ОГНЕЗАЩИТНЫЙ ВСПУЧИВАЮЩИЙСЯ МАТЕРИАЛ Российский патент 2021 года по МПК C09K21/12 C09K21/14 C08K3/20 C08K5/02 

Изобретение относится к огнетеплозащитному материалу, который может использоваться в качестве противопожарных штор.

Известен огнезащитный вспучивающийся материал, состоящий из вспучивающейся композиции на основе пластифицированной полимерной массы, содержащей поливинилхлорид, пластификатор, фосфат аммония, пентаэритрит и амид, армированной текстильным материалом (Пат. GB 1408133, МПК C08K 3/32, C08K 5/52, C08F 114/06, 1975).

Недостатком данного огнезащитного материала являются сравнительно низкие огнезащитные свойства.

Известен огнестойкий текстильный материал, представляющий собой текстильное полотно из смеси полиэфирных волокон или с хлопковыми, или с льняными волокнами, или со смесью хлопковых или льняных волокон с шерстяными, с нанесенным на него дискретным покрытием на основе эмульсионного поливинилхлорида, содержащего тальк или мел и трихлорэтилфосфат (Патент РФ №2294411, МПК D06M 15/244, D06M 13/298, C09K 21/14, C09D 127/06, D06M 101/04, D06M 101/12, D06M 101/32, C09K 21/12, опубл. 27.09.1997).

Недостатком данного огнестойкого текстильного материала являются сравнительно невысокие огнезащитные свойства.

Наиболее близким к заявляемому является огнезащитный вспучивающийся материал (Патент РФ №2091424, МПК С09K 21/12, опубл. 27.09.1997). Материал выполнен в виде ткани из стекловолокна с нанесенным на нее полимерным покрытием из поливинилхлоридной композиции, содержащей в качестве аммониевой соли фосфорной кислоты двузамещенный фосфорнокислый аммоний и дополнительно в качестве пластификатора диоктилфталат. Вспучивающимся компонентом в материале являются двузамещенный фосфорнокислый аммоний и пентаэритрит.

Недостатком данного материала является то, что высокий огнезащитный эффект обеспечивается значительной толщиной покрытия, а не его свойствами.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка огнезащитного вспучивающегося материала с небольшой толщиной покрытия при сохранении огнетеплозащитной эффективности материала.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение адгезионной прочности связи между слоями пластизоль-ткань и увеличение длительности огнезащитной эффективности материала.

Технический результат достигается тем, что в огнезащитном вспучивающемся материале, выполненном в виде ткани с нанесенным на нее полимерным покрытием из поливинилхлоридной композиции, включающей производное фосфорной кислоты и диоктилфталат, при этом композиция дополнительно содержит хлорпарафин, гидроксид алюминия, борат цинка и фосфорборсодержащий олигомер, в качестве производного фосфорной кислоты композиция содержит трихлорпропилфосфат, а в качестве ткани используют керамическую ткань, при следующем массовом соотношении компонентов композиции, мас.ч.: поливинилхлорид 10,0, диоктилфталат 5,0, трихлорпропилфосфат 35,0, хлорпарафин 9,0-14,0, гидроксид алюминия 22,0, борат цинка 13,0, фосфорборсодержащий олигомер ФБО 1,0-6,0.

В предлагаемом огнезащитном вспучивающемся материале используют следующие компоненты:

Поливинилхлорид (ПВХ)– эмульсионный Slovinil E-671основа пластизоля.

Диоктилфталат (ДОФ), трихлорпропилфосфат (ТХПФ), хлорпарафин (Хлорпарафин ХП-470) - пластификаторы.

Гидроксид алюминия, борат цинка - наполнители-антипирены.

В качестве модифицирующей добавки повышающей огнестойкость и адгезию к ткани используется фосфорборсодержащий олигомер ФБО (ТУ 40-461-806-66-07).

В качестве основы использовалась керамическая ткань Тк-1 (ТУ 2574-294-00149363-2007).

Использование в качестве модифицирующей добавки фосфорборсодержащего олигомера ФБО при заявленном составе композиции, придает огнезащитному материалу повышенную огнестойкость. Присутствие в составе композиции ФБО препятствует деструкции огнезащитного материала при воздействии высокой температуры за счет образования на поверхности более прочного защитного коксового слоя. Кроме того, происходит непосредственная доставка фосфорборсодержащего олигомера в зону термического воздействия и коксообразования, где происходит ингибирование радикально-цепных процессов окисления. При этом пенококс выполняет теплозащитную функцию, препятствует прогреву и деструкции материала.

Огнестойкость огнезащитного материала достигается благодаря использованию компонентов, обеспечивающих снижение горючести за счет синергетического действия. К синергистам фосфорборсодержащего олигомера ФБО - замедлителя горения можно отнести, гидроксид алюминия, борат цинка и галогенсодержащие соединения-пластификаторы. Кроме этого, используемые добавки выполняют несколько функций, т.е. одновременно могут являться: замедлителями горения, пластификаторами, наполнителями и др. Например, большой эффект может быть получен введением наполнителя, разлагающегося с поглощением тепла. Классическим примером такого наполнителя является гидроксид алюминия Al(OH)₃, от которого отщепляется вода. В этом случае тепло расходуется как на нагрев наполнителя, так и на разложение наполнителя и нагрев образующейся воды до температуры пламени.

Также ФБО выполняет роль промотора адгезии – повышая прочность связи полимерного покрытия из поливинилхлоридной композиции с керамической тканью.

Заявленные количества фосфорборсодержащего олигомера ФБО, позволяют получить огнетеплозащитный материал, обладающий улучшенными огнезащитными и адгезионными характеристиками.

В таблице 1 приведены составы приготовленных смесей.

Таблица 1

Ингредиент, мас.ч. Контрольный пример Номер состава 1 2 3 4 5 6 ПВХ 10 10 10 10 10 10 10 ДОФ 5 5 5 5 5 5 5 ТХПФ 35 35 35 35 35 35 35 Хлорпарафин ХП-470 15 14 13 12 11 10 9 Гидроксид алюминия 22 22 22 22 22 22 22 Борат цинка 13 13 13 13 13 13 13 ФБО - 1 2 3 4 5 6

Огнезащитный вспучивающийся материал изготавливается следующим образом.

Все сухие ингредиенты в рецептуре тщательно перемешиваются. Затем при перемешивании небольшими порциями добавляется смесь пластификаторов, предварительно перемешанная. Полученная однородная масса выдерживается в течение 24 часов для вызревания. В это время происходит набухание частиц ПВХ под воздействием пластификатора, что увеличивает вязкость и облегчает процесс желирования. Полученную пасту еще раз перемешивают перед дальнейшим желированием пластизоля. Для исследования полученного огнезащитного вспучивающегося материала пластизоль наносят на керамическую ткань. Огнезащитный вспучивающийся материал выдерживался в сушильном шкафу 10-15 минут при температуре 150-165°С. Толщина покрытия составляла 0,65 мм.

Готовые образцы подвергали необходимым испытаниям.

Огне-, теплозащитные и адгезионные свойства предлагаемого материала приведены в таблице 2.

Таблица 2

Показатель Контрольный пример Номер состава 1 2 3 4 5 6 Время прогрева образца до 100°С, с 10,0 13,0 13,0 20,0 15,0 14,0 13,0 Температура после прогрева в течение 60 с, °С 182,3 176,5 173,8 156,0 165,8 168,0 169,1 Адгезионная прочность при отслаивании, Н 13,1 14,5 14,8 19,4 17,3 14,7 13,3

Оценка длительности теплозащитной эффективности образцов огнезащитного материала при высокотемпературном нагреве проводилась на образцах, размером 10×10см.

Оценка скорости прогрева образцов огнезащитного материала при высокотемпературном нагреве (теплостойкость) проводилась следующим образом: определялось время прогрева обратной стороны образца до температуры 100°C.

Нагрев образца проводился открытым пламенем плазматрона Multiplaz-3500 (ГОСТ 12.2.007.8-75 «Устройства электросварочные и для плазменной обработки»), на поверхности создавалась температура 2000°C. Образец закреплялся в штативе под углом 90° к пламени плазматрона. Для уменьшения стока тепла и уменьшения погрешности опыта образец по краю изолировался асбестом.

Для измерения температуры на необогреваемой поверхности образца использовался пирометр марки С-300.3 «Фотон» (ГОСТ 28243-96 «Пирометры. Общие технические требования»). Принцип работы пирометра основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света.

Адгезионную прочность при отслаивании определяли по ГОСТ Р 57514-2017.

Таким образом, огнезащитный вспучивающийся материал, выполненный в виде керамической ткани с нанесенным на нее полимерным покрытием из поливинилхлоридной композиции, содержащей поливинилхлорид, диоктилфталат, трихлорпропилфосфат, хлорпарафин, гидроксид алюминия, борат цинка и фосфорборсодержащий олигомер, при заявленном соотношении компонентов, обладает большей длительностью огнезащитной эффективности и высокими адгезионными показателями.

Изобретение относится к огнетеплозащитному материалу, который может использоваться в качестве противопожарных штор. Описан огнезащитный вспучивающийся материал, выполненный в виде ткани с нанесенным на нее полимерным покрытием из поливинилхлоридной композиции, включающей производное фосфорной кислоты и диоктилфталат, при этом композиция дополнительно содержит хлорпарафин, гидроксид алюминия, борат цинка и фосфорборсодержащий олигомер, в качестве производного фосфорной кислоты композиция содержит трихлорпропилфосфат, а в качестве ткани используют керамическую ткань при следующем массовом соотношении компонентов композиции, мас.ч.: поливинилхлорид 10,0, диоктилфталат 5,0, трихлорпропилфосфат 35,0, хлорпарафин 9,0-14,0, гидроксид алюминия 22,0, борат цинка 13,0, фосфорборсодержащий олигомер ФБО 1,0-6,0. Технический результат - увеличение адгезионной прочности связи между слоями пластизоль-ткань и увеличение длительности огнезащитной эффективности материала. 2 табл., 6 пр.

Огнезащитный вспучивающийся материал, выполненный в виде ткани с нанесенным на нее полимерным покрытием из поливинилхлоридной композиции, включающей производное фосфорной кислоты и диоктилфталат, отличающийся тем, что композиция дополнительно содержит хлорпарафин, гидроксид алюминия, борат цинка и фосфорборсодержащий олигомер, в качестве производного фосфорной кислоты композиция содержит трихлорпропилфосфат, а в качестве ткани используют керамическую ткань, при следующем массовом соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

поливинилхлорид 10,0 диоктилфталат 5,0

трихлорпропилфосфат 35,0

хлорпарафин 9,0-14,0 гидроксид алюминия 22,0 борат цинка 13,0 фосфорборсодержащий олигомер ФБО 1,0-6,0