КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК C09D5/18 C09K21/00 C09K21/14 

Изобретение относится к материалам, предназначенным для огнезащиты конструктивных элементов, работающих в экстремальных условиях воздействия пламени, возникшего в результате пожара.

Известна огнезащитная вспучивающаяся полимерная композиция для покрытий (RU 2176258 C1, C09D 5/18, опубл. 27.11.2001), включающая эпоксидную смолу ЭД-20, полифосфат аммония, карбамидоформальдегидную смолу КФ-Ж, отвержденную полиэтиленполиамином, продукт дегидрополиконденсации фенантрена, содержащего хром, при следующем соотношении компонентов, мас. %.

эпоксидная 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.

Недостатком указанной композиции является высокая жесткость отвержденного состава.

Известен огнезащитный вспучивающийся слоистый материал (RU 140812 U1, В32В 33/00, опубл. 20.05.2014), включающий огнезащитный полимерный слой, гибкую основу, в качестве которой содержится бумага с двухсторонним антиадгезионным покрытием, между гибкой основой и огнезащитным полимерным слоем расположен слой акриловой дисперсии, противоположная сторона огнезащитного полимерного слоя закрыта гидроизоляционным материалом, а огнезащитный полимерный слой выполнен из композиции, содержащей следующие компоненты в следующем соотношении, мас. %:

хлорсульфированный полиэтилен 8,0-12,0 пентаэритрит 12,0-20,0 сахароза 5,0-8,0 аммофос 18,0-28,0 дициандиамид 10,0-15,0 карбамид 5,0-8,0 тетраборат натрия водный 5,0-8,0 пудра оксида кремния 2,0-5,0 эфир глицериновый таловой канифоли 0,6-1,0 полиэтилен высокого давления в виде пленки 1,0-2,0 трихлорпропилфосфат 1,5-3,0 хлорпарафин - 470 4,0-6,0 высокомолекулярный полиизобутилен - 200 2,0-4,0 этилсиликат - 32 0,3-0,8

Недостатком указанного материала является низкая технологичность, низкая прочность коксового остатка.

Наиболее близкой к заявленной композиции является вспенивающаяся композиция для огнезащитного покрытия (RU 2190649 С2, C09D 5/18, опубл. 10.10.2002), принятая за прототип, включающая полимерную основу, отвердитель, вспенивающий агент, антипирен, органический растворитель, при этом в качестве полимерной основы используют метилфенилсилоксановый каучук, в качестве отвердителя - кремнесилазан, в качестве вспенивающего агента - смесь интеркалированного графита и перлита, в качестве антипирена - нитрид бора и дополнительно содержит метилфенилсилоксановую смолу при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

метилфенилсилоксановый каучук 100 кремнесилазан 5-20 интеркалированный графит 15-30 нитрид бора 15-30 метилфенилсилоксановая смола 8-20 органический растворитель 40-90 перлит 15-30

Недостатком этой композиции является низкая прочность, высокая плотность, сложная технология изготовления.

Технической задачей изобретения является получение композиции для изготовления огнезащитного покрытия и способ его изготовления.

Техническим результатом изобретения является повышенная прочность покрытия, снижение веса и повышение технологичности.

Для достижения поставленного технического результата предложена композиция для изготовления огнезащитного покрытия включающая полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук, коксообразующий вспучивающий компонент - графит окисленный, микросферы стеклянные аппретированные, коксообразующий вспучивающий компонент - пентаэритрит, аммоний фосфорнокислый однозамещенный, коксообразующий вспучивающий компонент - меламин, гидроокись алюминия, рубленое стекловолокно, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Полиметилсилоксановый или Полиметилфенилсилоксановый каучук 40,0-75,0 Графит окисленный 12,0-18,0 Микросферы стеклянные аппретированные 1,5-3,5 Пентаэритрит 13,0-18,0 Аммоний фосфорнокислый однозамещенный 13,0-18,0 Меламин 4,0-6,5 Гидроокись алюминия 7,0-14,0 Рубленое стекловолокно 1,5-3,5 Гидрофобизатор – кремнийорганическая жидкость 5,0-10,0 Катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан 5,0-9,0

Кроме того, для достижения поставленного технического результата предложен способ изготовления вышеупомянутой композиции, при котором в смеситель вначале загружают полиметилфенилсилоксановый или полиметилсилоксановый каучук, затем рубленое стекловолокно, коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин, структурирующий компонент - микросферы стеклянные аппретированные, ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и гидроокись алюминия, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.

Предложенная композиция отличается от композиции прототипа тем, что содержит ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и гидроокись алюминия, снижающие экзотермический процесс при деструкции кремнийорганического каучука, за счет чего повышается перепад температуры в композиции, коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин - обеспечивают в процессе огневой защиты способность образовывать коксовое соединение с повышенной прочностью, в качестве упрочняющей системы - рубленое стекловолокно, которое в процессе перемешивания создает армированную объемную структуру, повышающую прочность, в качестве структурирующего компонента - стеклянные аппретированные микросферы, для повышения стойкости в условиях повышенной влажности использовался гидрофобизатор - кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11, в качестве катализатора отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.

Способ изготовления композиции для огнезащитного покрытия состоит из следующих основных операций:

- подготовка основных компонентов;

- изготовление огнезащитного покрытия;

- контроль качества.

Подготовка исходных компонентов включает следующие операции:

- просушка аммония фосфорнокислого однозамещенного при температуре 60-70°С в течение от 2 до 3 ч.;

- размол вспучивающих компонентов (графит окисленный, пентаэритрит, меламин) в шаровой мельнице или размолочном агрегате;

- просев сыпучих компонентов (аммония фосфорнокислого однозамещенного, мел амина, пентаэритрита) через металлическое сито с размером ячеек до 0,7 мм;

- взвешивание исходных компонентов в соответствии с рецептурой (таблица №1).

Изготовление композиции для огнезащитного покрытия производится путем смешения исходных компонентов в следующей последовательности. В чистую емкость смесителя загружалось расчетное количество полиметилфенилсилоксанового или полиметилсилоксанового каучука, далее при включенном смесителе при скорости вращения от 60 до 150 об/мин загружалось рубленое стекловолокно, перемешивали в течение от 2 до 5 мин, затем загружали коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин, структурирующий компонент - микросферы стеклянные аппретированные, ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и порошкообразный наполнитель (гидроокись алюминия), гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11. Композицию перемешивали при скорости вращения от 60 до 150 об/мин в течение от 10 до 15 мин до получения однородной консистенции. Данные по предложенной композиции приведены в таблице №1.

Полученная композиция из смесителя выгружалась в емкость для хранения. Перед применением полученной композиции, в соответствии с рецептурой, вводился катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.

В таблице №2 приведены результаты испытания огневых, физических и механических свойств.

Проведено определение огнезащитного эффекта. Анализ свойств показал, что на образцах с заявленным составом максимальный перепад по температуре составил не более 200°С, плотность покрытия (1,0±0,1) г/см³ (прототип 1,6±0,1 г/см³). Прочность при разрыве составила не менее 35 кг/см², относительное удлинение при разрыве не менее 14%.

В технологическом процессе исключается дополнительный нагрев и отсутствует теплоизоляционный слой, как в прототипе.

Составы композиции, мас. ч., приведены в таблице №1.

Свойства предложенных композиций приведены в таблице №2.

Заявленная композиция для изготовления огнезащитного покрытия и способ его изготовления рекомендованы для огневой защиты изделий, работающих в экстремальных условиях арктического климата в качестве огневой защиты морских и сухопутных буровых вышек, обитаемых транспортных средств и строительных сооружений.

Изобретение относится к материалам, предназначенным для огнезащиты конструктивных элементов, работающих в экстремальных условиях воздействия пламени, возникшего в результате пожара. Описана композиция для изготовления огнезащитного покрытия, включающая полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук, коксообразующий вспучивающий компонент - графит окисленный, микросферы стеклянные аппретированные, коксообразующий вспучивающий компонент - пентаэритрит, аммоний фосфорнокислый однозамещенный, коксообразующий вспучивающий компонент - меламин, гидроокись алюминия, рубленое стекловолокно, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук 40,0-75,0, графит окисленный 12,0-18,0, микросферы стеклянные аппретированные 1,5-3,5, пентаэритрит 13,0-18,0, аммоний фосфорнокислый однозамещенный 13,0-18,0, меламин 4,0-6,5, гидроокись алюминия 7,0-14,0, рубленое стекловолокно 1,5-3,5, гидрофобизатор – кремнийорганическая жидкость 5,0-10,0, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан 5,0-9,0. Также описан способ изготовления композиции. Технический результат: получено покрытие с повышенной прочностью и повышенной технологичностью. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Композиция для изготовления огнезащитного покрытия, включающая полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук, коксообразующий вспучивающий компонент - графит окисленный, микросферы стеклянные аппретированные, коксообразующий вспучивающий компонент - пентаэритрит, аммоний фосфорнокислый однозамещенный, коксообразующий вспучивающий компонент - меламин, гидроокись алюминия, рубленое стекловолокно, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Полиметилсилоксановый или Полиметилфенилсилоксановый каучук 40,0-75,0 Графит окисленный 12,0-18,0 Микросферы стеклянные аппретированные 1,5-3,5 Пентаэритрит 13,0-18,0 Аммоний фосфорнокислый однозамещенный 13,0-18,0 Меламин 4,0-6,5 Гидроокись алюминия 7,0-14,0 Рубленое стекловолокно 1,5-3,5 Гидрофобизатор – кремнийорганическая жидкость 5,0-10,0 Катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан 5,0-9,0

2. Способ изготовления композиции по п. 1, отличающийся тем, что в смеситель вначале загружают полиметилфенилсилоксановый или полиметилсилоксановый каучук, затем рубленое стекловолокно, коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин, структурирующий компонент - микросферы стеклянные аппретированные, ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и гидроокись алюминия, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.