ВОДОРАСТВОРИМЫЙ ОГНЕБИОЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2020 года по МПК B27K3/52 C09K21/10 C09D5/14 E04B1/94 

Изобретение относится к области защиты древесины и древесных материалов, а именно к препаратам для защиты древесины и древесных материалов от биологического разрушения (например, низшими грибами) и возгорания. Может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, где применяется древесина и изделия из нее, например, в деревообрабатывающей и деревоперерабатывающей промышленности, строительстве.

Известны:

• огнезащитное покрытие «КЛОД 01» (Патент России RU №2140403 С1, МПК⁶ С04В 28/34, С04В 111:28, C09K 21/12), включающее (в мас. %): - Первый слой. Карбамид (СО(NH₂)₂) - 20-34, диаммоний фосфат ((NH₄)₂HPO₄) 10-22, борную кислоту (Н₃ВО₃) - 4-6 и растворитель - воду - остальное. - Второй слой. Фосфорорганическая кислота - 2,0-5,0, карбамид (CO(NH₂)₂) - 15-32.

• Огнезащитный пропиточный состав (Патент России RU 2640959 С1, МПК B27K 3/52 (2006.01)) включает диаммонийфосфат, аммоний сернокислый, натрий фтористый, сульфанол и воду. Огнезащитный пропиточный состав дополнительно содержит пара-фенилендиамин, являющийся для древесины активным водорастворимым антисептиком. Огнезащитный пропиточный состав имеет следующее соотношение компонентов (вес. %): диаммонийфосфат - 20, аммоний сернокислый - 5, натрий фтористый - 3, сульфанол - 1-1,5, пара-фенилендиамин - 0,5-2,0, вода - остальное.

Наиболее близким к предлагаемому препарату является ОГНЕБИОЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ И МАТЕРИАЛОВ НА ЕЕ ОСНОВЕ (Патент России RU №2465128 С2, МПК В27К 3/52, С09К 21/10, C09K 21/04), включающий (в масс. %):

Борная кислота Н₃ВО₃ - 5-40;

Аминоспирт общей формулы: (C_nH_2n+1)_kNH₃-(k+m)(C_nH_2nOH)_m, где n, m=1-3, k=0-2, k+m≤3 - 2-20;

Диаммоний фосфат (NH₄)₂HPO₄ - 10-40;

Растворитель - остальное.

Недостатком указанного состава является:

- недостаточная огнезащитная эффективность по ГОСТ 30028.3-93 при поверхностных методах нанесения (при чистых поглощениях свыше 60 г/м³ по рабочему раствору).

- сравнительно высокая стоимость противопожарной обработки, из-за высоких расходов для достижения требуемых уровней огнезащиты.

- высокая гигроскопичность сухих (солевых) составов из-за высокого содержания аммонийных соединений.

Целью настоящего изобретения является:

1. Повышение огнезащитной эффективности по ГОСТ 30028.3-93 при поверхностных методах нанесения.

2. Снижение стоимости защитного состава и обработки.

Технический результат достигается тем, что в огнезащитный состав вместо диаммоний фосфата (NH₄)₂HPO₄) вводится смесь карбамида (CO(NH₂)₂) и аммонийной соли не окисляющих кислородсодержащих минеральных кислот с высшей степенью окисления, например, фосфорной РО₄^3-, серной SO₄^2-, угольной СО₃^2-. При следующем соотношении компонентов:

Эфиры борной кислоты и аминоспирта (аминоспирт общей формулы (C_nH_2n+1)_kNH_3-(k+m)(C_nH_2nOH)_m, где n, m=1-3, k=0-2) - 7-60 (Борная кислота (Н₃ВО₃) - 5-40; Аминоспирт - 2-20);

Аммонийная соль не окисляющей кислородсодержащей минеральной кислоты с высшей степенью окисления из ряда фосфорной (PO₄^3-), серной (SO₄^2-) или угольной (СО₃^2-) кислот - 5-20;

карбамида (CO(NH₂)₂) - 5-20;

растворитель (вода) до 100. Препарат получают смешением компонентов. Составы приведены в таблице1.

Огнезащитная эффективность определялась по ГОСТ 30028.3-93.

Испытания проводят на образцах, изготовляемых из прямослойной воздушно-сухой древесины заболони сосны с плотностью 0,45-0,55 г/см³. Древесина не должна иметь видимых пороков по ГОСТ 2140.

Образцы древесины имеют размеры 15×15×6 мм (последний размер вдоль волокон). Отклонения размеров образцов не должны превышать ± 0,5 мм.

Защитное средство испытывают не менее чем при пяти поглощениях. Рекомендуемыми являются поглощения 5; 10; 20; 40; 80; 100; кг/м³.

Защитное средство вводится в древесину в виде 5-30% растворов.

Поглощение, обеспечивающее потерю массы образцов древесины при горении, равную 25%, определяют по графику.

По значению этого поглощения устанавливают класс огнезащищающей способности защитных средств в соответствии с таблицей 2.

Зависимость потери массы от поглощения в пересчете на 20% раствор представлена на Фиг. 1.

Как видно из графика огнезащитная эффективность нового защитного средства становится лучше известного при поглощении более 50 кг/м³. Что, например, для пороговой потери массы 25% позволяет снизить поглощение со 100 до 80 кг/м³, то есть на 20%.

Частичная замена аммонийных солей (например, диаммоний фосфата (NH₄)₂HPO₄) карбамидом (CO(NH₂)₂) позволяет снизить стоимость состава, следовательно, и обработки. Так диаммоний фосфат (на 01.19) более чем в три раза дороже, чем карбамид (107 тыс. руб. за тонну против 27 тыс. руб.). Что позволяет снизить стоимость препарата в среднем на 20%.

Изобретение относится к области защиты древесины и древесных материалов, а именно к препаратам для защиты древесины и древесных материалов от биологического разрушения и возгорания. Может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, например в деревообрабатывающей и деревоперерабатывающей промышленности, строительстве. Препарат для защиты древесины и материалов на ее основе от огня и биопоражения включает растворитель - воду, эфир борной кислоты Н₃ВО₃ и аминоспирта общей формулы: (C_nH_2n+1)_kNH_3-(k+m)(C_nH_2nOH)_m, где n, m=1-3, k=0-2, а также смесь аммонийной соли не окисляющей кислородсодержащей минеральной кислоты с высшей степенью окисления и карбамида (СО(NH₂)₂). Вышеуказанные компоненты содержатся в препарате при следующем соотношении, мас. %: эфир борной кислоты и аминоспирта 7-60, аммонийная соль не окисляющей кислородсодержащей минеральной кислоты с высшей степенью окисления из ряда фосфорной (РО₄^3-), серной (SO₄^2-) или угольной (СО₃^2-) кислот 5-20, карбамид 5-20, растворитель до 100. Изобретение обеспечивает повышение огнезащитной эффективности при поверхностных методах нанесения, а также снижение стоимости защитного состава и обработки. 1 ил., 2 табл.

Препарат для защиты древесины и материалов на ее основе от огня и биопоражения, включающий растворитель - воду, эфир борной кислоты Н₃ВО₃ и аминоспирта общей формулы: (C_nH_2n+1)_kNH_3-(k+m)(C_nH_2nOH)_m, где n, m=1-3, k=0-2, смесь аммонийной соли не окисляющей кислородсодержащей минеральной кислоты с высшей степенью окисления и карбамида (СО(NH₂)₂), при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Эфир борной кислоты и аминоспирта 7-60; Аммонийная соль не окисляющей кислородсодержащей минеральной кислоты с высшей степенью окисления из ряда фосфорной (РО₄^3-), серной (SO₄^2-) или угольной (СО₃^2-) кислот 5-20; Карбамид 5-20; Растворитель до 100