АНТИПИРЕН ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕЗАЩИЩЕННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК C09D5/18 C09K21/12 

Изобретение относится к защите окрашенных изделий от возгорания и горения, а именно к огнезащитным добавкам для лакокрасочных материалов без изменения их области назначения и может быть использовано для отделочных работ в гражданском и промышленном строительстве, а также при ремонтных работах.

Известны огнезащищенные полимерные материалы с высокой когезионной прочностью и удовлетворительной пленкообразующей способностью, используемые для покрытия деревянных и металлических поверхностей и представляющие собой производные 1,3-алкадиен-1(тион)-фосфоновых кислот, которые после взаимодействия с гликолями образуют реакционноспособные фосфорсодержащие олигоэфиры с двумя и более сопряженными диеновыми группировками. Эти олигоэфиры можно использовать как самостоятельные пленкообразователи и как высокомолекулярные модификаторы. Они хорошо сополимеризуется в тонком слое с ненасыщенными алкидами и придают им пониженную горючесть. Л.Н.Машляковский и др., "Органические покрытия пониженной горючести", Л., Химия, 1989, с.100.

Известна также огнезащитная композиция для покрытий, включающая алкидную смолу, полученную на основе фталевого ангидрида и пентаэритрита, модифицированная фосфорорганическим антипиреном - бромфениловым эфиром 1,3-бутадиенфосфоновой кислоты CH₂=CH=CH=P(O) (OC₆H_5-nBr_n), где n = 1-3. SU 834053 A, 1981.

Однако указанные антипирены имеют ряд недостатков. Во-первых, галогенсодержащие алкилфосфаты, к которым относятся данные антипирены, обнаруживают сильные токсические свойства не только в процессе разложения или горении, но и при синтезе самого антипирена. Во-вторых, они не позволяют получать лакокрасочные материалы с высокими огнезащитными свойствами и могут быть использованы, в основном, непосредственно только при синтезе лакокрасочного материала на основе алкидных смол.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является состав для защиты древесины от возгорания и биоповреждений на основе фосфорорганических антипиренов, содержащий смесь продуктов реакции взаимодействия диалкилфосфита с аминами, карбоновыми кислотами, амидами кислот RU 2061589Cl, 1996 - прототип. Он может быть использован и как огнезащитная добавка к лакокрасочным материалам.

Однако он имеет узкий круг применения и может быть использован только для водорастворимых лакокрасочных материалов на основе нитроцеллюлозы. Объясняется это несовместимостью с тем или другим компонентом, чаще всего с растворителями, широко применяемыми в лакокрасочных материалах.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение антипирена, применяемого как высокоэффективная добавка к широкому классу промышленно выпускаемых лакокрасочных материалов.

Поставленная задача решается тем, что в лакокрасочные материалы добавляется антипирен на основе фосфорорганических соединений, содержащий смесь продуктов реакции взаимодействия 1 моль пентаэритрита и 2 моль диалкилфосфита при нагреве в интервале температур 170-190^oC, 1 моль малеинового ангидрида и нейтрализованной при комнатной температуре (20±2^oC) 7 моль формамида.

Пример
При комнатной температуре в реакционную колбу с перемешивающим устройством загружают расчетное количество диалкилфосфита и пентаэритрита в мольном соотношении 2: 1, смесь перемешивают и нагревают до 190^o и выдерживают при этой температуре до полного исчезновения пентаэритрита, что указывает на полное взаимодействие компонентов. После этого смесь охлаждают до 170^oC и в нее добавляют навеску малеинового ангидрида из расчета 1 моль. Реакционную смесь при данной температуре перемешивают и выдерживают 20-30 мин., после чего охлаждают до комнатной температуры (20±2^oC), далее в нее вводят формамид до полной нейтрализации реакционной смеси. Полученную массу используют в качестве огнезащитной добавки для модификации лакокрасочных материалов и изготовления опытных образцов для их сравнительных испытаний. Физико-химические характеристики предлагаемого антипирена приведены в таблице 1.

Огнеупорные композиции готовились механическим перемешиванием лакокрасочного материала с предложенным антипиреном в количестве 5, 15, 25 мас.%. Эксплуатационные характеристики приведены в таблице 2. Для сравнения в таблице приведены данные модифицированных и немодифицированных материалов. Проверку эксплуатационных характеристик проводили по следующим ГОСТам: условной вязкости при 20 ± 5^oC по ВЗ-246 - по ГОСТ 8420-74; укрывистости - по ГОСТ 8784-73; адгезии - по ГОСТ 15140-7; продолжительность высыхания до степени 3 при 20 ± 28^oC - по ГОСТ 19007-73; твердости - по ГОСТ 5233-89; стойкости к действию воды - по ГОСТ 5233-89. Огнезащитные свойства композиции определялись по ГОСТ 12.1.044-89 "Пожаро-взрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура и методы их определения". Испытания проводились в керамической трубе, где создаются условия, близкие к условиям развитого пожара. Испытания проводились на сосновых образцах с нанесенными на их поверхность соответствующими материалами. Степень огнезащищаемой способности определялась по классу горючести испытываемых образцов, о котором судили по потере массы в образцах и времени самостоятельного горения.

Результаты проведенных испытаний показали, что нанесение немодифицированного лакокрасочного материала существенно повышает горючесть древесины. Введение в соответствующие лакокрасочные материалы предлагаемого антипирена не только снижает пожароопасность краски, но и придает древесине огнезащитные свойства. При этом антипирен не оказывает существенного влияния на остальные эксплуатационные характеристики лакокрасочных материалов, эти композиции удовлетворяют предъявляемым техническим требованиям.

Список использованной литературы.

1. Л.Н.Машляковский и др. Органические покрытия пониженной горючести. Л. , Химия, 1989, с. 100.

2. Г.Г.Березина, Л.Н.Машляковский и др. Композиция для покрытий. А.с. N 834053, БИ N 20, 1981, C 09 D 3/64.

3. В.И.Михайлов, В.Е.Землицкий, Е.А.Киселев. Состав для защиты древесины от возгорания и биоповреждений. Патент РФ N 2061589, БИ N 16, 1996, B 27 K 3/34 (прототип).

Антипирен для получения огнезащищенных лакокрасочных материалов на основе фосфорорганических соединений, содержащий смесь продуктов реакции взаимодействия пентаэритрита, диалкилфосфита, малеинового ангидрида и формамида в мольном соотношении 1:2:1:7. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает получение антипирена, применяемого как высокоэффективная добавка к промышленно выпускаемым лакокрасочным материалам. 2 табл.

Антипирен для получения огнезащищенных лакокрасочных материалов на основе фосфорорганических соединений, отличающийся тем, что содержит смесь продуктов реакции взаимодействия пента-эритрита, диалкилфосфита, малеинового ангидрида и формамида в мольном соотношении 1:2:1:7.