ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОГНЕЗАЩИТНОГО ВСПЕНИВАЮЩЕГОСЯ ПОКРЫТИЯ Российский патент 1998 года по МПК C09D111/00 C09D5/18 

Изобретение относится к производству материалов, используемых для защиты объектов от огня, а более конкретно к полимерной композиции для огнезащитного вспенивающегося покрытия.

Известна полимерная композиция для вспенивающегося огнезащитного покрытия, включающая полимерное связующее и вспенивающиеся наполнители (FR, A, 2265838). В качестве полимерного связующего данная композиция содержит пластифицированный полихлоропрен, хлоркаучук, хлорированный полиолефин, а в качестве вспенивающегося наполнителя - "вспучивающийся" графит, причем на его 100 мас.% приходится 10-50 мас.% полимерного связующего.

Огнезащитное вспенивающееся покрытие на основе данной полимерной композиции используется в основном для защиты металлических и деревянных конструкций и изделий, однако оно характеризуется высокой температурой вспенивания (приблизительно 250^oC) и не обладает эластичностью, что не позволяет использовать его для покрытия гибких элементов различных конструкций, например резино-технических изделий.

Известна полимерная композиция для огнезащитного вспенивающегося покрытия, включающая полимерное связующее и вспенивающиеся наполнители (US, A, 3021293).

В качестве полимерного связующего данная композиция содержит, мас.%:
20%-ный раствор хлоркаучука - 500
Моноэфир глицерина и канифоль - 30
Лецитин - 5,0
а в качестве вспенивающихся наполнителей -
Моноаммоний фосфат - 200
Меламино-формальдегидный конденсат - 80
Пентаэритрит - 85
Огнезащитное вспенивающееся покрытие на основе известной полимерной композиции используется для защиты бетонных и асбоцементных плит. При действии пламени или высоких температур на данное огнезащитное вспенивающееся покрытие в начальный момент происходит быстрый прогрев его верхних слоев до температуры вспенивания, затем по мере образования пенококса прогрев данного покрытия резко замедляется. Данная композиция начинает вспениваться при температурах 250^oC и предназначена для защиты от действия огня и высоких температур > 1000^oC. При действии пламени с температурой 600-900^oC время прогрева покрытия до температуры вспенивания значительно и поэтому при использовании данного покрытия для защиты изделий с температурой начала разложения ниже 250^oC, например резино-технических, и, в частности, рукавов для подачи горючего, потребуется покрытие большой толщины.

В основу изобретение положена задача создать полимерную композицию, чтобы получаемое на ее основе огнезащитное вспенивающееся покрытие характеризовалось бы сравнительно низкой температурой начала вспенивания и обладало бы эластичностью, что значительно расширило бы область его применения.

Задача решается тем, что полимерная композиция для огнезащитного вспенивающегося покрытия, включающая полимерное связующее и вспенивающиеся наполнители, согласно изобретению содержит в качестве полимерного связующего однокомпонентный клей на основе хлоропренового каучука и вспенивающиеся наполнители - аммоний фосфорнокислый двузамещенный, параформ и мочевину в следующих соотношениях, мас.ч.:
Однокомпонентный клей на основе хлоропренового каучука - 100
Аммоний фосфорнокислый двузамещенный - 50-60
Параформ - 30-40
Мочевина - 10-20
Предлагаемую полимерную композицию получают путем смешения предварительно измельченных аммония фосфорнокислого двузамещенного, параформа и мочевины с последующим внесением их при перемешивании в однокомпонентный клей на основе хлоропренового каучука.

Целесообразно, чтобы полимерная композиция дополнительно содержала бы пластификатор - хлорпарафин в количестве не более 5 мас.ч.

Наличие такой технологической добавки значительно повышает эластичность огнезащитного вспенивающегося покрытия, получаемого на основе предлагаемой полимерной композиции.

Для обеспечения возможности нанесения огнезащитного вспенивающегося покрытия, получаемого на основе данной композиции, на вертикальные поверхности, то есть для повышения вязкости наружной поверхности этого покрытия, желательно, чтобы полимерная композиция дополнительно содержала матирующий агент - аэросил в количестве 2-2,5 мас.ч.

Для ускорения поверхностной сушки огнезащитного вспенивающегося покрытия желательно, чтобы полимерная композиция дополнительно содержала хлоркаучук в количестве 0,4-0,5 мас.ч.

Желательно, чтобы полимерная композиция дополнительно содержала неорганический пигмент в количестве 0,5-2,0 мас.ч.

Нанесение предлагаемого состава на защищаемые изделия может осуществляться любыми известными способами: кистью, обливом, окунанием, напылением с применением механизированных средств. Покрытие с толщиной 1-1,5 мм без вышеуказанных технических добавок выдерживается на изделиях при комнатной температуре в течение 30-60 ч.

Отвержденная полимерная композиция имеет следующие физико-механические свойства:
Относительное удлинение, % - 350-450
Эластичность по отскоку, % - 32-35
Прочность на разрыв, кгс/см² - 46-55
Температурный интервал вспенивания покрытия, ^oC - 140-180
Огнезащитные свойства вспенивающегося покрытия, получаемого на основе предлагаемой полимерной композиции, оценивались при действии открытого пламени с температурой 600^oC на отрезках резиновых рукавов с нитяным оплетением различного диаметра длиной 30 см с нанесением слоя требуемой толщины. По падению избыточного давления инертного газа, подаваемого в замкнутый объем внутри резинового рукава, фиксировалось время его прогорания.

Пример 1. Предварительно измельченные и смешанные 6 г аммония фосфатно-кислого двузамещенного, 3 г параформа, 2 г мочевины вводятся при перемешивании в 20 г клея на основе хлоропренового каучука и наносятся кистью на отрезки резиновых рукавов до получения слоя толщиной 1,5 мм. Образцы высушиваются и отверждаются при комнатной температуре 45 ч.

Результаты испытаний полимерных композиций, полученных по вышеописанному способу, представлены в табл.1.

Время прогорания отрезка резинового рукава без покрытия составляет 2 мин.

Из табл. 1 видно, что время прогорания резинокордовых рукавов с огнезащитным вспенивающимся покрытием толщиной 1,5 мм составляет 9-11 мин. При действии открытого пламени (600-800^oC) покрытие вспенивается с образованием слоя пенококса, предохраняющего защищаемую поверхность от прогорания.

Пример 2. В состав полимерной композиции, аналогичной примеру 1, дополнительно вводят пластификатор - хлорпарафин. Изменения свойств огнезащитного вспенивающегося покрытия на основе каучука в результате введения пластификатора приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что при введении хлорпарафина более 5 мас.ч значительно ухудшаются прочностные характеристики огнезащитного вспенивающегося покрытия.

Пример 3. В состав полимерной композиции, полученной по примеру 1, дополнительно вводят матирующий агент - аэросил - в количестве 2-2,5 мас.ч.

Модифицированная композиция имеет следующие показатели стекаемости (см. табл. 3).

Пример 4. В состав полимерной композиции, полученной по примеру 1, дополнительно вводят 0,4-0,5 мас.ч. низкомолекулярного хлоркаучука (хлорированный натуральный каучук). В результате этого время сушки получаемого покрытия при температуре 20-25^oC сократилось почти вдвое с 45 ч до 24 ч.

Таким образом, предлагаемая полимерная композиция по сравнению с известными составами обладает пониженной температурой начала вспенивания, что дает возможность защитить конструкции от воздействия низких температур 600-800^oC при малой толщине огнезащитного вспенивающегося покрытия (1,0-1,5 мм). Кроме этого покрытие на основе предлагаемой полимерной композиции возможно наносить на вертикальные поверхности, благодаря наличию в составе предлагаемой композиции матирующего агента. Огнезащитное вспенивающееся покрытие на основе предлагаемой полимерной композиции обладает значительной эластичностью, достигаемой за счет введения в ее состав пластификатора, например хлорпарафина, что позволяет использовать данное покрытие для защиты гибких элементов конструкции, в том числе и выполненных на основе резины, например резинокордовых рукавов.

Использование: лакокрасочная промышленность, в частности композиционные материалы для защиты объектов от огня. Сущность изобретения: полимерная композиция для огнезащитного вспенивающегося покрытия, включающая однокомпонентный клей на основе хлоркаучука 100 ч., аммоний фосфорнокислый двузамещенный 50-60 ч. , параформ 30-40 ч., мочевину 10-20 ч. Дополнительно возможно введение в композицию хлорпарафина не более 5 ч., аэросила 2-2,5 ч., хлоркаучука 0,4-0,5 ч., пигмента 0,5-2,0 ч. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Полимерная композиция для огнезащитного вспенивающегося покрытия, включающая хлорсодержащее связующее, аммоний фосфорнокислый двузамещенный и вспенивающую добавку, отличающаяся тем, что в качестве хлорсодержащего связующего композиция содержит однокомпонентный клей на основе хлоропренового каучука, в качестве вспенивающей добавки параформ и мочевину при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.

Однокомпонентный клей на основе хлоропренового каучука 100
Аммоний фосфорнокислый двузамещенный 50 60
Параформ 30 40
Мочевина 10 20
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пластификатор хлорпарафин в количестве не более 5 мас.ч.