ОГНЕЗАЩИТНАЯ ВСПУЧИВАЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2011 года по МПК C09D5/18 C09D163/02 C09K21/14 C08K3/32 C08K3/04 B82B1/00 

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся композициям для получения покрытий, которые могут быть использованы в авиастроении, автомобилестроении, строительстве, химической промышленности для защиты от воздействия огня в условиях пожара.

Известна огнезащитная полимерная композиция для покрытий (Патент РФ 2176258, МПК⁷ C09D 5/18, 163/02, C09K 21/14, опубл. 27.11.2001), включающая эпоксидную диановую смолу ЭД-20, полифосфат аммония, карбамидоформальдегидную смолу КФ-Ж, отверждаемую полиэтиленполиамином, отличающаяся тем, что в композицию дополнительно вводится продукт дегидрополиконденсации фенантрена, содержащего хром, при следующим соотношении компонентов, мас.%:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 - 81,97-59,89

Полифосфат аммония - 4,098-23,95

Карбамидоформальдегидная смола КФ-Ж 0,82-2,99

Продукт дегидрополиконденсации фенантрена, содержащего хром 0,82-4,19

Полиэтиленполиамин - 12,3-8,98

Композиция имеет невысокие огнезащитные свойства.

Известна огнезащитная вспучивающаяся эмаль (Патент РФ 2177973, МПК⁷ C09D 127/24, 183/04, 5/18, опубл. 10.01.2001), содержащая хлорированное производное поливинилхлорида, кремнийорганическую смолу, полимерное фосфатное соединение, эпоксидную диановую смолу, низкомолекулярное фосфатное соединение, окисленный графит, пигмент, растворитель. Эмаль обладает недостаточно высокой огнезащитой конструкций.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является огнезащитная вспенивающаяся композиция для металлических конструкций (Патент РФ 2199564, МПК⁷ C09D 5/18, 163/02, C09K 21/14, опубл. 27.02.2003), включающая эпоксидную диановую смолу, полиэтиленполиамин, меламин, диоксид титана, гидроксид алюминия, аэросил, порошок отвержденной мочевиноформальдегидной смолы, диаммонийфосфат и триаммонийфосфат. Известная композиция не обладает достаточно высокими огнезащитными свойствами, т.к. для достижения 500°С на стальной пластине требуется незначительное время.

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в повышении огнезащитных свойств покрытия.

Технический результат достигается тем, что в огнезащитной вспучивающейся композиции, включающей эпоксидную смолу, аминный отвердитель, полифосфат аммония, новым является то, что она дополнительно содержит триглицидилфосфат, полиаминометиленфосфонат натрия, углеродные нанотрубки и пентаэритрит, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная смола 100 Полифосфат аммония 15-25 Триглицидилфосфат 10-20 Полиаминометиленфосфонат натрия 5-10 Пентаэритрит 10-20 Углеродные нанотрубки 0,01-0,1 Аминный отвердитель 22-28

В качестве аминного отвердителя используется диаминодифенилметан.

В таблице 1 приведены примеры составов композиций. В таблице 2 представлены сравнительные свойства покрытий на основе предлагаемой и известной композиций.

Теплоизолирующие свойства огнезащитных покрытий по металлу определяли в соответствии с методикой ВНИИПО [ВНИИПО, 1998. Определение теплоизолирующих свойств огнезащитных покрытий по металлу. Методика]. Сущность метода заключается в определении времени прогрева необогреваемой стороны образца до критической температуры (для стали - 500°С) в процессе испытаний, которые проводятся по заданному температурному режиму.

В качестве эпоксидной смолы использовали смолы марок: ЭД-20, ЭД-16, ЭД-8 (ГОСТ 10587-84), Э-40 (ОСТ 10-416-76).

В качестве углеродных нанотрубок использовали многослойные пакетированные нанотрубки марки «Таунит» (А.Ткачев, С.Мищенко, В.Негров, Н.Меметов, А.Пасько, С.Блинов, Д.Турлаков. Промышленное производство углеродного наноматериала «Таунит» // Наноиндустрия. - 2007, №2. - С.24-26).

Композиция готовится следующим образом. Углеродные нанотрубки предварительно диспергируют в триглицидилфосфате. Эпоксидную смолу смешивают с полифосфат аммонием и пентаэритритом, затем добавляют триглицидилфосфат с диспергированными углеродными нанотрубками. Перед использованием в полученную композицию вводят полиаминометиленфосфонат натрия и диаминодифенилметан. Композицию наносят (намазкой, заливкой, распылением и т.д.) на защищаемую поверхность (металлы, дерево, пластмассы) и отверждают при комнатной температуре в течение суток и проводят испытание на огнезащитные свойства.

Как видно из таблицы 2, предлагаемая композиция обладает высокими огнезащитными свойствами в предлагаемом диапазоне концентрации компонентов.

Таблица 1 Состав Содержание компонентов, мас.ч., по примерам 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Эпоксидная смола 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Триглицидилфосфат 10 15 20 10 15 20 10 15 20 Полифосфат аммония 15 15 15 20 20 20 25 25 25 Пентаэритрит 10 15 20 10 15 20 10 15 20 Полиаминометиленфосфонат натрия 5 10 5 10 5 10 5 10 5 Углеродные нанотрубки 0,01 0,05 0,1 0,01 0,05 0,1 0,01 0,05 0,1 Диаминодифенилметан 22 25 28 22 25 28 22 25 28

Таблица 2 Свойства Показатель по примерам 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Адгезия, МПа 15 18 21 14 17 20 13 16 19 Начало вспучивания, с 10 13 14 11 14 15 12 15 17 Степень вспучивания 39 39 40 39 35 37 36 38 40 Время достижения на подложке 500°С, мин 39 40 45 42 46 47 44 47 48

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся композициям для получения покрытий, которые могут быть использованы в авиастроении, автомобилестроении, строительстве, химической промышленности. Композиция включает (мас.ч.): эпоксидную смолу 100, аминный отвердитель 22-28, полифосфат аммония 15-25, триглицидилфосфат 10-20, полиаминометиленфосфонат натрия 5-10, углеродные нанотрубки 0,01-0,1, пентаэритрит 10-20. Композиция обладает высокими огнезащитными свойствами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Огнезащитная вспучивающая композиция, включающая эпоксидную смолу, аминный отвердитель, полифосфат аммония, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит триглицидилфосфат, полиаминометиленфосфонат натрия, углеродные нанотрубки и пентаэритрит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
эпоксидная смола 100 полифосфат аммония 15-25 триглицидилфосфат 10-20 полиаминометиленфосфонат натрия 5-10 пентаэритрит 10-20 углеродные нанотрубки 0,01-0,1 аминный отвердитель 22-28

2. Огнезащитная вспучивающаяся композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя используется диаминодифенилметан.