ОГНЕЗАЩИТНАЯ ВСПЕНИВАЮЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2002 года по МПК C09D161/24 C09D161/32 C09D5/18 C09D161/24 C09D163/00 C09D161/28 C09D129/14 

Изобретение относится к огнезащитным вспенивающимся покрытиям, предназначенным для защиты металлических и деревянных конструкций от огня.

Известна огнезащитная вспенивающаяся композиция, состоящая из мочевиноформальдегидной или мочевиномеламиноформальдегидной смолы, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, поливинилацетатной эмульсии, фосфатов аммония, асбестового волокна или каолина, стекловолокна, мочевины, пентрола и воды.

Основным недостатком указанной композиции является большой расход (7,5 кг/м²) и толщина (5-6 мм) покрытия. Кроме того, высокие показатели по водопоглощению (6-7% при влажности воздуха 60-75%) свидетельствуют о том, что покрытие гигроскопично, а значит, в процессе эксплуатации снижаются адгезионные и огнезащитные свойства, в результате покрытие становится недолговечным (SU 1712380 A1, 15.02.1992).

Наиболее близкой к заявляемой композиции по технической сущности и достигаемому результату является огнезащитный вспенивающийся состав, включающий водорастворимую мочевиноформальдегидную или мочевиномеламиноформальдегидную смолу, полифосфат аммония, дициандиамид, в качестве спирта она содержит петрол или пентаэритрит, в качестве термореактивной смолы - n-трет-бутилфенолформальдегидную смолу, в качестве инертного наполнителя - каолин, стекловолокно и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Водорастворимая мочевиноформальдегидная смола или - 19-21
Водорастворимая мочевиномеламиноформальдегидная смола - 30-40
N-трет-бутилфенолформальдегидная смола - 5-7
Полифосфат аммония - 25-28
Дициандиамид - 5-7
Каолин - 5,5-6,5
Стекловолокно - 1,8-2,5
Пентрол или пентаэритрит - 12-17
Вода - Остальное
Недостатком указанной композиции является повышенное водопоглощение (1,7-2,2% при влажности воздуха 60-75%), в результате чего у данного покрытия через 12 месяцев после нанесения состава уменьшается высота пенококса, что в условиях пожара приводит к значительному снижению огнезащитных свойств и происходит быстрая потеря их конструкционной прочности. Кроме того, указанный вспенивающийся состав имеет значительную толщину покрытия (2,6-2,8 мм) и дополнительно содержит 1,8-2,5 мас.% стекловолокна, что ухудшает декоративные свойства покрытия. (RU 2028348 C1, 09.02.1995).

Основным недостатком состава для покрытия металлических поверхностей является низкая жизнеспособность в присутствии фосфатов аммония, что требует введения последних непосредственно перед нанесением. Смешение фосфатов аммония с основным составом композиции перед нанесением покрытия усложняет технологический процесс приготовления указанной композиции в условиях строительной площадки.

Технической задачей изобретения является разработка новой огнезащитной вспенивающейся композиции на основе водорастворимой мочевиноформальдегидной или мочевиномеламиноформальдегидной смолы, лишенной указанных недостатков, обладающей повышенной водостойкостью и жизнеспособностью, отвечающей требованиям пожарной безопасности. Кроме того, целью изобретения является снижение толщины покрытия на основе описанной композиции, упрощение технологии приготовления и нанесения, улучшение декоративных свойств.

Сущность изобретения заключается в том, что огнезащитная вспенивающаяся композиция для покрытия, включающая водорастворимую мочевиноформальдегидную или мочевиномеламиноформальдегидную смолу, полифосфат аммония, дициандиамид, спирт, термореактивную смолу, инертный наполнитель и воду, содержит в качестве спирта смесь эфиров и формалей диоксановых спиртов, в качестве термореактивной смолы - эпоксидную смолу, в качестве инертного наполнителя - аэросил и двуокись титана и дополнительно включает гексаметоксиметилмеламиновую смолу, поливинилацетатную дисперсию, мелем, нитрат аммония, трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или метилгидроксиэтилцеллюлозу, метилсиликонат натрия или калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Водорастворимая мочевиноформальдегидная или мочевиномеламиноформальдегидная смола - 8,1-10,1
Полифосфат аммония - 14,6-18,3
Дициандиамид - 3,2-4,0
Смесь эфиров и формалей диоксановых спиртов - 1,0-2,4
Эпоксидная смола - 2,7-4,4
Аэросил - 0,2-0,3
Двуокись титана - 2,7-3,4
Гексаметоксиметилмеламиновая смола - 5,4-8,4
Поливинилацетатная дисперсия - 5,4-6,7
Мелем - 7,6-9,5
Нитрат аммония - 0-2,6
Трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат - 5,8-7,3
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или метилгидроксиэтилцеллюлоза - 0,1-0,2
Метилсиликонат натрия или калия - 0-2,5
Вода - остальное
Отличием предлагаемого изобретения от известного является то, что в качестве спирта оно содержит смесь эфиров и формалей диоксановых спиртов, в качестве термореактивной смолы - эпоксидную смолу, в качестве инертного наполнителя - аэросил и двуокись титана и дополнительно включает гексаметоксиметилмеламиновую смолу, поливинилацетатную дисперсию, мелем, нитрат аммония, трихлорэтилфосфат, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, метилсиликонат натрия.

Преимуществом предлагаемого состава является то, что он не содержит стекловолокон, что существенно уменьшает толщину покрытия с улучшением декоративности и эластичности покрытия.

Полимерную композицию готовят по следующей методике. Жидкие и твердые компоненты перемешивают в смесителе и перетирают на шаровой мельнице в течение 1,5-2,0 часов, затем добавляют поливинилацетатную дисперсию и перемешивают еще 10-15 минут до получения однородной массы белого цвета. Композицию наносят на защищаемую подложку шпателем толщиной 1,3-1,5 мм и выдерживают на воздухе при относительной влажности не более 75% в течение 24 часов.

Пример конкретного приготовления композиции
Пример 1. К 3,24 г (8,1 мас.%) мочевиномеламиноформальдегидной смолы (ММФС) добавляем 5,84 г (14,6 мас.%) полифосфата аммония (ПФА); 1,28 г (3,2 мас. %) дициандиамида (ДЦДА); 0,4 г (1,0 мас.%) смеси эфиров и формалей диоксановых спиртов (СПР); 1,08 г (2,7 мас.%) эпоксидной смолы марки ЭД-20 (ЭС); 0,08 г (0,2 мас. %) аэросила; 1,08 г (2,7 мас.%) двуокиси титана (ТiO₂); 2,16 г (5,4 мас.%) гексаметоксиметилмеламиновой смолы (ГМ); 3,04 г (7,6 масс.%) мелема; 0,88 г (2,2 мас.%) нитрата аммония; 2,32 г (5,8 мас.%) трихлорэтилфосфата (ТХЭФ); 0,04 г (0,1 масс %) натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ); 0,2 г (0,5 мас.%) метилсиликоната натрия (Na-м-силиконат), приливаем 16,12 г (40,5 мас.%) воды и перемешиваем в смесителе. Далее перетираем на шаровой мельнице в течение 1,5 часов, затем добавляем 2,16 г (5,4 мас. %) поливинилацетатной дисперсии (ПВА) и перемешиваем еще 10-15 минут до получения однородной массы. Для определения огнезащитных свойств композицию наносят на металлические подложки 140х80х15мм с помощью шпателя или кисти в 3 слоя до толщины покрытия не более 1,5 мм.

Аналогично были приготовлены композиции со следующим содержанием компонентов. Примеры предлагаемого состава и его свойства представлены в табл. 1, а результаты испытаний покрытий на основе полученной композиции приведены в табл. 2 (самые лучшие составы).

Покрытия, полученные по примерам 1-5, обладают физико-механическими и огнезащитными характеристиками, приведенными в табл. 2.

Водостойкость покрытия в данном случае следует понимать как сохранение способности к вспениванию без изменения высоты пенообразования после выдерживания покрытия в воде в течение 3-х суток.

Огнезащитные свойства покрытий определяли в соответствии с инструкцией ВНИИПО МВД СССР "Определение теплоизолирующих свойств вспучивающихся покрытий по металлу" по времени прогрева тыльной стороны образца с покрытием до температуры 500^oС под действием тепла от муфельной печи, нагретой до 1100^oС.

Покрытие, полученное путем нанесения предлагаемого состава на металлическую или деревянную конструкцию, является однокомпонентным и имеет толщину 1,3-1,5 мм (прототип 2,6-2,8 мм), а также характеризуется отсутствием водопоглощения при влажности воздуха 60-75% (прототип имеет водопоглощение 1,7-2,2% при влажности воздуха 60-75%). Более того, прогрев стальной подложки с заявляемой композицией происходит за 45-50 минут при более низкой толщине покрытия (1,3-1,5 мм), что отвечает требованиям пожарной безопасности стальных конструкций. Высокие огнезащитные свойства композиции обеспечивает образующийся при воздействии пламени пеноматериал с высокими термостабильными и прочностными характеристиками, за счет дополнительного использования метилсиликоната натрия, гексаметоксиметилмеламиновой смолы, двуокиси титана и трихлорэтилфосфата.

Описанные преимущества повышают жизнеспособность и долговечность покрытия, что позволяет использовать его для защиты металлических и деревянных конструкций в условиях влажности до 75% как в промышленном, так и в гражданском строительстве.

Изобретение относится к огнезащитным вспенивающимся покрытиям, предназначенным для защиты металлических и деревянных конструкций от огня. Композиция содержит водорастворимую мочевиноформальдегидную или мочевиномеламиноформальдегидную смолу, полифосфат аммония, дициандиамид, смесь эфиров и формалей диоксановых спиртов, эпоксидную смолу, аэросил, двуокись титана, гексаметоксиметилмеламиновую смолу, поливинилацетатную дисперсию, мелем, трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или метилгидроксиэтилцеллюлозу и может содержать метилсиликонат натрия или калия нитрат аммония и воду. Огнестойкость покрытия составляет 45-50 мин при толщине покрытия 1,3-1,5 мм, водопоглощение при влажности воздуха 60-75% отсутствует. 2 табл.

Огнезащитная вспенивающаяся композиция для покрытия, содержащая водорастворимую мочевиноформальдегидную смолу или мочевиномеламиноформальдегидную смолу, полифосфат аммония, дициандиамид, спирт, термореактивную смолу, инертный наполнитель и воду, отличающаяся тем, что в качестве спирта композиция содержит смесь эфиров и формалей диоксановых спиртов, в качестве термореактивной смолы - эпоксидную смолу, в качестве инертного наполнителя - аэросил и двуокись титана и дополнительно содержит гексаметоксиметилмеламиновую смолу, поливинилацетатную дисперсию, мелем, трихлорэтилфосфат или трихлопропилфосфат, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или метилгидроксиэтилцеллюлозу и может содержать нитрат аммония и метилсиликонат натрия или калия при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Водорастворимая мочевиноформальдегидная или мочевиномеламиноформальдегидная смола - 8,1 - 10,1
Полифосфат аммония - 14,6 - 18,3
Дициандиамид - 3,2 - 4,0
Смесь эфиров и формалей диоксановых спиртов - 1,0 - 2,4
Эпоксидная смола - 2,7 - 4,4
Аэросил - 0,2 - 0,3
Двуокись титана - 2,7-3,4
Гексаметоксиметилмеламиновая смола - 5,4 - 8,4
Поливинилацетатная дисперсия - 5,4 - 6,7
Мелем - 7,6 - 9,5
Нитрат аммония - 0 - 2,6
Трихлорэтилфосфат или трихлорпропилфосфат - 5,8 - 7,3
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или метилгидроксиэтилцеллюлоза - 0,1 - 0,2
Метилсиликонат натрия или калия - 0 - 2,5
Вода - Остальное