ОГНЕЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2003 года по МПК B27K3/32 C09K21/04 C09D5/18 

Изобретение относится к составам для защиты древесины от возгорания и может использоваться в техпроцессе изготовления деревянных изделий и при профилактической обработке конструкций из дерева.

Известен огнезащитный состав, описанный в авт. свид. СССР 178087 по кл. В 27 К 3/20, опубл. 1966 г.

Известный состав содержит следующие компоненты в следующем соотношении, маc.%:
Фенолоспирт - 23,0
Диаммоний фосфат - 8,0
Вода - 69,0
Недостаток известного состава заключается в том, что фенолоспирты плохо совмещаются с диаммонийфосфатом из-за снижения рН раствора до 5-6, способствующего дальнейшей полимеризации исходных фенолоспиртов. Время жизнестойкости композиции зависит от степени полимеризации исходных фенолоспиртов и не превышает 12 часов, т.е. состав имеет неудовлетворительную функциональную надежность и ограниченную промышленную применимость.

Наиболее близким по составу и назначению является огнезащитный состав, описанный в авт. свид. 674904 по кл. В 27 К 3/15, 1997 г. и выбранный в качестве прототипа.

Известная композиция содержит антипирен в составе фенолоспиртов (25-30%), диаммоний фосфата (9-10%), сульфата аммония (6-7%), мочевины (12-20%) и аммиака (2,3-2,7) и воду (остальное).

Здесь мочевина и аммиак способствуют совмещению фенолспиртов с диаммоний фосфатом, повышая рН пропиточного раствора.

Недостатками известного состава являются сложность композиции (из-за большого числа компонентов) и ограниченное использование, т. к. пропитка полуфабрикатов и древесных материалов производится под давлением с последующим отверждением при четырехступенчатом повышении температуры с выдержкой в течение 9 часов. Кроме того, из-за наличия в числе компонентов состава фенола его производство опасно для здоровья работников.

Целью заявляемого изобретения является уменьшение числа компонентов состава при расширении возможностей его использования и повышении экологичности производства.

Поставленная цель достигается тем, что в огнезащитном составе, содержащем антипирен, включающий сульфат аммония. Согласно изобретению антипирен содержит также аммофос и ортофосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Аммофос - 40-60
Сульфат аммония - 40-60
Ортофосфорная кислота - 0,5-3
Введение в состав антипирена аммофоса и ортофосфорной кислоты как азотосодержащего и фосфоросодержащего соединений приводит к появлению в присутствии воды системы "азот-фосфор", синергизм которой состоит в образовании над поверхностью древесины газовой преграды из аммиака, затрудняющей доступ кислорода и угнетающей окисление углерода в газовой фазе, что создает эффект задувания. Взаимодействие азота с ортофосфорной кислотой при нормальных условиях исключает гидролиз древесины. При повышенных температурах ортофосфорная кислота высвобождается и плавится, покрывая волокна древесины защитной пленкой, предохраняя ее от тления после прекращения пламенного горения. Таким образом, при меньшем количестве компонентов состава и его хорошей огнестойкости возможно получить сухую композицию, удобную для использования при растворении ее в воде и для пропитки древесины без применения давления. Кроме того, использование в составе только азото- и фосфоросодержащих компонентов без применения фенола повышает экологичность производства огнезащитного состава.

В сравнении с прототипом заявляемый состав обладает новизной, отличаясь от него составом антипирена, включающим в себя дополнительно аммофос и ортофосфорную кислоту, обеспечивающие в совокупности достижение заданного результата.

Каждый из существенных признаков сам по себе известен, но их устойчивая взаимосвязь в совокупности является необходимой и достаточной для достижения эффекта суммы, неочевидного для специалиста нового технического результата, не присущего признакам в их разобщенности; предложенное техническое решение неизвестно по доступным заявителю источникам информации уровня техники, из которого оно не следует явным образом для специалиста отрасли и потому соответствует, по мнению заявителя, критерию "изобретательский уровень".

Заявляемый состав может найти широкое применение в деревообрабатывающей промышленности для защиты древесины от огня и потому соответствует критерию "промышленная применимость".

Огнезащитный состав содержит следующие компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Аммофос - 40-60
Сульфат аммония - 40-60
Ортофосфорная кислота - 0,5-3
Огнезащитный состав, получаемый по настоящему изобретению, применяется в виде водного раствора, который приготавливается на рабочем месте растворением сухой смеси компонентов в воде в соотношении 1:3. Вода вливается горячей - с температурой 60-80^oС - в сухую часть состава и быстро перемешивается.

Приготовленный пропиточный раствор хорошо перемешивают, затем отстаивают в течение 1-2 часов до прозрачности, после чего при помощи резинового шланга сливают в приготовленную тару и используют для пропитки.

Огнезащитный состав наносят на защищаемую поверхность кистью, пульверизатором или погружением. Проолифенные или окрашенные поверхности деревянных конструкций не могут быть защищены пропиточным составом - перед пропиткой поверхности должны быть очищены от краски и олифы, обезжирены и очищены от пыли, грязи и других наслоений и должны быть сухими. Огнезащитный состав наносят при температуре воздуха не ниже -5^oС, относительной влажности ниже 65% и просушивают при температуре воздуха +25^oС.

Деревянные элементы конструкций считаются пропитанными после трехкратной обработки огнезащитным составом с температурой 10-15^oС или двухкратной обработкой огнезащитным составом с температурой 50-60^oС. Перерыв между обработками должен составлять не менее 6 часов.

Расход огнезащитного состава при трехразовой обработке холодным рствором составляет 500-650 г/кв.м, при пропитке погружением 600 г/кв.м.

Испытания обработанных предложенным составом образцов на огнестойкость проводили по ГОСТ 16336-76 в испытательной пожарной лаборатории, определяя потерю массы образца при максимальном приращении температуры методом "огневой трубы". Испытывался образец размером 150 мм•35 мм•10 мм. Результаты испытаний приведены ниже в таблице.

Потери массы обработанного огнезащитным составом материала при указанном соотношении компонентов составили 8-10%, что соответствует I группе огнезащитной эффективности (примеры 1-4). Свойства материала, обработанного композицией с запредельным соотношением компонентов, показывающие нецелесообразность использования при таком их содержании, приведены в таблице (примеры 5-8).

В сравнении с прототипом заявляемый состав имеет меньшее число компонентов при хороших огнезащитных качествах состава и более широкое применение, не требуя применения для обработки автоклава.

Изобретение относится к составам для защиты от возгорания древесины и может использоваться в деревообрабатывающей промышленности и в строительстве для обработки древесины. Состав содержит сульфат аммония, аммофос и ортофосфорную кислоту. Определенное соотношение компонентов обеспечивает хорошие огнезащитные свойства, открывает более широкие возможности применения и более экологичен. 1 табл.

Огнезащитный состав для древесины, включающий в качестве антипирена сульфат аммония, отличающийся тем, что он содержит дополнительно в качестве антипиренов аммофос и ортофосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сульфат аммония - 40-60
Аммофос - 40-60
Ортофосфорная кислота - 0,5-3и