ОГНЕЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 2005 года по МПК C04B28/26 C04B111/28 

Изобретение относится к строительным материалам и предназначено для нанесения на несущие и ограждающие конструкции, преимущественно металлические, эксплуатируемые внутри помещений, с целью обеспечения огнестойкости строительных конструкций зданий и сооружений.

Огнезащитные покрытия такого назначения известны, например, из патента РФ №2133241 С 04 В 28/26, 1999; из патента РФ №2092463 С 04 В 28/26, 1997; авт. св. СССР №337528 С 04 В 28/26, 1970; патента РФ №2132311 С 04 В 28/26, 1999 и другие.

Наиболее близким аналогом можно считать огнезащитное покрытие по патенту РФ №2133241 С 04 В 28/26,1999. Оно содержит два компонента: наполнитель - сопутствующие гидрослюдам минералы 23-44 мас.% и минеральное связующее (жидкое стекло 56-77 мас.%, плотностью 1460 кг/м³), которые смешиваются перед применением.

Основной недостаток этого покрытия состоит в его повышенной теплопроводности при температурах более 600°С, что частично компенсируется увеличением толщины наносимого покрытия. Увеличение толщины покрытия повышает нагрузки на металлоконструкции, повышает трудоемкость и затраты на выполнение огнезащитных работ, увеличивает сроки их выполнения.

Изобретение направлено на получение огнезащитного покрытия с высокими эксплуатационными свойствами, удобного в транспортировке и в применении на объекте и наносимого с минимальным расходом.

Технический результат, который создается изобретением, состоит в повышении огнезащитных свойств покрытия за счет повышения его теплоизолирующей способности при температурах более 600°С и обеспечения при этом уменьшения толщины наносимого покрытия.

Это достигается тем, что огнезащитное покрытие содержит в качестве наполнителя гидроксид алюминия, или железа, или кальция, или магния, или смесь каких-либо гидроксидов указанных металлов с размером частиц не более 100 мкм, а в качестве минерального связующего - жидкое стекло или водный раствор полифосфата натрия плотностью 1300-1400 кг/м³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный наполнитель 40-80

указанное минеральное связующее 20-60

При такой композиции обеспечивается иной, по сравнению с прототипом, механизм огнестойкости защищаемой поверхности. Он основан на наличии в наполнителе покрытия значительного количества химически связанной воды (гидроксильные группы). Под воздействием высокой температуры вода постепенно высвобождается, не допуская нагрева поверхности защищаемой конструкции выше 500°С. При этом покрытие имеет более низкую теплопроводность при температурах выше 600°С.

В случае содержания в покрытии гидроксида указанного металла менее 40 мас.% будет недостаточно химически связанной воды для исключения нагрева защищаемой поверхности. При содержании гидроксида указанного металла более 80 мас.% снижается адгезия покрытия к поверхности, ухудшается эластичность и покрасочные свойства покрытия.

Понятно, что наиболее высокой огнестойкостью будет обладать патентуемое покрытие, в котором наполнитель имеет наибольшее число гидроксильных групп.

С увеличением размера частиц наполнителя более 100 мкм уменьшается удельная поверхность, уменьшается дефектность структуры и наблюдается увеличение теплопроводности при температурах выше 600°С за счет излучения.

При плотности минерального вяжущего менее 1300 кг/м³ происходит расслоение наполнителя при нанесении покрытия на защищаемую поверхность.

Неравномерное распределение частиц наполнителя повышает теплопроводность покрытия при температурах выше 600°С.

При плотности минерального вяжущего более 1400 кг/м³ происходит преждевременное схватывание наполнителя без получения однородной смеси.

Изобретение поясняется примерами выполнения.

Для получения огнезащитного покрытия используют следующие компоненты:

- наполнитель в виде порошка с размером частиц не более 100 мкм из:

гидроксида алюминия;

гидроксида железа;

гидроксида кальция;

гидроксида магния;

- жидкое стекло (минеральное связующее в виде водного раствора плотностью 1300-1400 кг/м³;

- полифосфат натрия (минеральное связующее в виде водного раствора плотностью 1300-1400 кг/м³).

В смесительную емкость загружают по массе гидроксид или смесь гидроксидов указанных металлов и минеральное связующее в заявленных соотношениях, смесь тщательно перемешивается, затем смесь фасуется в герметичную упаковку.

Полученное двухкомпонентное покрытие готово к применению, оно может транспортироваться к месту использования.

Огнезащитное покрытие может наноситься на защищаемую поверхность с помощью кисти, валика или механизированным способом, эксплуатационная толщина наносимого покрытия не превышает 5 мм (в прототипе 11 мм).

Для сравнения патентуемого покрытия и прототипа по огнестойкости определяли коэффициент теплопроводности при 100°С, 600°С и 1100°С.

Составы и свойства покрытий приведены в таблице.

Температура °СКоэффициент теплопроводности (Вт/мК)Составы 12345Аналог1000,180,200,190,200,210,116000,210,240,230,240,240,2211000,250,250,240,250,250,9

Состав №1, мас.%: 30 полифосфата натрия;

70 гидроксида магния.

Состав №2, мас.%: 40 жидкого стекла;

60 гидроксида железа.

Состав №3, мас.%: 50 полифосфата натрия;

50 гидроксида алюминия.

Состав №4, мас.%: 45 полифосфата натрия;

55 гидроксида кальция.

Состав №5, мас.%: 30 гидроксида кальция;

30 гидроксида алюминия;

40 полифосфата натрия.

Аналог, мас.%: 45 жидкого стекла;

55 вермикулитовой руды.

Как видно из таблицы, патентуемое огнезащитное покрытие имеет существенно более низкую теплопроводность при температурах более 600°С, что позволяет применить это покрытие со значительно меньшей толщиной на защищаемой поверхности.

Уменьшение толщины наносимого покрытия снижает нагрузки на металлоконструкции зданий и сооружений, снижает трудоемкость и затраты на выполнение огнезащитных работ, уменьшает сроки их выполнения. Важным преимуществом такого покрытия по сравнению с прототипом является готовность его к применению без необходимости смешения компонентов перед нанесением покрытия на защищаемую поверхность.

Изобретение относится к строительным материалам и предназначено для нанесения на несущие и ограждающие конструкции, преимущественно металлические. Техническим результатом является повышение огнезащитных свойств при температурах более 600°С и обеспечение уменьшения толщины покрытия. Огнезащитное покрытие содержит наполнитель и минеральное связующее, в качестве наполнителя оно содержит гидроксид алюминия, или железа, или кальция, или магния, или смесь каких-либо гидроксидов указанных металлов с размером частиц не более 100 мкм, а в качестве минерального связующего – жидкое стекло или водный раствор полифосфата натрия плотностью 1300-1400 кг/м³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное минеральное связующее 20-60, указанный наполнитель 40-80. Покрытие основано на наличии в наполнителе значительного количества химически связанной воды. Покрытие имеет более низкую теплопроводность при температурах выше 600°С, что обеспечивает более высокую огнестойкость защищаемой конструкции и позволяет уменьшить толщину наносимого покрытия. 1 табл.

Огнезащитное покрытие, содержащее наполнитель и минеральное связующее, отличающееся тем, что оно содержит в качестве наполнителя гидроксид алюминия, или железа, или кальция, или магния, или смесь каких-либо гидроксидов указанных металлов с размером частиц не более 100 мкм, а в качестве минерального связующего – жидкое стекло или водный раствор полифосфата натрия плотностью 1300-1400 кг/м³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанное минеральное связующее 20-60

указанный наполнитель 40-80.