СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ Российский патент 2008 года по МПК C09D1/04 C09D5/18 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения огнезащитного покрытия для древесины.

Известен состав для получения огнезащитного покрытия, содержащий, мас.%: водорастворимый силикат щелочного металла 35,0-55,0, синтетический латекс 7,0-25,0, поверхностно-активное вещество 0,8-6,0, фосфатный отвердитель - кальцийцинкфосфатнитратборатное связующее или кальцийцинкфосфатнитратфторборатное связующее, или кальцийцинкнатрийфторборатное связующее, или цинкалюмофосфатное связующее 2,5-7,0, пигмент 1,0-8.0, антипирен - вулканическое стекло или слюда 0,5-15,0, глина 1,0-7,0, антисептик 1,5-5,0, антифриз 0,5-4,5, минеральный наполнитель 0,5-13,0, вода остальное, см. RU Патент 2071491, C09D 1/04, C09D 5/18, 1997.

Недостатком известного состава является то, что огнезащитная способность осуществляется при большом расходе состава (0,75 кг/м²), см. RU Патент 2154041, МПК7 С04В 28/26, С09В 5/18, C04b 41/45, 2000, таблица 2, к тому же при сгорании известного состава выделяются вредные для организма химические вещества, такие как фосфорный ангидрид - второй класс опасности, соединения фтора - первый класс опасности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав для получения огнезащитного покрытия, включающий связующее, содержащее жидкое натриевое стекло с модулем 2,6-3,2, модифицированное латексом, антипирен - карбонат двухвалентного металла, структурообразователь - диатомит, отвердитель - портландцемент и пигмент, в котором в качестве связующего он содержит жидкое натриевое стекло плотностью 1,24-1,26 г/см³, модифицированное бутадиенвинилиденхлоридным латексом марки ДВХБ - 70 при соотношении соответственно, мас.%: (99,0 - 97,0):(1,0 - 3,0) и при соотношении компонентов, мас.%:

связующее 60,0-70,0карбонат двухвалентного металла 23,0-31,0структурообразователь - диатомит 2,5-4,0отвердитель - портландцемент 1,0-1,5пигмент остальное

(см. RU Патент 2154041, МПК7 С04В 28/26, С09В 5/18, С04В 41/45, 2000).

Недостатками известного состава являются повышенный его расход (до 0,35 кг/м²), к тому же при сгорании известного состава в атмосферу выделяется хлор, который загрязняет окружающую среду.

Задачей данного изобретения является разработка состава с повышенной огнезащитной способностью при меньшем его расходе, не выделяющего вредных веществ при огневом воздействии.

Техническая задача решается тем, что состав для получения огнезащитного покрытия, включающий связующее, антипирен - карбонат двухвалентного металла, структурообразователь, отвердитель портландцемент и пигмент, в котором в качестве связующего он содержит жидкое натриевое стекло с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,200-1,230 г/см³, модифицированное бутадиен-стирольным латексом при соотношении соответственно, мас.%: (99,5-96,5):(0,5-3,5), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

связующее 60-70карбонат двухвалентного металла 23-31структурообразователь 2,5-4,0отвердитель - портландцемент 1,0-1,5пигмент остальное

Преимущественное выполнение, когда состав в качестве структурообразователя содержит диатомит или тальк.

Решение технической задачи позволяет создать состав для огнезащитного покрытия древесины с повышенной огнезащитной способностью до 50% при меньшем его расходе (0,15-0,25 кг/м²), не выделяющего вредных веществ при огневом воздействии.

Для изготовления заявляемого состава для получения огнезащитного покрытия древесины используют:

модификатор по ТУ-9491-36-05766-793094 - бутадиен-стирольный латекс марки БМС - 50КП, представляющий собой дисперсию каучука с соотношением бутадиена и стирола 50:50, или СКС - 50ГП, представляющий собой дисперсию каучука с соотношением бутадиена и стирола 50:50, сухой остаток латекса 54%, рН 9 - 10 и СКС - 50И, представляющий собой дисперсию каучука с соотношением бутадиена и стирола 50:50, сухой остаток латекса 47,5%, рН 8-10, см. Книга П.А. Кирпичников, Л.А. Аверко-Антонович, Ю.О. Аверко-Антонович «Химия и технология синтетического каучука», Изд-во Химия, Ленинградское отделение, 1975, с.408;

жидкое натриевое стекло с модулем 2,6 - 3,2 и плотностью 1,200 - 1,230 г/см³,

карбонат двухвалентного металла: мел по ГОСТ 21234-75 или доломит по ГОСТ 23672-79,

структурообразователь: диатомит по ТУ-10-05031351-378-94 или тальк, например марки МТ-ТШМ, по ГОСТ 19287-73,

портландцемент, например марки М 400, по ГОСТ 965-78 или по ГОСТ 10178-85,

пигменты, например железный сурик по ГОСТ 8135-74, или диоксид титана марки Р-1 по ГОСТ 9808-84, или оксид хрома марки ОХП-1 по ГОСТ 2912-79, или ультрамарин синий по ГОСТ 13463-68, или диоксид марганца по ГОСТ 4470-79, или их смеси.

Данное изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

Приготовление связующего проводят в смесителях-реакторах, перемешивание сухих компонентов проводят в смесителях любого типа, перетир - в барабанной мельнице, в пружинной мельнице или дезинтеграторе. Приготовление готового к применению состава огнезащитного покрытия проводят в смесителях любого типа.

Для получения связующего в лабораторный смеситель-реактор загружают 646.75 г жидкого натриевого стекла плотностью 1200 г/см³ с модулем 2.6, к нему добавляют 3.25 г бутадиен-стирольного латекса марки БМС - 50КП (соотношение соответственно 99,5:0,5 мас.%) и перемешивают в течение 10 мин.

В смеситель загружают предварительно подготовленные порошки карбоната двухвалентного металла - мела - 250 г (25 мас.%), структурообразователя - талька - 35 г (3,5 мас.%), пигмента - окиси хрома ОХП-1 - 55 г (5,5 мас.%), отвердителя - портландцемента - 10 г (1,0 мас.%) и перемешивают в течение 5 мин.

Полученную смесь порошков загружают в механический смеситель, например, марки 6-ЛС и проводят перетир со связующим в течение 15-20 мин.

Полученный состав наносят на обрабатываемую поверхность кистью, валиком или распылителем в три слоя с интервалом 10-12 мин при температуре окружающего воздуха не ниже 5°С.

В таблице 1 приведены составы связующего, в таблице 2 - составы для огнезащитного покрытия древесины примеры 1-13 и показатели качества по заявляемому объекту и прототипу.

Таблица 1. Состав связующегоКомпоненты связующегоСоставы, мас.%12345Жидкое натриевое стекло с модулем 2,6 - 3,2 и плотностью 1,200-1,230 г/см³99,599,098,097,096,5Бутадиен-стирольный латекс: БМС -50КП, или СКС - 50ГП, или СКС - 50И0,51,02,03,03,5

При определении характеристик опытных образцов заявляемого состава используются следующие методы:

Огнезащитные свойства покрытия определяют по потере массы при огневом испытании по ГОСТ 16363-76. Адгезию определяют по ГОСТ 15140-78. Атмосферостойкость определяют по ГОСТ 9-401-91. Вязкость определяют по ГОСТ 8420-74. Время силикатизации определяют по ГОСТ 18958-73. Расход состава определяют отношением сухого остатка покрытия на площадь, кг/м². Живучесть определяют по ГОСТ 8420-74. Розлив определяют визуально (удовлетворительно или неудовлетворительно).

При содержании бутадиен-стирольного латекса в связующем менее 0,5% не обеспечивается хорошая адгезия состава к материалу, при содержании более 3,5% - снижается огнезащитная эффективность состава (потеря массы при огневом испытании более 9%). Исходя из этого, оптимальное содержание бутадиен-стирольного латекса в связующем находится в пределах 0,5.0-3.5%. Изменение в составе огнезащитного покрытия содержания связующего оказывает существенное влияние на вязкость и розлив. При содержании связующего менее 60% наблюдается высокое значение вязкости, не обеспечивается малярное качество покрытия - розлив, при нанесении заявляемого состава на древесину кистью не обеспечивается ровная, гладкая поверхность, наблюдается снижение адгезии к древесине. При содержании в заявляемом составе связующего более 70% наблюдается снижение вязкости и образование подтеков при покрытии наклонных и вертикальных поверхностей. Таким образом, оптимальное содержание связующего составляет 60.0-70.0%. Содержание антипирена - карбоната двухвалентного металла в составе менее 23% и более 31% не обеспечивает розлив и адгезию. Использование в составе мела позволяет получить покрытие более чистых цветов. При содержании структурообразователя - диатомита менее 2.5% и более 4.0% не обеспечиваются розлив и вязкость. При содержании портландцемента менее 1% увеличивается время силикатизации состава до 12 ч, снижается атмосферостойкость, а при 2% живучесть состава составляет всего 2 ч, что затрудняет проведение работ по нанесению покрытия.

Оптимальное содержание портландцемента в заявляемом составе составляет 1.0-1.5%. При использовании в качестве отвердителя белого портландцемента обеспечивается декоративность покрытия. Цвет покрытия и его оттенок обеспечиваются за счет применения того или иного пигмента или их смеси.

Таким образом, при нанесении огнезащитного состава древесина переводится в категорию трудносгораемого материала, при меньшем расходе состава 0.15-0.25 кг/м² по сравнению с прототипом огнезащитная способность повышается до 50%, состав не выделяет вредных веществ при огневом воздействии и обеспечивает малярные свойства.

Таблица 2. Составы огнезащитного покрытия древесины и показатели качестваНаименование компонентов и показатели качестваПрототипСодержание компонентов, мас.%, и значения показателей качества12345678910111213Связующее 1 65,0            Связующее 2  65,0           Связующее 3 с латексом БМС-50 КП   65,0  65,065,060,070,060,067,0  Связующее 3 с латексом СКС-50 ГП            67,0 Связующее 3 с латексом СКС-50 И             67,0Связующее 4    65,0         Связующее 5     65,0        Связующее 3 прототипа65,0             Карбонат двухвалентного металла:              Доломит25,0    25,025,029,5  31,027,027,0 Мел 25,025,025,025,0   31,023,0   27,0Структурообразователь:              Диатомит3,5    3,53,5   4,02,52,5 Тальк-3,53,53,53,5  4,03,52,5   2,5Отвердитель:              Портландцемент1,01,01,01,01,01,01,01,01,51,51,51,51,51,5Пигмент:              Оксид хрома ОХП - 15,55,55,55,55,55,55,50,54,03,03,52,02,02,0Расход, кг/м²0,320,220,200,240,150,170,210,240,210,250,200,210,220,21Огнезащитные свойства, %12,55,36,07,58,56,08,27,96,28,26,06,57,06,8Атмосферостойкость, циклы1816161616161616161616161616Адгезия, баллы23222222222222Время силикатизации, сутки6,05,05,56,06,06,07,57,05,05,06,07,07,07,0Живучесть, час15,01213,515,018,024,015,015,012,012,012,012,012,012,0Вязкость по В3-4, с23,524,025,026,026,522,023,026,027,023,027,022,022,022,0Розлив (**)++++++++++++++Цвет (*)ЗХСЗСЗСЗСЗЗХЗХЗХСЗСЗЗХЗХЗХСЗПримечание: **) «+» - удовлетворительно, « - » - неудовлетворительно
*) «СЗ» - светло-зеленый; «ЗХ» - защитный

Состав для получения огнезащитного покрытия, который может быть использован для покрытия древесины, содержит связующее - жидкое натриевое стекло с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,200-1,230 г/см³, модифицированное бутадиен-стирольным латексом при соотношении соответственно, мас.%: (99,5-96,5):(0,5-3,5), антипирен - карбонат двухвалентного металла, структурообразователь - диатомит или тальк, отвердитель - портландцемент и пигмент. Задачей данного изобретения является разработка состава с повышенной огнезащитной способностью при меньшем его расходе, не выделяющего вредных веществ при огневом воздействии. Решение технической задачи позволяет за счет использования указанного связующего создать состав для огнезащитного покрытия древесины с повышенной огнезащитной способностью до 50% при меньшем его расходе (0,15-0,25 кг/м²), не выделяющего вредных веществ при огневом воздействии, и обеспечивает малярные свойства. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Состав для получения огнезащитного покрытия, включающий связующее, антипирен - карбонат двухвалентного металла, структурообразователь, отвердитель - портландцемент и пигмент, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит жидкое натриевое стекло с модулем 2,6-3,2 и плотностью 1,200-1,230 г/см³, модифицированное бутадиен-стирольным латексом при соотношении соответственно мас.%: (99,5-96,5):(0,5-3,5), при соотношении компонентов, мас.%:

связующее 60-70карбонат двухвалентного металла 23-31структурообразователь 2,5-4,0портландцемент 1,0-1,5пигмент остальное