиционная технология нанесения.

Получение компонентов комплексного антипирена-наполнителя осуществляется путем измельчения исходного минерального сырья, в качестве которого используется ГФБР (Fe₂O₃ 50-80% H₂O 7-16) и брусит (MgO 69% H₂O 31%). Гидрат оксида алюминия использовался в виде тонкодисперсного продукта, выпускаемого по ТУ 6-47-107-88 из бокситовых руд.

Дисперсность наполнителя для эпоксидных наливных покрытий, контролируемая по величине удельной поверхности, должна находиться в пределах 200-500 м²/кг. Такая удельная поверхность обеспечивает удовлетворительные технологические и эксплуатационные параметры композиции в выбранном интервале соотношений полимер/наполнитель. В качестве такого параметра рассматривалось самовыравнивание композиции, определяемое как способность ее к восстановлению поверхности после нанесения рисок на всю глубину полимерного слоя шириной 5 мм (см. табл. 1).

Существующая стандартная технология помола ГФБР обеспечивает получение продукта с удельной поверхностью около 200 м²/кг. Удельная поверхность гидратов оксидов магния и алюминия, соответствующая данным ТУ 6-47-107-88, значительно выше и составляет около 1000 м²/кг. Рассчитанное, исходя из приведенных данных, максимально возможное содержание добавки в комплексном антипирене-наполнителе с учетом указанного интервала допустимых значений его удельной поверхности, определенной как аддитивная удельная поверхность отдельных компонентов составляет 37,5%
Комплексный антипирен-наполнитель, состоящий из 62,5% ГФБР (S_уд 200 м²/кг) и 37,5% добавки (S_уд 1000 м²/кг) имеет удельную поверхность 500 м²/кг, что подтверждается расчетом
S_уд 200 0,625 + 1000 0,375 500 м²/кг
Превышение данной величины приводит к ухудшению технологических характеристик наполненной эпоксидной композиции (см. табл. 1).

Предлагаемое изобретение обеспечивает возможность применения антипирена-наполнителя на основе доступных, дешевых компонентов в эпоксидных наливных покрытиях с пониженной пожарной опасностью в средах с повышенным содержанием кислорода при одновременном сохранении низкой дымообразующей способности. В результате совместного использования гидрогетитной фракции бурожелезняковой руды и добавки в указанном соотношении достигается значительный рост эффективности действия антипирена-наполнителя за счет синергетического взаимодействия компонентов.

Использование: при получении строительных материалов, в частности наполнителей для снижения горючести эпоксидных композиций и эпоксидных композиций для устройства трудносгораемых наливных покрытий. Сущность: антипирен-наполнитель для эпоксидных композиций включает гидрогетитную фракцию бурожелезняковой руды и добавку гидроксида алюминия и/или гидроксида магния при содержании добавки до 37,5 мас.%. Эпоксидная композиция содержит, мас.ч.: смесь эпоксидных смол 90-110, аминный отвердитель 7-24, антипирен-наполнитель 100-180, причем в качестве антипирена-наполнителя используют гидрогетитную фракцию бурожелезняковой руды или смесь ее с добавкой гидроксида алюминия, и/или гидроксида магния при содержании добавки в смеси до 37,5 мас.%, 2 с.п. ф-лы.

1. Антипирен наполнитель для эпоксидных композиций, включающий компонент на основе водного оксида железа, отличающийся тем, что в качестве компонента на основе водного оксида железа он содержит гидрогетитную фракцию бурожелезняковой руды и дополнительно добавку гидроксида алюминия и/или гидроксида магния при содержании добавки до 37,5 мас. 2. Эпоксидная композиция, включающая смесь эпоксидных смол, аминный отвердитель и антипирен наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве антипирена-наполнителя она содержит гидрогетитную фракцию бурожелязняковой руды или смесь гидрогетитной фракции бурожелезняковой руды с добавкой гидроксида алюминия и/или гидроксида магния при содержании добавки в смеси до 37,5 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.

Смесь эпоксидных смол 90 110
Аминный отвердитель 7 24
Антипирен-наполнитель 100 180п