ОГНЕЗАЩИТНАЯ КРАСКА Российский патент 2022 года по МПК C09D5/18 C09D131/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Предлагаемое изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно огнезащитным воднодисперсионным краскам, и предназначено для нанесения на кабель, кабели, уложенные в пучок, кабельные линии с целью нераспространения пламени во время пожара. Может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, на объектах энергетики и атомных электростанциях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна огнезащитная краска по кабелю на основе стирол-акриловой дисперсии (Патент РФ №2249577, C09D 5/18, 10.04.2005). Краска наряду с дисперсией включает в себя антипирены (меламин, пен-таэритрит и полифосфат аммония), пигмент (TiO₂) и функциональные добавки:

стирол-акриловая дисперсия «Диакам» 11,0-33,0

пентаэритрит 1,8-21,8

диоксид титана 0,2-5,0

меламин 3,7-22,0

полифосфат аммония 13,5-33,5

этиленгликоль 0,2-10,0

глицерин 0,2-3,0

эфир целлюлозы 0,1-5,0

пластификатор 1,0-3,5

вода остальное.

Существенным недостатком этой краски является ее токсичность при горении, так как продукты горения могут содержать ядовитые пары стирола. Другое негативное влияние сополимера стирола на свойства огнезащитного покрытия - низкая атмосферостойкость, а именно УФ-стойкость.

Другим аналогом является огнезащитная вспучивающаяся краска на основе смеси дисперсий: акриловой и поливинилацетатной (Патент РФ №2174527 C1, C09D 5/18, C09D 131/04, C09D 133/00, 10.10.2001). Акцент в данном изобретении делается на декоративные свойства покрытия одновременно с огнезащитными для широкого использования в строительстве при внутренней отделке помещений. Но данный материал не водостоек, что ограничивает его применение на промышленных объектах и объектах атомной энергетики. Кроме того, продолжительность технологического процесса изготовления краски, описанного в этом патенте, составляет около 5 часов, что не технологично с точки зрения многотоннажного производства.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является огнезащитная композиция по кабелю КЛ-1 (Патент РФ №2516127 C2A62D 1/00, C09D 5/18, 20.05.2014.), в которой решается проблема водостойкости материала, в качестве связующего используется водная дисперсия сополимера винилацетэтилена (%):

аммония полифосфат 10-30

меламин 10,5-25

пентаэритрит 10-17

титана двуокись 6,5-7

дисперсия сополимера винилацетэтилена 10-50

пластификатор 0,5-5

пеногаситель 0,1-1

гидроксиэтилцеллюлоза 0,1-0,8

этиленгликоль 0,5-5

вода остальное.

В обоих изобретениях (№2249577 и №2516127) для снижения температуры пленкообразования и пластификации используются два компонента: этиленгликоль и пластификатор, в количестве более 10%. Это перегружает рецептуру и автоматически сокращает содержание антипиреновой составляющей, которая является важной в огнезащитных материалах.

Недостатки перечисленных выше огнезащитных композиций успешно решает настоящее изобретение.

Технической задачей данного изобретения является повышение эксплуатационных свойств при применении огнезащитной краски.

Поставленная задача решается использованием огнезащитной краски, включающей антипирены - полифосфат аммония, пентаэритрит, меламин, водную дисперсию пленкообразующего, функциональные добавки - пеногаситель, загуститель, биоцид и растекатель, диоксид титана и воду, содержит трихлорэтилфосфат в качестве коалесцента и антипирена, а в качестве пленкообразующего - водную дисперсию сополимера винилверсатата, при следующем соотношении компонентов, в масс. %.

Водная дисперсия сополимера винилверсатата 25-40

трихлорэтилфосфат 1-5

пеногаситель Foamaster МО 2134 0,3-1

загуститель 0,1-0,5

двуокись титана (TiOx-220) 2-6

меламин 7-15

пентаэритрит 6-17

полифосфат аммония 20-30

растекатель Troysol LAC 0,3-1

биоцид Mergal К 14 0,1-0,6

вода остальное.

Пеногаситель изготовлен на основе минерального масла.

В качестве загустителя используется гидроксиэтилцеллюлоза.

Легкое нанесение и распределение краски по поверхности кабеля обеспечивает анионная поверхностная добавка, не содержащая силикон (растекатель Troysol LAC).

Диоксид титана - универсальный белый пигмент.

Для стабильного хранения огнезащитной краски в таре добавляют биоцид.

Принцип действия огнезащитной краски основан на теплоизолирующем действие благодаря многократному вспучиванию с образованием пенококса под воздействием пламени. Чем больше степень вспучивания и прочность пенококса, тем эффективнее огнезащитное покрытие.

Огнезащитная эффективность в предлагаемом изобретении обеспечивается тройной системой антипиренов (полифосфат аммония, меламин и пентаэритрит), в дополнение к этой системе в составе используется трихлорэтилфосфат, который также является эффективным антипиреном, значительно улучшающий противопожарные свойства краски. Трихлорэтилфосфат образует однородную физическую смесь с полимерами и не вступает с ними в химическую реакцию, что усиливает огнезащитный эффект. Входящая в состав водная дисперсия сополимера винил-версатата выполняет роль связующего (пленкообразователя), влияет на прочность скелета пенококса. Пентаэритрит при нагреве выше 250°С образует плотный карбоновый слой, обладающий очень низкой теплопроводностью, что обеспечивает существенное снижение термического влияния на защищаемый материал.

Одним из преимуществ огнезащитной краски является группа токсичности Т1, что подтверждается протоколом испытания №ПИ-036/02-2021. Так же повышается атмосферостойкость покрытия, что достигается благодаря использованию в огнезащитном составе в качестве связующего водной дисперсии сополимера винилверсатата. При высыхании дисперсии образуется эластичная пленка, что позволяет исключить из рецептуры такой компонент, как пластификатор.

Технологический процесс изготовления огнезащитной краски по кабелю включает стадии дозирования перечисленных компонентов, их последовательного смешения в диссольвере с мешалкой и фасовки готовой краски. Продолжительность всего процесса составляет не более 2 часов, что более, чем в 2 раза меньше времени изготовления краски по патенту №2174527, приведенному выше.

Огнезащитная краска может наноситься кистью, валиком, аппаратом безвоздушного распыления, при разбавлении водой - методом пневмораспыления. Межслойная сушка составляет 2-3 часа, окончательное формирование покрытия - не менее 7 суток.

Оценка огнезащитной эффективности проводилась в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53311, TP ЕАЭС 043/2017.

Сейсмостойкость по шкале MSK-64 - МРЗ 9 баллов, ПЗ 9 баллов, с выстой над нулевой отметкой 20 м (протокол испытаний №141-21/02).

Подобранный экспериментальным путем количественно-качественный состав огнезащитной краски обеспечивает высокие эксплуатационные свойства, как самой краски, так и покрытия: повышенную огнезащитную эффективность, стабильность при хранении, низкая токсичность, легкое нанесение, хорошая адгезия к защищаемой поверхности кабеля, водостойкость, эластичность.

Изобретение может быть использовано при изготовлении огнезащитных покрытий на кабельных линиях. Огнезащитная краска содержит водную дисперсию пленкообразующего, антипирены, функциональные добавки, двуокись титана и воду. Пленкообразующее представляет собой водную дисперсию сополимера винилверсатата. Антипирены включают полифосфат аммония, пентаэритрит, меламин и трихлорэтилфосфат. Целевые добавки включают пеногаситель, загуститель, биоцид и растекатель. Технический результат заключается в снижении токсичности и повышении стабильности при хранении краски, а также в увеличении огнезащитной эффективности, адгезии, водостойкости и эластичности покрытия из предложенной краски.

Огнезащитная краска, содержащая антипирены - меламин, пентаэритрит и полифосфат аммония, водную дисперсию пленкообразующего, функциональные добавки - пеногаситель, загуститель, биоцид и растекатель, двуокись титана и воду, отличающаяся тем, что содержит трихлорэтилфосфат в качестве коалесцента и антипирена, а в качестве водной дисперсии пленкообразующего - дисперсию винилверсататного сополимера в воде при следующем соотношении компонентов, мас.%:

водная дисперсия сополимера винилверсатата 25-40 трихлорэтилфосфат 1-5 пеногаситель Foamaster МО 2134 0,3-1 загуститель 0,1-0,5 двуокись титана (TiOx-220) 2-6 меламин 7-15 пентаэритрит 6-17 полифосфат аммония 20-30 растекатель Troysol LAC 0,3-1 биоцид Mergal K14 0,1-0,6 вода остальное