Способ приготовления силикатной огнезащитной композиции Российский патент 2004 года по МПК C04B28/26 C04B111/28 

Изобретение относится к области синтеза силикатных одноупаковочных огнезащитных композиций, которые предназначены для получения огнезащитных покрытий по металлу и древесине.

Известен способ получения композиции для нанесения защитного покрытия на поверхности строительных изделий, содержащей, маc. %:

Жидкое стекло 54 - 70

Асбест 6 - 10

Синтетический латекс 20 – 40

(А.С. СССР № 617421, С 04 В 19/04, опубл. 1978).

Композиция, полученная этим способом, обладает герметичностью, водостойкостью, огнестойкостью.

Недостатком ее является малая жизнеспособность, нестабильность при хранении, кроме этого, она обеспечивает получение покрытий со сравнительно невысокой эластичностью и канцерогенна из-за присутствия в ней асбеста.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ приготовления силикатной огнезащитной композиции, включающий смешение жидкого стекла, мочевины и наполнителя, при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Жидкое стекло 50 - 65

Мочевина 5 - 11

Наполнитель Остальное

(Патент СССР № 779333, С 04 В 28/26, 15.11.1980).

Недостатками известного технического решения является то, что получаемая согласно данному способу композиция обладает недостаточной жизнестойкостью при хранении, водостойкостью и адгезией.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в разработке способа получения силикатной огнезащитной композиции, обладающей повышенной жизнестойкостью при хранении, водостойкостью и высокой адгезией по отношению к металлу и древесине.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемом способе приготовления силикатной огнезащитной композиции, включающем смешение жидкого стекла с мочевиной и наполнителем, в качестве наполнителя используют оксид алюминия, предварительно подвергнутый размолу и механической активации в высоконапряженной мельнице, причем указанный наполнитель вводят в предварительно полученную смесь жидкого стекла с мочевиной, при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Жидкое стекло 35,0 - 40,0

Мочевина 2,5 - 4,5

Указанный оксид алюминия Остальное

Предпочтительно используют указанный оксид алюминия с дисперсностью 1,1-2,1 м²/г по БЭТ и газопроницаемостью 0,5-1,2 м²/г.

Предпочтительно в качестве высоконапряженной мельницы используют центробежно-планетарную мельницу.

Новым в заявляемом способе является состав, а также то, что один из компонентов состава, наполнитель, оксид алюминия, подвергают размолу и механической активации в высоконапряженной мельнице.

Эти признаки являются существенными, благодаря их совокупности достигается поставленная задача.

Под БЭТ подразумевается метод определения удельной поверхности по модели адсорбции. БЭТ - теория полимолекулярной адсорбции Брунауэра, Эммета, Теллера.

Определение адгезии проводят с помощью разрывной машины по ГОСТ 15140. Для этого композицию наносят в два слоя на металлическую фольгу. Поверх нанесенных слоев накладывают стеклоткань. Размеры образца составляют 10х60 мм. После этого замеряют усилие расслаивания образца при скорости перемещения зажима от 6,5 до 7 см/мин, угол расслаивания при этом 180°.

Жизнестойкость композиции и долговечность покрытия (гарантийные сроки хранения и эксплуатации покрытия) определяют по изменению внешнего вида и технических свойств.

В качестве сырьевых материалов в заявляемом способе используют жидкое стекло ГОСТ 13078 (Стекло натриевое жидкое) с силикатным модулем 2,5 - 3,0 и плотностью 1,32 -1,35, мочевину ГОСТ 6691 (Реактивы. Карбамид), порошок оксида алюминия ГОСТ 30559 (Глинозем неметаллургический).

Заявляемый способ получения силикатной огнезащитной композиции реализуют следующим образом.

Жидкое натриевое стекло с силикатным модулем 2,5-3,0 и плотностью 1,32-1,35 г/см³ смешивают с 2,5 - 4,5 мас.% мочевины при комнатной температуре и добавляют при перемешивании измельченный и активированный в высоконапряженной мельнице оксид алюминия.

Предпочтительно используют указанный оксид алюминия с оптимальными параметрами дисперсности: удельной поверхностью 1,1-2,1 м²/г (БЭТ) и газопроницаемостью 0,5-1,2 м²/г.

Предпочтительно размол порошкообразного указанного оксида алюминия проводят в центробежно-планетарной мельнице.

Ниже приводятся примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. 35 мас.% жидкого стекла смешивают с 2,5 мас.% мочевины при комнатной температуре. В полученную массу добавляют 62,5 мас.% оксида алюминия, предварительно измельченного и активированного до параметров дисперности 0,5 м²/г (БЭТ) и газопроницаемости 0,3 м²/г. Полученную композицию тщательно перемешивают. Приготовленная композиция характеризуется жизнеспособностью и стабильностью при хранении в течение 200 суток, покрытия на ее основе обладают адгезией до 2,1 МПа.

Пример 2. 35,5 мас.% жидкого стекла смешивают с 3 мас.% мочевины при комнатной температуре. В полученную массу добавляют 61,5 мас.% оксида алюминия, предварительно измельченного и активированного до параметров дисперсности 1,1 м²/г (БЭТ) и газопроницаемости 0,5 м²/г. Полученную композицию тщательно перемешивают. Приготовленная композиция характеризуется жизнеспособностью и стабильностью при хранении в течение 720 суток, покрытия на ее основе обладают адгезией до 2,8 МПа.

Пример 3. 37 мас.% жидкого стекла смешивают с 3,5 мас.% мочевины при комнатной температуре. В полученную массу добавляют 59,5 мас.% оксида алюминия, предварительно измельченного и проактивированного до параметров дисперсности 1,7 м²/г (БЭТ), газопроницаемости 0,9 м²/г. Полученную композицию тщательно перемешивают. Приготовленная композиция характеризуется жизнеспособностью и стабильностью при хранении в течение 720 суток, покрытия на ее основе обладают адгезией до 3,0 МПа.

Пример 4. 38,5 мас.% жидкого стекла смешивают с 4 мас.% мочевины при комнатной температуре. В полученную массу добавляют 57,5 мас.% оксида алюминия, предварительно измельченного и проактивированного в центробежно-планетарной мельнице до параметров дисперсности 2,1 м²/г (БЭТ) и газопроницаемости 1,2 м²/г. Полученную композицию тщательно перемешивают. Приготовленная композиция характеризуется жизнеспособностью и стабильностью при хранении в течение 720 суток, покрытия на ее основе обладают адгезией до 2,9 МПа.

Пример 5. 40 мас.% жидкого стекла смешивают с 4,5 мас.% мочевины при комнатной температуре. В полученную массу добавляют 55,5 мас.% оксида алюминия, предварительно измельченного и проактивированного в центробежно-планетарной мельнице до параметров дисперсности 0,9 м²/г (БЭТ) и газопроницаемости 0,5 м²/г. Полученную композицию тщательно перемешивают. Приготовленная композиция характеризуется жизнеспособностью и стабильностью при хранении в течение 180 суток, покрытия на ее основе обладают адгезией до 2,3 МПа.

Примеры выполнения способа, а также физико-механические показатели получившейся огнезащитной композиции сведены в таблицы 1, 2 и 3.

Добавление мочевины в количестве, меньшем или большем чем 2,5 - 4,5 мас.%, приводит к снижению времени жизнеспособности композиции.

Использование оксида алюминия, не подвергнутого дроблению и активированию в центробежно-планетарной или любой другой высоконапряженной мельнице, или оксида алюминия, измельченного, проактивированного, но с параметрами дисперсности, отличными от заявляемых, приводит к значительному снижению величины адгезии покрытия на основе огнезащитной композиции, полученной согласно данному способу.

Огнезащитная композиция, полученная согласно заявляемому способу, по сравнению с прототипом обладает повышенной жизнестойкостью при хранении, водостойкостью и высокой адгезией по отношению к металлу и древесине.

Изобретение относится к области синтеза силикатных одноупаковочных огнезащитных композиций, которые предназначены для получения огнезащитных покрытий по металлу и древесине. Техническим результатом является разработка получения силикатной огнезащитной композиции, обладающей повышенной жизнестойкостью при хранении, водостойкостью и высокой адгезией по отношению к металлу и древесине. В способе приготовления силикатной огнезащитной композиции, включающем смешение жидкого стекла с мочевиной и наполнителем, в качестве наполнителя используют оксид алюминия, предварительно подвергнутый размолу и механической активации в высоконапряженной мельнице, причем указанный наполнитель вводят в предварительно полученную смесь жидкого стекла с мочевиной, при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 35,0 - 40,0, мочевина 2,5 - 4,5, указанный оксид алюминия остальное. Предпочтительно используют указанный оксид алюминия с дисперсностью 1,1-2,1 м²/г по БЭТ и газопроницаемостью 0,5-1,2 м²/г. Предпочтительно в качестве высоконапряженной мельницы используют центробежно-планетарную мельницу. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ приготовления силикатной огнезащитной композиции, включающий смешение жидкого стекла с мочевиной и наполнителем, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют оксид алюминия, предварительно подвергнутый размолу и механической активации в высоконапряженной мельнице, причем указанный наполнитель вводят в предварительно полученную смесь жидкого стекла с мочевиной при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Жидкое стекло 35,0 - 40,0

Мочевина 2,5 - 4,5

Указанный оксид алюминия Остальное