ОГНЕЗАЩИТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2005 года по МПК C09D161/10 C09D5/18 C09D161/10 C09D133/04 C09D101/26 

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов на основе интеркалированных соединений графита, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние поверхности объектов гражданского, военного назначения, для обработки промышленных конструкций с целью блокировки распространения огня за счет придания огнестойкости, высоких теплоизолирующих свойств при воздействии высоких температур и благодаря небольшому расходу материала на единицу защищаемой поверхности и малой толщины в исходном состоянии.

Известна «Паста для получения покрытия преимущественно на металле» по патенту РФ №1738800 А1, кл. С 04 В 35/54, 1989 г. состоящая, мас.%:

Окисленный графит 13,33-16,08Хризотиловый асбест 9,64-14,13Шамотно-каолиновая пыль 8,49-13,33Вода 60,01-64,64

Недостатком данной пасты является использование хризотилового асбеста, вредного для организма человека, сложный процесс нанесения покрытия и большой расход пасты из-за большой толщины слоя покрытия.

Известна «Полимерная композиция для огнезащитного вспенивающегося покрытия» по патенту РФ №2103300 С1, кл. 6 С 09 D 111/00, 5/18, 1995 г.

Композиция включает в себя следующие компоненты, мас.ч.:

Однокомпонентный клей на основе хлоропренового каучука100Аммоний фосфорнокислый двузамещенный50-60Параформ30-40Мочевина10-20

Дополнительно содержит:

Хлорпарафин (пластификатор)5Аэросил (матирующий агент)2-2,5Хлоркаучук0,4-0,5Пигмент0,5-2,0

Недостатком данной композиции является ограниченная сфера применения, используется в основном для защиты гибких элементов конструкций, выполненных на основе резины. В композиции используется хлоропреновый каучук, дефицитный в России (производителем является Армения). Недостаточная высота пенококса.

Известен «Эластичный огнезащитный материал» по патенту РФ №2131448 С1, кл. 6 С 09 К 21/14, С 08 L 11/00, 1999 г.

Композиция включает в себя следующие компоненты, мас.ч.:

Хлоропреновый каучук100Окисленный графит со степенью расширения 50-40050-100Хлорпарафин с содержанием хлора 25-30%40-60Смесь карбоната кальция и оксида кремния35-45Вулканирующая смесь15

Данная композиция применяется в основном для защиты гибких элементов конструкций. В композиции используется хлоропреновый каучук, дефицитный в России (производителем является Армения). Недостаточная высота пенококса.

Известен «Состав для получения огнезащитного материала» по патенту РФ №2130953, кл. 6 С 08 L 9/02, 61/10, 63/00, С 08 К 13/02, С 09 D 5/18, 1999 г., содержащий мас.ч.:

Хлоропреновый или бутадиен-нитрильный каучук (связующее)100Фенолформальдегидная смола (связующее)100-150Эпоксидный олигомер (связующее)50-100Модифицированный ледяной уксусной кислотой окисленный графит со степенью расширения при 150°С не более 40 (окислитель)50-150Этиловый эфир уксусной кислоты (растворитель)400-800Ароматический амин20-40

Недостатком данного состава является использование органического растворителя, вредного для организма, потеря стабильности пенообразования - каучук стареет и становится хрупким. Фенольные смолы в условиях пожара выделяют канцерогенные продукты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Огнезащитная композиция» по патенту РФ №2208028 С1, кл. 7 С 09 D 5/18, 2002 г.

Композиция включает в себя следующие компоненты, мас.%:

Связующее:

акриловая дисперсия марки «Диакам»4,5-5,0смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж15,0-16,0

Окислитель:

графит окисленный6,2-8,0

Карбонизатор:

пентаэритрит18,0-24,2Na-карбоксиметилцеллюлоза0,7-0,8

Наполнитель

диоксид титана,1,9-2,0карбонат кальция2,8-3,0

Отвердитель:

полифосфат аммония23,0-26,2

Вспениватель:

мочевина3,7-4,0водаостальное

Недостатком данной композиции является размягчение отвержденного покрытия при достижении 200°С и, как следствие, частичное сползание слоя покрытия с вертикальной поверхности.

Задачей изобретения является создание композиции для покрытия, обладающей повышенной механической прочностью, с достаточно прочным каркасом, обладающей хорошей адгезией к металлической поверхности, исключающей отслоение, образование трещин и сползание с вертикальной поверхности, экологически безвредной, экономичной, технологичной в производстве.

Задача решается за счет того, что известная композиция, содержащая связующее - смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит, наполнитель - диоксид титана, карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, в качестве связующего дополнительно содержит сополимер н-бутилакрилата и стирола в виде 50%-ной дисперсии в воде «Финндисп А-10», в качестве отвердителя дополнительно содержит - хлорное железо при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Связующее:

сополимер н-бутилакрилата и стирола в виде 50%-нойдисперсиивводе«ФинндиспА-10»4,0-5,0смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж14,0-16,0

Окислитель:

графит окисленный5,5-7,0

Карбонизатор:

пентаэритрит18,0-28,0Na-карбоксиметилцеллюлоза0,7-1,4

Наполнитель

диоксид титана,1,7-3,0карбонат кальция2,5-3,5

Отвердитель:

полифосфат аммония25,0-28,0хлорное железо1,0-20

Вспениватель:

мочевина (карбамид)3,0-45водаостальное

Для повышения эластичности покрытия и улучшения его адгезионных свойств как при нанесении на защищаемую поверхность, так и после вспучивания в композицию вводят в качестве связующего - сополимер н-бутилакрилата и стирола в виде 50%-ной дисперсии в воде - «Финндисп А-10», представляющей собой молочно-белую жидкость со слабым запахом.

В качестве связующего для образования жесткого углеродного каркаса в композицию вводят водорастворимую смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж ГОСТ 14231-88.

В качестве окислителя в композицию вводят окисленный графит - ТУ 84-7509103.353-92 с коэффициентом вспучивания 30-40, представляющий собой порошок черного цвета.

В качестве карбонизатора и регулятора жесткости пенококса в композиции используется пентаэритрит - ГОСТ 9286-89.

Для улучшения технологичности, облегчения нанесения на защитные поверхности и в качестве карбонизатора в композицию вводят Na-карбоксиметилцеллюлозу - ТУ 6-55-40-90 или ТУ 2231-002-50277563-00.

В качестве наполнителя в композицию вводят высокоэффективный универсальный пигмент белого цвета - диоксид титана - ГОСТ 9808-84 и карбонат кальция м. МК-1 - ГОСТ 8258-79, ТУ 2321-006-12588040-99.

Карбонат кальция может дополнительно играть роль вспенивателя.

В качестве отвердителя системы в композиции используется полифосфат аммония, хлорное железо ГОСТ 4147-74.

В качестве вспенивателя для усиления действия фосфатов в композиции используется мочевина - ГОСТ 2081-92.

Предлагаемая огнезащитная композиция для покрытий готовится по следующей технологии - приготовление пасты и приготовление смеси отвердителей.

Приготовление пасты состоит из следующих операций: вначале готовят 5% водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы при температуре 60-80°С в реакторе, снабженном рубашкой и мешалкой, путем перемешивания воды и Na-карбоксиметилцеллюлозы в течение заданного времени. Затем в реактор загружают оставшееся количество воды, далее загружают мочевину, диоксид титана, карбонат кальция, пентаэритрит и перемешивают в течение 20-30 мин. Затем в реактор загружают сополимер н-бутилакрилата и стирола в виде 50%-ной дисперсии в воде - «Финндисп А-10», далее - водный раствор смолы карбамидоформальдегидной КФ-Ж и перемешивают в течение 10-15 мин. После перемешивания загружают окисленный графит в 2-3 приема и перемешивают после каждой загрузки в течение 15- 20 мин. После загрузки всех компонентов в реакторе производят перемешивание компонентов в течение 15-20 мин. Загрузку и перемешивание всех компонентов производят при температуре (20±5)°С.

Приготовление смеси отвердителей состоит из приготовления водного раствора хлорного железа (50-70%), загрузки навески полифосфата аммония, перемешивании при температуре (20±5)°С в течение 20-30 мин.

Далее производят смешение пасты и смеси отвердителей в реакторе, перемешивание в течение 20-30 мин при температуре (20±5)°С.

Примеры конкретного выполнения приведены в таблице 1, а физико-механические показатели предлагаемой композиции - в таблице 2.

Как видно из данных (примеры 1, 3, 4, 5), приведенных в таблицах 1, 2, частичная замена полифосфата аммония на хлорное железо, введение сополимера н-бутилакрилата и стирола в виде 50%-ной дисперсии в воде - «Финндисп А-10» в композиции исключает отслоение мастики, образование трещин, сползание с вертикальной поверхности в момент подъема температуры до 200°С, что свидетельствует о хорошей адгезии и эластичности покрытия, а также обеспечивается высокая огнезащитная эффективность покрытия.

Композиция по примерам 2, 6 с запредельными значениями количественного содержания компонентов не обладает заданными характеристиками.

Таблица 1ПоказателиПрототипСодержание компонентов по примерам, №2208028мас.%  123456Связующее:       Акриловая дисперсия       марки «Диакам»4,5-5,0------Сополимер н-бутилакрилата и       стирола в виде 50%-ной       дисперсии в воде -       «Финндисп А-10»-5,03,84,55,04,05,5Карбамидоформальдегидная       смола КФ-Ж15,0-16,016,016,414,014,215,813,8Окислитель:       

Продолжение таблицы 1Окисленный графит6,2-8,06,07,57,05,56,05,0Каобонизатор:       Пентаэритрит18,0-24,222,028,528,018,025,017,2Na-карбоксиметилцеллюлоза0,7-0,80,80.650,71,41,21,8Наполнитель:       Диоксид титана1,9-2,03,01,22,02,51,74,0Карбонат кальция2,8-3,02,52,03,53,53,04,0Вспениватель:       Мочевина (карбамид)3,7-4,03,05,04,54,03,52,8Отвердитель:       Полифосфат аммония23,0-26,226,224,525,028,026,228,5Хлорное железо-1,00,81,21,52,02,5Водаостальное

Таблица 2 Физико-механические свойстваПоказатели  Прототип №2208028123456Прочность связи с       металлом при отрыве, МПа0,7-0,821,80,81,821,951,90,75Массовая доля       нелетучих веществ в пасте, %-69,659,069,870,069,969,0Время высыхания до ст.       3 при (20±5)°С, ч3323332,5Предел огнестойкости, мин50-65705065656560

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов на основе интеркалированных соединений графита, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние поверхности объектов гражданского, военного назначения, для обработки промышленных конструкций с целью блокировки распространения огня за счет придания огнестойкости, высоких теплоизолирующих свойств при воздействии высоких температур и благодаря небольшому расходу материала на единицу защищаемой поверхности и малой толщины в исходном состоянии. Композиция содержит связующее - смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит и Na-карбоксиметилцеллюлоза, наполнитель - диоксид титана, карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, в качестве связующего дополнительно содержит сополимер н-бутилакрилата и стирола в виде 50%-ной дисперсии в воде «Финндисп А-10», в качестве отвердителя дополнительно содержит хлорное железо. Задачей изобретения является создание композиции для покрытия, обладающей повышенной механической прочностью, с достаточно прочным каркасом, обладающей хорошей адгезией к металлической поверхности, исключающей отслоение, образование трещин и сползание с вертикальной поверхности, экологически безвредной, экономичной, технологичной в производстве. 2 табл.

Огнезащитная композиция для покрытий, включающая связующее - смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит и Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана, карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, отличающаяся тем, что композиция в качестве связующего дополнительно содержит сополимер н-бутилакрилата и стирола в виде 50%-ной дисперсии в воде «Финндисп А-10», в качестве отвердителя дополнительно содержит хлорное железо при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Связующее:

сополимер н-бутилакрилата и стирола в виде

50%-ной дисперсии в воде «Финндисп А-10» 4,0-5,0

смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж 14,0-16,0

Окислитель:

графит окисленный 5,5-7,0

Карбонизатор:

пентаэритрит 18,0-28,0

Na-карбоксиметилцеллюлоза 0,7-1,4

Наполнитель

диоксид титана 1,7-3,0

карбонат кальция 2,5-3,5

Отвердитель:

полифосфат аммония 25,0-28,0

хлорное железо 1,0-2,0

Вспениватель:

мочевина 3,0-4,5

Вода Остальное