ОГНЕСТОЙКИЙ СОСТАВ И ОГНЕСТОЙКАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПЛИТА Российский патент 2018 года по МПК C09K21/14 C08L101/00 C08L61/04 B32B21/08 B32B27/04 

Область применения.

Настоящее изобретение относится к огнестойкому составу и огнестойкой теплосохраняющей плите, а именно к составу с огнезащитными функциями, наносимому непосредственно кистью, содержащему органические и неорганические компоненты, и огнестойкой теплосохраняющей плите, содержащей данный огнестойкий состав.

Уровень техники.

Годовой объем строительства в Китае, на данный момент достигший пикового уровня, составляет от 2 до 3 миллиардов квадратных метров, что превышает общую площадь зданий, ежегодно строящихся во всех развитых странах. Более 80% зданий характеризуются высоким энергопотреблением (более 40% от общего объема энергии, потребляемой в мире) и, таким образом, занимают лидирующую позицию среди прочих потребителей энергии. В связи с этим, энергосбережение в зданиях стало основным направлением энергосбережения в мире, а технологии энергосбережения в зданиях стали важным аспектом разрабатываемых в настоящее время в мире строительных технологий. Необходимые показатели энергосбережения в зданиях также были подтверждены в Национальном 25-м Плане-Руководстве по обеспечению устойчивого развития энергосберегающих технологий для зданий и для строительной индустрии в целом.

Энергосбережение в зданиях относится к важному аспекту - обеспечению теплосохранения стенами зданий. В настоящее время, в Китае, главным образом, используются следующие теплосохраняющие материалы для стен зданий: пенополистироловые (EPS) плиты, плиты из экструдированного пенополистирола (XPS), полиуретановые плиты, теплосохраняющие плиты из неорганических материалов и т.п., при этом на наиболее распространенные пенополистироловые плиты, плиты из экструдированного пенополистирола и полиуретановые плиты приходится более 80% от общего объема теплосохраняющих материалов для наружных стен. Плиты EPS и XPS, по сути, являются полистироловыми плитами, поскольку их основным компонентом является полистирол, при этом плиты EPS и XPS представляют собой плиты из термопластичного органического пеноматериала. Данные теплосохраняющие материалы используются в строительстве зданий для эффективного сохранения тепла при обеспечении энергосбережения в зданиях, однако их недостатком является низкая огнестойкость, в связи с чем возможно наличие значительного скрытого риска для огнестойкости зданий, который может привести к частым пожарам и значительным убыткам.

При пожарах, низкая огнестойкость теплосохраняющих материалов и ядовитые дымы, возникающие при их горении, зачастую становятся основной причиной серьезных потерь. Также, после возгорания наружных стен зданий происходит горение их поверхности, при этом разрушается конструкция теплосохраняющих материалов, вызывая обрушение покрытий и декоративных слоев поверхностей стен, что приводит к отсутствию рабочих поверхностей для пожаротушения и спасательных работ, в результате чего их проведение значительно затрудняется, и возникают серьезные потери. В связи с этим, Министерством общественной безопасности и Министерством жилищного, городского и сельского строительства были изданы «Временные положения по обеспечению огнестойкости наружных теплосохраняющих систем и облицовки наружных стен зданий гражданского назначения («Temporary Provisions of fireproofing of external heat-preservation system and exterior wall decoration of civil buildings») (Государственный информационный документ, №46) в 2009 году; в 2011 году Министерство общественной безопасности издало «Уведомление для дальнейшего определения руководящих требований к обеспечению огнестойкости наружных теплосохраняющих материалов для зданий гражданского назначения» (Государственный документ по пожарной безопасности, №65) для повышения требований к огнестойкости теплосохраняющих материалов для зданий. Также в документе (Государственный документ по пожарной безопасности, №65) устанавливалось, что «в качестве теплосохраняющих материалов зданий должны использоваться материалы с уровнем огнестойкости А, пока не будет издан новый стандарт». Однако, ни один из имеющихся в настоящее время на рынке теплосохраняющих материалов уровня А не подходит для теплосохранения стенами зданий с технической точки зрения, поскольку существующие теплосохраняющие материалы уровня А обычно представляют собой неорганические материалы или их основными компонентами являются неорганические материалы, в связи с чем для них могут быть характерны следующие недостатки: большой вес, низкая прочность и низкое теплосохранение. Следовательно, монтаж таких материалов может быть затруднителен, а их эффективность в части энергосбережения может оказаться неудовлетворительной; кроме того, объем производства существующих теплосохраняющих материалов уровня А не способен удовлетворить потребности рынка, в связи с чем большое количество проектов строительства было приостановлено. В связи с вышеизложенным, исследования и разработки для создания теплосохраняющих материалов уровня А, подходящих для наружных стен, стали объектом всеобщего внимания в отрасли.

Как известно, неорганические материалы представляют собой негорючие материалы для эффективного предотвращения распространения огня, поэтому такие неорганические материалы, как минеральная вата и т.п., являются предпочтительными вариантами по сравнению с вышеуказанными теплосохраняющими и теплоизоляционными материалами, однако данные варианты либо не соответствуют требованиям по теплосохранению и теплоизоляции, либо имеют высокую хрупкость и недостаточную прочность, либо имеют такой большой вес, что не подходят для высоких зданий. До настоящего времени отсутствовали идеальные теплосохраняющие материалы с оптимальным сочетанием огнестойкости и теплосохраняющих и теплоизоляционных свойств. Силикатный бетон или хлористый натрий и магнезия используются как основные связующие материалы, к которым добавляются гранулы EPS для получения теплосохраняющих материалов (раствор с гранулами полистирола и связующим порошком). Однако изготовленные таким образом теплосохраняющие материалы для зданий могут иметь низкие теплосохраняющие характеристики, низкую прочность, большой вес (высокую удельную плотность), непрочное схватывание, низкую технологичность при строительстве и т.п., несмотря на хорошую огнестойкость.

Также для обеспечения огнестойкости в настоящее время ведется поиск негорючего материала, например, для создания огнестойкой свертывающейся шторы, обычно изготовляемой из стекловолокна с неткаными материалами. До настоящего времени отсутствовал продукт, наносимый на предмет подобно покрытию для придания ему огнестойкости. Огнестойкий состав, являющийся предметом настоящей заявки, может наноситься непосредственно на поверхности различных материалов или иные поверхности, которым должна быть придана огнестойкость, с тем, чтобы их можно было наносить на другие огнестойкие материалы или использовать в иных ситуациях, когда требуется обеспечить или значительно повысить огнестойкость.

Авторы изобретения по настоящей заявке в результате длительных исследований и опытов установили, что путем внедрения органических и неорганических компонентов в огнестойкий состав и огнестойкую тепло сохраняющую плиту, как описано в настоящей заявке, можно добиться значительного улучшения огнестойкости и прочности при сохранении отличной теплосохраняющей способности и малого веса традиционных плит EPS, XPS, полиуретановых, полистироловых плит и других теплосохраняющих плит для зданий для эффективного решения проблем, характерных для существующих теплосохраняющих материалов для зданий.

Сущность изобретения.

Для решения, по крайней мере, одной из следующих проблем: низкая огнестойкость теплосохраняющих материалов для зданий, ядовитые дымы, образующиеся при горении материалов, их низкая прочности, склонность к расплавлению, опасность падения горящих материалов и т.п., характерных для известного уровня техники, в вариантах осуществления настоящего изобретения предлагаются огнестойкий состав и теплосохраняющая плита, содержащая такой состав, для эффективного решения вышеуказанных проблем, характерных для известного уровня техники.

С учетом вышеизложенного, один из вариантов осуществления изобретения предлагает огнестойкий состав, содержащий следующие компоненты:

от 30 до 65 частей термореактивной смолы;

от 15 до 45 частей неорганического антипирена;

от 2 до 25 частей усилителя огнестойкой структуры;

от 5 до 15 частей растворителя; и

от 2 до 6 частей отвердителя,

при этом отвердитель пакуется отдельно и добавляется при использовании состава.

Кроме того, огнестойкий состав также содержит: от 1 до 5 весовых частей армирующего волокна.

Кроме того, огнестойкий состав также содержит: от 0.2 до 2 весовых частей диспергатора и поверхностно-активного вещества.

Предпочтительными термореактивными смолами являются: смола полиакриловой кислоты, полиуретановая смола, поливинилацетатная смола или фенолоальдегидная смола.

При этом фенолоальдегидная смола представляет собой фенолоальдегидную смолу в стадии «А», полученную в результате реакции конденсации фенола с параформальдегидом в присутствии щелочного катализатора в соотношении 40-60 весовых частей фенола, 30-45 весовых частей параформальдегида и 1.5-8.0 весовых частей щелочного катализатора с 5-15 весовыми частями воды, в результате реакции которых друг с другом в течение пяти часов при температуре от 70 до 80°С получается фенолоальдегидная смола в стадии «А».

Предпочтительным неорганическим антипиреном является одно из следующих веществ или их комбинация: гидроксид магния, гидроксид алюминия, сажа, красный фосфор и полифосфат аммония.

Предпочтительным усилителем огнестойкой структуры является одно из следующих веществ или их комбинация: карбонат лития, лепидолит, борная кислота и бура.

Предпочтительным растворителем является вода, метанол или этанол.

Предпочтительным отвердителем является фенолсульфокислота или толуолсульфокислота.

Предпочтительным армирующим волокном является одно из следующих или их комбинация: стекловолокно, углеродное волокно или металлическое волокно.

Предпочтительными диспергатором и поверхностно-активным веществом является смесь модифицированного полисилоксана и полимерной карбоновой кислоты.

Предпочтительными термореактивными смолами являются: смола полиакриловой кислоты, полиуретановая смола, поливинилацетатная смола или фенолоальдегидная смола; неорганическим антипиреном является одно из следующих веществ или их комбинация: гидроксид магния, гидроксид алюминия, сажа, красный фосфор и полифосфат аммония; усилителем огнестойкой структуры является одно из следующих веществ или их комбинация: карбонат лития, лепидолит, борная кислота и бура; растворителем является вода, метанол или этанол; отвердителем является фенолсульфокислота или толуолсульфокислота; армирующим волокном является одно из следующих или их комбинация: стекловолокно, углеродное волокно и металлическое волокно; диспергатором и поверхностно-активным веществом является смесь модифицированного полисилоксана и полимерной карбоновой кислоты.

Согласно варианту осуществления изобретения, вышеуказанный огнестойкий состав включает органическую термореактивную смолу и добавленный в нее неорганический антипирен. Когда состав подвергается воздействию огня, термореактивная смола в нем нагревается и карбонизируется, сохраняя при этом изначальную структуру, а неорганический антипирен предотвращает сгорание компонента, обеспечивая, таким образом, огнестойкость, и подавляет возникновение и выделение дымов; кроме того, усилитель огнестойкой структуры, добавленный в состав, смола и неорганический антипирен образуют замедляющую горение структуру из неорганического стекла, изолирующую пламя и жар и обеспечивая огнестойкость; кроме того, добавленный в состав растворитель может регулировать вязкость и текучесть смолы, облегчая, таким образом, нанесение огнестойкого состава; отвердитель может быть добавлен при использовании состава для ускорения коагуляции огнестойкого состава и усиления его адгезии к предмету, на который он наносится. По желанию, в состав также могут быть добавлены армирующие волокна для повышения прочности огнестойкого состава и его остатков после сгорания покрытия; кроме того, в состав могут быть добавлены диспергатор и поверхностно-активное вещество для улучшения сцепления огнестойкого состава с предметом, на который он наносится.

Огнестойкий состав согласно варианту осуществления данного изобретения также может наноситься и на другие предметы и в других ситуациях, требующих обеспечения огнестойкости, например - на поверхность деревянной мебели для повышения ее огнестойкости, а также на поверхность огнестойкой свертывающейся шторы для улучшения ее огнестойких характеристик. Таким образом, данный состав может найти широкое применение.

Один из вариантов осуществления изобретения предлагает огнестойкую тепло сохраняющую плиту, в состав которой входят гранулы вспененной пластмассы и огнестойкое покрытие для их связывания, при этом огнестойкое покрытие является огнестойким составом согласно любому из вышеописанных технических решений.

Согласно вышеизложенному техническому решению, предпочтительно, чтобы огнестойкое покрытие располагалось непрерывно в теплосохраняющей плите, а гранулы вспененной пластмассы распределялись в огнестойкой теплосохраняющей плите.

Согласно вышеизложенному техническому решению, предпочтительно, чтобы объемный вес гранул вспененной пластмассы составлял от 10 до 25 кг/м³, а весовое соотношение между гранулами вспененной пластмассы и огнестойким покрытием было следующим: = 1:(0.8-5)

Для любого из вышеуказанных технических решений предпочтительными материалами гранул вспененной пластмассы являются: полистирол, полиэтилен, полипропилен, полиуретан или поливинилхлорид.

Для вышеуказанного технического решения предпочтительно, чтобы на одну из поверхностей огнестойкой теплосохраняющей плиты была прикреплена верхняя панель.

Для вышеуказанного технического решения предпочтительно, чтобы на другую поверхность огнестойкой теплосохраняющей плиты была прикреплена нижняя панель.

Для вышеуказанного технического решения предпочтительно, чтобы верхняя и(или) нижняя панели были прикреплены с помощью клея.

Для вышеуказанного технического решения предпочтительно, чтобы верхняя панель была выполнена из стали с цветным покрытием, силиката кальция, волокнистого цемента, алюминиевой фольги, фиброцементного полотна или камня; нижняя панель выполняется из стали с цветным покрытием, силиката кальция, волокнистого цемента, алюминиевой фольги, фиброцементного полотна или камня.

В огнестойкой теплосохраняющей плите согласно данному варианту осуществления изобретения распределены гранулы вспененной пластмассы, выполняющие роль каркаса, и непрерывное огнестойкое покрытие, эффективно предотвращающее горение и разрушение при высокой температуре и в значительной мере подавляющее выброс ядовитых дымов. Огнестойкий состав, используемый в качестве огнестойкого покрытия в огнестойкой теплосохраняющей плите согласно варианту осуществления изобретения, содержит органическую термореактивную смолу с добавлением неорганического антипирена. Когда состав загорается, термореактивная смола нагревается и отвердевает, причем структура теплосохраняющей плиты сохраняется и не разрушается; неорганический антипирен является негорючим, что обеспечивает огнестойкость. Усилитель огнестойкой структуры, добавленный в состав, смола и неорганический антипирен под действием высокой температуры вместе образуют замедляющую горение структуру из неорганического стекла, изолирующую пламя и жар для обеспечения огнестойкости. Таким образом, органические гранулы из вспененной пластмассы не горят и не выделяют ядовитый черный дым, что позволяет решить многочисленные проблемы, связанные с недостатками существующих теплосохраняющих плит для зданий и обеспечить необходимый уровень и теплосохраняющие характеристики теплосохраняющих плит для зданий. Кроме того, к огнестойкой теплосохраняющей плите могут быть прикреплены верхняя и(или) нижняя панели для дальнейшего улучшения характеристик огнестойкости и прочности огнестойкой теплосохраняющей плиты.

Краткое описание фигур чертежей.

На Фиг. 1 представлена трехмерная схема конструкции огнестойкой теплосохраняющей плиты согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

На Фиг. 2 представлена увеличенная принципиальная схема части конструкции в разрезе по варианту осуществления изобретения, показанному на Фиг. 1;

На Фиг. 3 представлена трехмерная схема конструкции огнестойкой теплосохраняющей плиты согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения; и

На Фиг. 4 представлена трехмерная схема конструкции огнестойкой теплосохраняющей плиты согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Номера позиций на Фиг. 1 - Фиг. 4 соответствуют следующим обозначениям элементов:

1 - Огнестойкая тепло сохраняющая плита, 11 - Гранула вспененной пластмассы, 12 - Огнестойкое покрытие, 2 - Верхняя панель, 3 - Нижняя панель.

Осуществление изобретения.

Конкретные варианты осуществления изобретения описаны ниже со ссылками на фигуры чертежей.

Ниже будет представлено описание изобретения с многочисленными подробностями, чтобы сделать его более наглядным, однако данное изобретение может быть осуществлено и во многих других вариантах, помимо тех, что описаны в настоящем документе, поэтому объем изобретения, описанного в данной заявке, не ограничивается раскрытыми ниже вариантами осуществления.

Огнестойкий состав согласно одному из вариантов осуществления изобретения содержит следующие компоненты:

от 30 до 65 частей термореактивной смолы;

от 15 до 45 весовых частей неорганического антипирена;

от 2 до 25 весовых частей усилителя огнестойкой структуры;

от 5 до 15 весовых частей растворителя; и

от 2 до 6 весовых частей отвердителя,

При этом отвердитель пакуется отдельно и добавляется при использовании состава.

Термин «весовой» («по весу»), используемый в настоящей заявке, означает «весовой процент» («в процентах по весу»), таким образом, выражение «от 30 до 65 весовых частей» означает процентную долю от 30 до 65% по весу.

Вышеуказанный огнестойкий состав согласно настоящему изобретению содержит основу, представляющую собой термореактивную смолу, в которую вводятся неорганический антипирен и усилитель огнестойкой структуры с последующим тщательным перемешиванием с растворителем и упаковыванием. Отвердитель в соответствующем количестве добавляется при использовании состава и перемешивается с ним для достижения однородности, после чего огнестойкий состав может быть наложен или нанесен в виде покрытия на поверхность предмета, которому должна быть придана огнестойкость.

Кроме того, армирующие волокна в объеме от 1 до 5 весовых частей могут быть добавлены в огнестойкий состав для улучшения его прочностных характеристик и создания огнестойкого слоя желаемой толщины на поверхности предмета, обрабатываемого или покрываемого огнестойким составом.

Также от 0.2 до 2 весовых частей диспергатора и поверхностно-активного вещества могут быть добавлены в огнестойкий состав, чтобы облегчить его распределение и, таким образом, улучшить характеристики его поверхности для более прочного контакта и сцепления с объектом, обрабатываемым или покрываемым огнестойким составом.

Диспергатор, поверхностно-активное вещество и армирующие волокна могут добавляться в огнестойкий состав вместе или по отдельности по мере необходимости.

Термореактивной смолой в огнестойком составе является: смола полиакриловой кислоты, полиуретановая смола, поливинилацетатная смола или фенолоальдегидная смола.

Предпочтительной термореактивной смолой является фенолоальдегидная смола, представляющая собой фенолоальдегидную смолу в стадии «А», полученную в результате реакции конденсации фенола с параформальдегидом в присутствии щелочного катализатора в соотношении 40-60 весовых частей фенола, 30-45 весовых частей параформальдегида и 1.5-8.0 весовых частей щелочного катализатора с 5-15 весовыми частями воды, в результате реакции которых друг с другом в течение пяти часов при температуре от 70 до 80°С получается фенолоальдегидная смола в стадии «А».

Допустимо использование различных вариантов термореактивной смолы, при условии, что такая смола способна к карбонизации под действием огня. По результатам ряда экспериментов, проведенных заявителями, установлено, что фенолоальдегидная смола обеспечивает наилучший эффект, поэтому фенолоальдегидная смола в стадии «А», речь о которой идет выше, может считаться предпочтительной для наиболее полного использования огнестойких свойств состава согласно данному варианту осуществления изобретения, при этом фенолоальдегидная смола не наносит вреда окружающей среде, поскольку при ее горении не образуются ядовитые вещества. С учетом вышесказанного, данная смола является предпочтительной.

Предпочтительным неорганическим антипиреном является одно из следующих веществ или их комбинация: гидроксид магния, гидроксид алюминия, сажа и красный фосфор. Гидроксид магния и гидроксид алюминия являются негорючими неорганическими материалами; в результате химической реакции при их нагревании при высокой температуре образуется вода (то есть, выделяется кристаллизационная вода), подавляющая выделение дыма, что повышает огнезадерживающий эффект; сажа и красный фосфор быстро карбонизируются под воздействием высокой температуры и препятствуют попаданию кислорода из воздуха, что также подавляет горение.

Предпочтительным усилителем огнестойкой структуры является одно из следующих веществ или их комбинация: карбонат лития, лепидолит, борная кислота и бура. Смола, неорганический антипирен и усилитель огнестойкой структуры под действием высокой температуры вместе образуют замедляющую горение структуру из неорганического стекла, изолирующую пламя и жар, что также препятствует попаданию кислорода, содержащегося в воздухе, и предотвращает реакцию при высокой температуре, обеспечивая огнестойкость.

Предпочтительным растворителем является вода, метанол или этанол. Выбирается такой растворитель, в котором растворяется смола, который обеспечивает необходимую текучесть огнестойкого состава, и который легко испаряется после нанесения, что позволяет регулировать вязкость и текучесть огнестойкого состава.

Предпочтительным отвердителем является фенолсульфокислота или толуолсульфокислота, обеспечивающие быструю коагуляцию состава после нанесения на объект. Поскольку отвердитель функционирует только при нанесении огнестойкого состава, его введение и перемешивания до однородности осуществляется только перед нанесением огнестойкого состава.

Предпочтительным армирующим волокном является одно из следующих или их комбинация: стекловолокно, углеродное волокно или металлическое волокно. Для целей данного изобретения, армирующее волокно может быть выбрано из следующих: короткое стекловолокно, углеродное волокно или металлическое волокно, которые могут быть введены в огнестойкий состав для повышения его прочности. Поскольку сами по себе данные волокна негорючие, они могут дополнительно способствовать предотвращению усадки и деформации огнестойкого состава, а также прочности остатков сгоревшего покрытия.

Предпочтительными диспергатором и поверхностно-активным веществом является смесь модифицированного полисилоксана и полимерной карбоновой кислоты, например, BYK 104S или BYK 904S, имеющиеся в продаже. Диспергатор и поверхностно-активное вещество могут быть добавлены для того, чтобы обеспечить распределение огнестойкого состава и его сродство для улучшения сцепления огнестойкого состава с поверхностью объекта, на который он наносится.

Предпочтительно использовать смолу полиакриловой кислоты, полиуретановую смолу, поливинилацетатную смолу или фенолоальдегидную смолу; одно из следующих веществ или их комбинацию: гидроксид магния, гидроксид алюминия, сажа, красный фосфор и полифосфат аммония; одно из следующих веществ или их комбинацию: карбонат лития, лепидолит, борная кислота и бура; воду, метанол или этанол; фенолсульфокислоту или толуолсульфокислоту; одно из следующих волокон или их комбинацию: стекловолокно, углеродное волокно или металлическое волокно; также в огнестойкий состав добавляются модифицированный полисилоксан и полимерная карбоновая кислота в качестве компонентов состава.

Вариант осуществления изобретения предлагает огнестойкий состав, в котором неорганический антипирен вводится в органическую термореактивную смолу. Когда состав подвергается воздействию огня, термореактивная смола в его составе нагревается и карбонизируется, сохраняя при этом изначальную структуру, а неорганический антипирен предотвращает сгорание компонента, обеспечивая, таким образом, огнестойкость, и подавляет возникновение и выделение дымов. Кроме того, усилитель огнестойкой структуры, добавленный в состав, смола, неорганический антипирен и усилитель огнестойкой структуры образуют замедляющую горение структуру из неорганического стекла, изолирующую пламя и жар с целью обеспечения огнестойкости; кроме того, добавленный в состав растворитель может регулировать вязкость и текучесть смолы, облегчая, таким образом, нанесение огнестойкого состава; отвердитель может быть добавлен при использовании состава для ускорения коагуляции огнестойкого состава и усиления его адгезии к предмету, на который он наносится. По желанию, в состав также могут быть добавлены армирующие волокна для повышения прочности огнестойкого состава и его остатков после сгорания покрытия; кроме того, в состав могут быть добавлены диспергатор и поверхностно-активное вещество для улучшения сцепления огнестойкого состава с предметом, на который он наносится.

Изобретение будет более подробно описано вместе с вариантами его осуществления, в описании которых содержатся конкретные количества соответствующих компонентов.

Первый вариант осуществления.

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

47 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

31 частей гидроксида магния,

8.5 частей буры,

8.5 частей метанола,

1.7 частей углеродного волокна, и

0.8 части BYK 104S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 2.5 части фенолсульфокислоты с последующим перемешиванием с ней до однородности для покрытия гранул вспененной пластмассы в пенополистироловой (EPS) плите («плита EPS»). Плита EPS с покрытием из огнестойкого состава была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента и продемонстрировала хорошую огнестойкость: отсутствовал ядовитый черный дым, разрушение при высокой температуре и капли. По сравнению с плитой, известной из предшествующего уровня техники, огнестойкость данной плиты EPS существенно повысилась - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Второй вариант осуществления.

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

43 части фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

33 части гидроксида алюминия,

7 частей борной кислоты,

10 частей этанола,

1 часть стекловолокна, и

1.5 части BYK 904S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 4.5 части толуолсульфокислоты с последующим перемешиванием с ней до однородности для покрытия огнестойкой сворачивающейся шторы. После высыхания и коагуляции огнестойкого состава огнестойкая сворачивающаяся штора была испытана на способность к изоляции огня и дыма. По сравнению с огнестойкой сворачивающейся шторой, известной из предшествующего уровня техники, увеличение температуры на задней стороне огнестойкой сворачивающейся шторы было незначительным; огнестойкая сворачивающаяся штора согласно настоящему изобретению обеспечивала изоляцию огня в течение долгого времени, количество проникающего дыма уменьшилось, при этом огнестойкая сворачивающаяся штора согласно настоящему изобретению не демонстрировала признаков разрушения, что существенно улучшало изоляцию огня и дыма, обеспечиваемую данной шторой. Это также явилось подтверждением огнестойких характеристик огнестойкого состава согласно настоящему изобретению.

Третий вариант осуществления.

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

40 частей фенолальдегидная смола со стадии А,

30 частей гидроксида алюминия и красного фосфора в качестве антипирена,

17.5 части литиевого загустителя,

2.8 частей углеродного волокна,

7 частей воды, и

0.7 части BYK 104S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 2 части фенолсульфокислоты и перемешали до однородности. Затем состав был смешан с гранулами пенополистирола (EPS) с объемным весом 20 кг/м³ в соотношении 32 весовые части огнестойкого состава на 10 весовых частей гранул пенополисторола. Огнестойкий состав и гранулы пенополистирола были смешаны в смесителе, псевдоожижены и высушены при нормальной температуре, а затем при помощи сжатого пара при 0.6 МПа в автоматической формовочной машине была изготовлена теплосохраняющая плита EPS. Тепло сохраняющая плита была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента, при этом не наблюдалось выделение ядовитых черных дымов и капли. Произошла только незначительная усадка теплосохраняющей плиты. Огнестойкость плиты EPS значительно повысилась по сравнению с плитой EPS, известной из предшествующего уровня техники - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Четвертый вариант осуществления.

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

60 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

18 частей гидроксида алюминия,

8.5 частей борной кислоты,

6 частей метанола,

1.7 части стекловолокна, и

0.5 части BYK 904S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 4 части толуолсульфокислоты с последующим перемешиванием с ней до однородности для покрытия гранул вспененной пластмассы в плите из экструдированного пенополистирола («плита XPS»). Плита XPS с покрытием из огнестойкого состава была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента и продемонстрировала хорошую огнестойкость: отсутствовал ядовитый черный дым, разрушение при высокой температуре и капли. По сравнению с плитой, известной из предшествующего уровня техники, огнестойкость данной плиты EPS существенно повысилась - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Пятый вариант осуществления.

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

65 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

15.5 частей гидроксида алюминия полифосфата аммония,

2.5 частей борной кислоты,

5.5 частей метанола,

5 частей стекловолокна, и

0.5 части BYK 904S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 6 частей фенолсульфоновой кислоты с последующим перемешиванием с ней до однородности для покрытия гранул вспененной пластмассы в плите формованной из полистирола и вспененного графита. Плита из полистирола и графита с покрытием из огнестойкого состава была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента и продемонстрировала хорошую огнестойкость: отсутствовал ядовитый черный дым, разрушение при высокой температуре и капли. В то же время, улучшены характеристики по усадке и деформации плиты из полистирола и графита при высоких температурах и под прямым солнечном светом. Плита из графита и полистирола имеет такие характеристики, как отсутствие ядовитого черного дыма, отсутствие конденсата, отсутствие значительной горючести в по сравнению с плитой, известной из предшествующего уровня техники, огнестойкость заявленной плиты существенно повысилась - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Шестой вариант воплощения

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

30 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

30 частей гидроксида алюминия полифосфата аммония,

18 частей борной кислоты,

12 частей этанола,

4 части стекловолокна, и

1 часть BYK 904S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 5 частей фенолсульфоновой кислоты с последующим перемешиванием с ней до однородности для покрытия гранул вспененной пластмассы в плите формованной из полистирола и вспененного графита. Плита из полистирола и графита с покрытием из огнестойкого состава была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента и продемонстрировала хорошую огнестойкость: отсутствовал ядовитый черный дым, разрушение при высокой температуре и капли. В то же время, улучшены характеристики по усадке и деформации плиты из полистирола и графита при высоких температурах и под прямым солнечном светом. Плита из графита и полистирола имеет такие характеристики, как отсутствие ядовитого черного дыма, отсутствие конденсата, отсутствие значительной горючести, огнестойкость заявленной плиты существенно повысилась - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Седьмой вариант воплощения

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

38 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

37 частей гидроксида магния,

8 частей красного фосфора, огнезащитного,

4 части карбонада лития,

8 частей воды, и

1 часть BYK 904S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 4 частей фенолсульфоновой кислоты с последующим перемешиванием с ней до однородности и нанесена на поверхность рулонной огнезащитной занавеси. Огнестойкий состав был высушен и коагулирован, и огнезащитная рулонная занавесь была протестирована на огнеизоляцию и дымоизоляцию. По сравнению с известными огнестойкими рулонными занавесями, несмотря на незначительное увеличение температуры на обратной стороне занавеси, изоляция от огня у заявленной огнезащитной рулонной занавеси была длительной, уменьшилось пропускание дыма и огнезащитная рулонная штора по настоящему изобретению не разрушилась, что значительно улучшает изоляцию от огня и дыма, что соответственно демонстрирует огнезащитные свойства огнестойкого состава по настоящему изобретению.

Восьмой вариант воплощения

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

47 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

15 частей красного фосфора, огнезащитного,

25 частей борной кислоты,

7,5 частей воды, и

0,5 части BYK 904S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 5 частей фенолсульфоновой кислоты с последующим перемешиванием с ней до однородности и для покрытия гранул вспененной пластмассы в плите из экструдированного полистирола. Плита из экструдированного полистирола с покрытием из огнестойкого состава была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента и продемонстрировала хорошую огнестойкость: отсутствовал ядовитый черный дым, не разрушена при высокой температуре и отсутствовал конденсат. Огнестойкость заявленной плиты существенно повысилась - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Девятый вариант воплощения

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

50 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

20 частей гидроксида Алюминия,

10 частей пироборнокислого натрия,

15 частей Этанола, и

0,5 части BYK 904S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 4,5 части фенолсульфоновой кислоты с последующим перемешиванием до однородности и для покрытия гранул в плите из формованного полистирола. Плита из формованного полистирола с покрытием из огнестойкого состава была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента и продемонстрировала хорошую огнестойкость: отсутствовал ядовитый черный дым, отсутствовал конденсат, не было значительного пламени и огнестойкость заявленной плиты существенно повысилась - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Десятый вариант воплощения

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

40 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

25 частей гидроксида Магния,

14 частей борной кислоты,

12 частей Метанола

5 частей стекловолокна, и

0,2 части BYK 104S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 3,8 части фенолсульфоновой кислоты с последующим перемешиванием до однородности и для покрытия гранул в плите из формованного вспененного полистирола. Плита из формованного вспененного полистирола с покрытием из огнестойкого состава была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента и продемонстрировала хорошую огнестойкость: отсутствовал ядовитый черный дым, отсутствовал конденсат, не было значительного пламени и огнестойкость заявленной плиты существенно повысилась - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Одиннадцатый вариант воплощения

Огнестойкий состав был изготовлен в качестве эксперимента из следующего сырья и подвергнут испытаниям на огнестойкость:

55 частей фенолоальдегидной смолы в стадии «А»,

30 частей гидроксида Алюминия,

3 части борной кислоты,

6 частей воды, и

2 части BYK 104S.

Исходный огнестойкий состав был изготовлены путем дисперсии, после чего в него добавили 4 части фенолсульфоновой кислоты с последующим перемешиванием до однородности и для покрытия гранул в плите из формованного полистирола. Плита из формованного полистирола с покрытием из огнестойкого состава была подвергнута воздействию огня в условиях эксперимента и продемонстрировала хорошую огнестойкость: отсутствовал ядовитый черный дым, отсутствовал конденсат, не было значительного пламени и огнестойкость заявленной плиты существенно повысилась - до уровня В1. Огнестойкость огнестойкого состава согласно настоящему изобретению была наглядно подтверждена.

Кроме того, один из вариантов осуществления данного изобретения также предлагает огнестойкую теплосохраняющую плиту 1 (как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2), содержащую гранулы вспененной пластмассы 11 и огнестойкое покрытие 12 для связывания гранул вспененной пластмассы, при этом огнестойкое покрытие 12 является огнестойким покрытием согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления изобретения.

Огнестойкое покрытие в огнестойкой теплосохраняющей плите 1 согласно данному варианту осуществления изобретения изготавливается путем ввода неорганического антипирена в органическую термореактивную смолу. Когда состав подвергается воздействию огня, термореактивная смола в нем нагревается и отвердевает, при этом структура теплосохраняющей плиты не изменяется и не разрушается, а неорганический антипирен, будучи негорючим, обеспечивает огнестойкость; усилитель огнестойкой структуры, добавленный в состав, смола и неорганический антипирен под действием высокой температуры вместе образуют замедляющую горение структуру из неорганического стекла, изолирующую пламя и жар для обеспечения огнестойкости. Таким образом, органические гранулы из вспененной пластмассы не горят и не выделяют ядовитый черный дым, что позволяет обеспечить теплосохраняющие характеристики и огнестойкость теплосохраняющей плиты.

Согласно данному варианту осуществления, показанному на Фиг. 2, огнестойкое покрытие 12 расположено непрерывно в теплосохраняющей плите 1, а гранулы вспененной пластмассы 11 распределены в теплосохраняющей плите 1.

Согласно данному техническому решению, огнестойкая теплосохраняющая плита 1 содержит распределенные в ней гранулы вспененной пластмассы 11, служащие каркасом, и непрерывное огнестойкое покрытие 12 для защиты, обволакивающее и соединяющее между собой гранулы вспененной пластмассы 11, что эффективно предотвращает контакт пламени с гранулами вспененной пластмассы 11, благодарю чему они не сгорают и, выполняя роль каркаса, не разрушаются. Кроме того, значительно снижается объем выделения ядовитых дымов.

Предпочтительный объемный вес гранул вспененной пластмассы находится в диапазоне от 10 до 25 кг/м³, а весовое соотношение между гранулами вспененной пластмассы 11 и огнестойким покрытием 12 составляет = 1:(0.8-5).

При использовании гранул вспененной пластмассы с объемным весом и в весовом соотношении с огнестойким покрытием согласно данному варианту осуществления, можно свести расход материалов к минимуму, обеспечив при этом хорошую огнестойкость.

В вышеизложенном варианте осуществления, предпочтительными являются следующие материалы гранул вспененной пластмассы 11: полистирол, полиэтилен, полипропилен, полиуретан или поливинилхлорид. Гранулы вспененной пластмассы выполняются из этих материалов, поскольку они недороги и легкодоступны, имеют малый вес и обеспечивают хороший тепло сохраняющий эффект.

Согласно вышеуказанному техническому решению, предпочтительный вариант которого показан на Фиг. 3, верхняя панель 2 крепится на одну из поверхностей огнестойкой теплосохраняющей плиты. Огнестойкая теплосохраняющая плита прошла испытания и показала огнестойкость уровня А. Верхняя панель 2 может способствовать повышению огнестойкости и прочности огнестойкой теплосохраняющей плиты, при этом на верхнюю панель можно нанести декоративное покрытие, резьбу и т.п., делающие внешний вид теплосохраняющей плиты более привлекательным.

Согласно вышеописанному варианту осуществления, показанному на Фиг. 4, нижняя панель 3 крепится на другую поверхность теплосохраняющей плиты. Огнестойкая теплосохраняющая плита прошла испытания и показала огнестойкость уровня А. Нижняя панель 3 может еще больше повысить огнестойкость и прочность теплосохраняющей плиты 1 и облегчить ее монтаж.

Согласно вышеуказанному варианту осуществления, предпочтительно, чтобы верхняя панель 2 и(или) нижняя панель 3 крепились с помощью клея, что является простым и недорогим способом.

Согласно вышеуказанному варианту осуществления, предпочтительно, чтобы верхняя панель 2 была выполнена из стали с цветным покрытием, силиката кальция, волокнистого цемента, алюминиевой фольги, фиброцементного полотна или камня; нижняя панель 3 также выполняется из стали с цветным покрытием, силиката кальция, волокнистого цемента, алюминиевой фольги, фиброцементного полотна или камня. Данные материалы легкодоступны, обладают высокой прочностью и малым весом, в связи с чем могут быть пригодны для использования на наружных стенах.

Итак, огнестойкая теплосохраняющая плита согласно вышеизложенному варианту осуществления изобретения содержит распределенные гранулы вспененной пластмассы, служащие каркасом, и непрерывное защитное огнестойкое покрытие для эффективного предотвращения сгорания и разрушения при высоких температурах, а также существенного подавления образования и выброса ядовитых дымов. Огнестойкий состав используется как огнестойкое покрытие в огнестойкой теплосохраняющей плите согласно варианту осуществления изобретения и содержит органическую термореактивную смолу и введенный в нее неорганический антипирен; когда состав подвергается воздействию огня, термореактивная смола в нем нагревается и отвердевает, при этом структура теплосохраняющей плиты не изменяется и не разрушается, а неорганический антипирен, будучи негорючим, обеспечивает огнестойкость. Усилитель огнестойкой структуры, добавленный в состав, смола и неорганический антипирен под действием высокой температуры вместе образуют замедляющую горение структуру из неорганического стекла, изолирующую пламя и жар для обеспечения огнестойкости; таким образом, органические гранулы из вспененной пластмассы не горят и не выделяют ядовитый черный дым. По желанию, также могут быть добавлены армирующие волокна для повышения прочности огнестойкого покрытия и, следовательно, прочности огнестойкой теплосохраняющей плиты, облегчения ее монтажа и предотвращения ее разрушения при высокой температуре. За счет этого, можно устранить многочисленные недостатки существующих теплосохраняющих плит для зданий и обеспечить необходимый уровень и теплосохраняющие характеристики теплосохраняющих плит для зданий. Также на поверхности огнестойкой теплосохраняющей плиты могут быть прикреплены верхняя и(или) нижняя панели, чтобы еще больше повысить огнестойкость и прочность теплосохраняющей плиты.

Информация, раскрытая выше, является не более чем описанием предпочтительных вариантов осуществления изобретения и не имеет цели ограничить его объем. При этом специалисты в данной области техники смогут вносить различные модификации и изменения в данное изобретение. Любые модификации, равноценные замены, адаптация и т.п., внесенные или произведенные без отступления от существа данного изобретения, входят в объем данного изобретения, заявленный в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к огнестойкому составу и огнестойкой теплосохраняющей плите, содержащей такой огнестойкий состав. Огнестойкий состав содержит от 30 до 65 весовых частей термореактивной смолы, от 15 до 45 весовых частей неорганического антипирена, от 2 до 25 весовых частей усилителя огнестойкой структуры, от 5 до 15 весовых частей растворителя и от 2 до 6 весовых частей отвердителя, причем отвердитель пакуется отдельно и добавляется при использовании состава. Огнестойкая теплоизоляционная плита содержит гранулы вспененной пластмассы, частицы которой связаны огнестойким составом. За счет применения указанного огнестойкого состава теплоизоляционная плита, кроме теплоизоляционных свойств, обеспечивает предотвращение горения и разрушение материала при высокой температуре, а также уменьшение количества ядовитого дыма. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил., 11 пр.

1. Огнестойкий состав, содержащий следующие компоненты:

от 30 до 65 весовых частей термореактивной смолы;

от 15 до 45 весовых частей неорганического антипирена;

от 2 до 25 весовых частей усилителя огнестойкой структуры;

от 5 до 15 весовых частей растворителя; и

от 2 до 6 весовых частей отвердителя,

при этом отвердитель пакуется отдельно и добавляется при использовании состава.

2. Огнестойкий состав по п. 1, также содержащий от 1 до 5 весовых частей армирующего волокна.

3. Огнестойкий состав по п. 2, также содержащий от 0.2 до 2.0 весовых частей диспергатора и поверхностно-активного вещества.

4. Огнестойкий состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве термореактивной смолы используется смола полиакриловой кислоты, полиуретановая смола, поливинилацетатная смола или фенолальдегидная смола со стадии А.

5. Огнестойкий состав по п. 4, отличающийся тем, что фенолальдегидная смолу со стадии «А», полученная в результате реакции конденсации фенола с параформальдегидом в присутствии щелочного катализатора в пропорции 40-60 весовых частей фенола, 30-45 весовых частей параформальдегида и 1.5-8.0 весовых частей щелочного катализатора с 5-15 весовыми частями воды, в результате реакции которых друг с другом в течение пяти часов при температуре от 70 до 80°С получается фенолальдегидная смола со стадии «А».

6. Огнестойкий состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве неорганического антипирена используется одно из следующих веществ или их комбинация: гидроксид магния, гидроксид алюминия, сажа, красный фосфор и полифосфат аммония.

7. Огнестойкий состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве усилителя огнестойкой структуры используется одно из следующих веществ или их комбинация: карбонат лития, лепидолит, борная кислота и бура.

8. Огнестойкий состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве растворителя используется вода, метанол или этанол.

9. Огнестойкий состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве отвердителя используется фенолсульфокислота или толуолсульфокислота.

10. Огнестойкий состав по п. 2 или 3, отличающийся тем, что в качестве армирующего волокна используется одно из следующих или их комбинация: стекловолокно, углеродное волокно или металлическое волокно.

11. Огнестойкий состав по п. 3, отличающийся тем, что в качестве диспергатора и поверхностно-активного вещества используется смесь модифицированного полисилоксана и полимерной карбоновой кислоты.

12. Огнестойкий состав по п. 3, отличающийся тем, что в качестве термореактивной смолы используется смола полиакриловой кислоты, фенолальдегидная смола со стадии А, полиуретановая смола, поливинилацетатная смола; в качестве неорганического антипирена используется одно из следующих веществ или их комбинация: гидроксид магния, гидроксид алюминия, сажа, красный фосфор и полифосфат аммония; в качестве усилителя огнестойкой структуры используется одно из следующих веществ или их комбинация: карбонат лития, лепидолит, борная кислота и бура; в качестве растворителя используется вода, метанол или этанол; в качестве отвердителя используется фенолсульфокислота или толуолсульфокислота; в качестве армирующего волокна используется одно из следующих или их комбинация: стекловолокно, углеродное волокно или металлическое волокно; в качестве диспергатора и поверхностно-активного вещества используется смесь модифицированного полисилоксана и полимерной карбоновой кислоты.

13. Огнестойкая теплосохраняющая плита, содержащая гранулы вспененной пластмассы и огнестойкое покрытие, связывающее гранулы вспененной пластмассы, отличающаяся тем, что огнестойкое покрытие представляет собой огнестойкий состав по любому из пп. 1-12.

14. Огнестойкая теплосохраняющая плита по п. 13, отличающаяся тем, что огнестойкий состав расположен непрерывно в огнестойкой теплосохраняющей плите, а гранулы вспененной пластмассы распределены в огнестойкой теплосохраняющей плите.

15. Огнестойкая теплосохраняющая плита по п. 14, отличающаяся тем, что объемный вес гранул вспененной пластмассы составляет от 10 до 25 кг/м³, а весовое соотношение между гранулами вспененной пластмассы и огнестойким покрытием = 1:(0.8-5).

16. Огнестойкая теплосохраняющая плита по любому из пп. 13-15, отличающаяся тем, что в качестве гранул вспененной пластмассы используются гранулы полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиуретана или поливинилхлорида.

17. Огнестойкая теплосохраняющая плита по п. 16, отличающаяся тем, что на одну из ее поверхностей прикреплена верхняя панель.

18. Огнестойкая теплосохраняющая плита по п. 17, отличающаяся тем, что на другую ее поверхность прикреплена нижняя панель.

19. Огнестойкая теплосохраняющая плита по п. 18, отличающаяся тем, что верхняя и(или) нижняя панель крепится с помощью клея.

20. Огнестойкая теплосохраняющая плита по п. 19, отличающаяся тем, что верхняя панель выполняется из стали с цветным покрытием, силиката кальция, волокнистого цемента, алюминиевой фольги, фиброцементного полотна или камня; а нижняя панель выполняется из стали с цветным покрытием, силиката кальция, волокнистого цемента, алюминиевой фольги, фиброцементного полотна или камня.