КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2000 года по МПК C09D5/18 C09D1/02 

Изобретение относится к области создания огнезвукозащитных материалов на основе жидкого стекла для защиты металлических, деревянных, кирпичных, бетонных и пластмассовых конструкций.

Уровень техники.

Известны многочисленные композиции для получения огнезащитных и звукозащитных материалов на основе жидкого стекла. Известна, в частности, композиция на основе жидкого стекла, содержащая отвердитель с добавкой мелкодисперсного кварца (Патент США N 2766130, НКИ 106-74, 1956). Однако покрытие на основе известной композиции обладает недостаточной водостойкостью и атмосферостойкостью.

Известна силикатная краска на основе жидкого стекла, содержащая тонкомолотый перлит и красящий пигмент неорганического происхождения (А.С. СССР, N 257 656, C 09 D 1/02, 1969). В известной краске используют жидкое натриевое стекло с кремнеземистым модулем 2,5-3,5 и тонкомолотый перлит, просеянный через сито 10 000 отв./см². Известный состав силикатной краски позволяет улучшить ее водостойкость. Вместе с тем получаемые покрытия склонны к растрескиванию и шелушению.

Указанный недостаток исключен для покрытия по патенту ФРГ N 2227188, 22g 3/48, 1973. Согласно данному изобретению состав для покрытия включает жидкое калиевое стекло, дисперсию искусственной смолы, например пластифицированную поливинилацетатную эмульсию, эмульсию эпоксидной смолы или другую, молотый кварцевый песок, кианит, стекловату и другие наполнители. Вместе с тем, известный состав обладает невысокими прочностью и морозоустойчивостью, содержит дорогие и дефицитные компоненты (жидкое калиевое стекло, кианит).

Наиболее близким к настоящему изобретению является композиция для получения огнезащитного покрытия, включающего жидкое стекло (60-80 мас.%), молотый вермикулит (3-25 мас. %) и кремнийсодержащий компонент (8-16 мас.%) (патент США N 4118325, C 09 K 3/28, 1978). Известный состав содержит также пенообразователь. Кремнийсодержащий компонент выполняет функцию отвердителя и в качестве него применен фтористый силикат натрия (Na₂SiF₆). В качестве пенообразователя используют соединения на основе Na-солей алкилароматических сульфокислот керосинового дистиллята. Наполнителем служит рубленое стекловолокно. Недостатком известного огнезащитного состава и материала, получаемого на его основе, является невысокий предел огнестойкости и длительное время твердения. Это объясняется наличием в составе большого количества отвердителя - фтористого силиката натрия (Na₂SiF₆) кремнийсодержащего компонента. Кроме того, присутствие Na₂SiF₆ снижает температуру плавления покрытия.

Раскрытие изобретения.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение является повышение качества покрытия получаемого с использованием композиции по настоящему изобретению.

Техническим результатом изобретения является повышение огнестойкости и атмосферостойкости покрытия, образованного на основе данной композиции.

Указанная выше задача с достижением технического результата решается тем, что в известной композиции для получения огнезащитного покрытия, включающей жидкое стекло, молотый вермикулит и кремнийсодержащий компонент, в качестве кремнийсодержащего компонента используют молотый кварцевый песок с размером частиц от 1 до 7 микрон, применяют молотый вермикулит с размером частиц от 3 до 10 микрон, при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Жидкое стекло - 30 -70
Молотый вермикулит - 5 -25
Молотый кварцевый песок - Остальное
Кроме того, возможен вариант реализации изобретения, когда в композицию дополнительно вводят феррохромовый шлак в количестве от 1 до 15 мас.%.

Возможен также вариант реализации изобретения, при котором в композицию дополнительно вводят молотый кварцевый песок с размером частиц 15 - 20 микрон в количестве 1-5 мас.%.

Использование в качестве кремнийсодержащего компонента молотого кварцевого песка с размером частиц от 1 до 7 микрон позволяет повысить огнестойкость покрытия. Уменьшение размеров частиц кварцевого песка менее 1 микрона приводит к неоправданному росту энергозатрат на размельчение, т.к. такое уменьшение не сопровождается улучшением огнестойкости. Превышение частицами размера в 7 микрон ухудшает прочностные характеристики покрытия.

Уменьшение размеров частиц молотого вермикулита менее 3 микрон также приводит к неоправданному росту энергозатарат на размельчение, не сопровождающееся улучшением характеристик. Превышение предела в 10 микрон отрицательно сказывается на прочностных характеристиках и водостойкости покрытия. Снижение концентрации жидкого стекла ниже 30 мас.% существенно ухудшает смешиваемость, равномерность исходной композиции и в конечном итоге ухудшает огнестойкость и водостойкость покрытия. Превышение предела в 70 мас.% невыгодно из экологических соображений. Снижение концентрации молотого вермикулита ниже 5 мас.% ухудшает прочностные свойства покрытия, приводит к его шелушению и отслаиванию. Превышение концентрации вермикулита 25 мас.% приводит к ухудшению технологических характеристик композиции и вызывает затруднения при нанесении ее на защищаемую поверхность.

Введение феррохромового шлака позволяет несколько повысить огнестойкость покрытия.

Дополнительное введение молотого кварцевого песка более крупного размера 15 - 20 микрон обеспечивает повышение влагостойкости покрытия.

В настоящем изобретении в качестве жидкого стекла используют натриевое жидкое стекло (Na₂SiO₃) с модулем 2,4-3,0 и плотностью 1,36-1,50.

В принципе, в изобретении может быть применено и калиевое жидкое стекло. Измельчение кварцевого песка и вермикулита производят на известных установках, в частности в установках с механо-магнитной активацией.

Вследствие наличия в композиции вермикулита покрытие, образуемое на основе данной композиции, помимо огнезащитных свойств обладает хорошими звукопоглощающими характеристиками.

В качестве дополнительного технического результата можно указать, что получаемые с использованием композиции покрытия защищают металл от коррозии, древесину от гниения, а бетонные и кирпичные сооружения от воздействия влаги.

Настоящее изобретение поясняется нижеследующими примерами конкретной реализации.

Примеры реализации изобретения.

В установке механико-магнитной активации путем совместного помола готовят сухую смесь из вермикулита и кварцевого песка. Готовую смесь перемешивают с жидким стеклом в лопастном смесителе. Время перемешивания 1,0-2,0 минуты. Затем состав наносят на защищаемую поверхность при помощи красконагнетательного устройства послойно. Предпочтительно наносят два слоя с интервалом для сушки 6-12 часов при комнатной температуре. При сушке допустим подогрев до 40-50^oC, при этом время сушки сокращается в два раза. При повышенных требованиях к огнестойкости и звукоизоляции могут быть нанесены дополнительные слои. Расход состава в зависимости от количества и толщины слоев составляет для металла 4-5 кг/м², для дерева 0,3-0,5 кг/м².

Состав композиции и свойства огнезащитного покрытия приведены в таблице.

Полученные в соответствии с настоящим изобретением огнезащитные покрытия обладали следующими характеристиками:
Плотность: 0,9-1,2 г/см³;
Время высыхания: не менее 6 ч;
Адгезия: к стали не менее 20 кгс/см²; к дереву не менее 15 кгс/см²;
Предел прочности на растяжение: 30-35 кгс/см²;
Относительное удлинение при разрыве: 6-8%;
Минимальный радиус изгиба: 0,05-0,1 м;
Потеря массы при прокаливании: < 10%;
Токсичные вещества: отсутствуют.

Огнезащитную эффективность покрытия, полученного на основе композиции по настоящему изобретению, оценивали путем температурного воздействия до достижения предельного состояния образцов стальных колонн двутаврового сечения (двутавр N 20 с приведенной толщиной металла 3,4 мм) высотой 1700 мм с огнезащитным покрытием толщиной 4,96 мм, нанесенным на очищенную неогрунтованную стальную поверхность. Результаты испытаний приведены в таблице. Как следует из приведенных данных, композиция в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает достижение технического результата в виде повышения предела огнестойкости.

Промышленная применимость.

Настоящее изобретение может быть наиболее эффективно использовано при создании огнезвукозащитных покрытий для защиты металлических, деревянных, кирпичных, бетонных и пластмассовых конструкций.

Описывается композиция для получения огнезащитного покрытия, включающая жидкое стекло, молотый вермикулит и кремнийсодержащее соединение. В качестве кремнийсодержащего соединения используют молотый кварцевый песок с размером частиц от 1 до 7 мкм, применяют молотый вермикулит с размером частиц от 3 до 10 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 30 - 70, молотый вермикулит 5 - 25, молотый кварцевый песок остальное. Технический результат - повышение огнестойкости и атмосферостойкости покрытия, образованного на основе указанной композиции. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Композиция для получения огнезащитного покрытия, включающая жидкое стекло, молотый вермикулит и кремнийсодержащее соединение, отличающаяся тем, что в качестве кремнийсодержащего соединения используют молотый кварцевый песок с размером частиц 1 - 7 мкм, применяют молотый вермикулит с размером частиц 3 - 10 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло - 30 - 70
Молотый вермикулит - 5 - 25
Молотый кварцевый песок - Остальное
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит феррохромовый шлак в количестве 1 - 15 мас.%. 3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит молотый кварцевый песок с размером частиц 15 - 20 мкм в количестве 1 - 5 мас. %.