ОГНЕЗАЩИТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2024 года по МПК C08L63/00 C08K3/34 C08K3/32 C08K5/17 C09D5/18 C09D163/00 

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся покрытиям и может быть использовано в строительстве, автомобилестроении, химическом машиностроении.

Известен состав для получения огнезащитных покрытий, предназначенных для защиты несущих металлических конструкций от действия пламени, включающий интеркалированный графит, трикрезилфосфат, гидроокись алюминия, борат цинка, органобентонит, отвердитель, эпоксидная смола (Патент РФ 2387693, МПК C09D 5/18, C09D 163/00, C09D 163/02, C08K 3/04, опубл. 27.04.2010).

Однако недостатком состава являются неудовлетворительные огнезащитные свойства.

Известно огнезащитное покрытие для нанесения на поверхность несущих металлических конструкций. Огнезащитная композиция содержит эпоксидную смолу, отвердитель, гидроокись алюминия, систему антипиренов, состоящую из полифосфата аммония, меламина и пентаэритрита, диоксид титана в качестве УФ-фильтра, меламин борат и растворитель (Патент РФ 2500703, МПК C09D 5/18, C09D 163/00, опубл. 10.12.2013).

Недостатками огнезащитной композиции являются использование растворителя (ксилол, толуол) при изготовлении, длительность процесса и невысокие огнезащитные свойства композиции.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является огнезащитная вспучивающаяся композиция, включающая эпоксидную смолу, аминный отвердитель, полифосфат аммония, триглицидилфосфат, полиаминометиленфосфонат натрия, углеродные нанотрубки и пентаэритрит (Патент РФ 2425078, МПК C09D 5/18, C09D 163/02, C09K 21/14, опубл. 27.07.2011).

Однако данная огнезащитная вспучивающаяся композиция имеет небольшой коэффициент вспучивания покрытия, что не обеспечивает ей достаточные огнезащитные свойства.

Целью изобретения является повышение огнезащитных свойств полимерной композиции для вспучивающихся покрытий и пенококсов за счет того, что в состав композиции вводят волластонит, который являясь структурообразователем упорядочивает структуру полимерной матрицы и пенококса, а также способствуют более спокойному течению газообразования за счет равномерного распределения газовых пузырьков в пенококсе.

Поставленная цель достигается тем, что огнезащитная вспучивающаяся композиция, включающая эпоксидную смолу ЭД-20, полифосфат аммония, отвердитель ПЭПА, полифосфат аммония, модифицированный природным или синтетическим волластонитом, при следующем соотношении компонентов в композиции, г:

Эпоксидная смола 15 ПЭПА 2,25 Полифосфат аммония 4,5 Волластонит 0,75

Использование волластонита способствует увеличения прочностных свойств образующегося пенококса под воздействием огневых источников и повышения коксового остатка.

Прочность на сжатие пенококса является важным показателем, так как защитный эффект зависит от стойкости разрушения пенококсов под действием фронта пламени и возникающих во вспучивающихся покрытиях механических напряжений.

Использование вспучивающихся покрытий для тепловой защиты обусловлено не только низким значением их теплопроводности, но и большим поглощением тепла. В результате разложения вспучивающихся композиций одна часть превращается в газообразные продукты, другая остается в матрице в виде конденсированного углерода. При разложении смолы происходит изменение ее структуры, что приводит к образованию углеродных сеток и поперечных связей между ними.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены композиции. В качестве пенококсообразователя использовали полифосфат аммония (ПФА), в качестве связующего эпоксидиановую смолу ЭД-20, для повышения плотности кокса использовали волластонит. Отверждали аминным отвердителем - полиэтиленполиамином. Композицию получали простым смешиванием компонентов. Покрытия и образцы получали наливом.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 5 смесей ингредиентов, две из которых показали оптимальные результаты. В качестве пенококсообразователя использовали полифосфат аммония (ПФА), в качестве связующего эпоксидиановую смолу ЭД-20, для повышения плотности кокса использовали волластонит. Отверждали аминным отвердителем - полиэтиленполиамином.

Пример 1 (без введения волластонита).

Огнезащитная композиция на основе эпоксидной смолы, полифосфата аммония и волластонита, отверждаемых отвердителем ПЭПА, при следующем соотношении компонентов в композиции, г:

Эпоксидная смола 15 ПЭПА 2,25 Полифосфат аммония 4,5

Отверждали полученное покрытие при нормальных условиях в течение 24 часов. После чего отверждали при температуре 70-100°С в течение 3 часов.

Пример 2

Огнезащитная композиция на основе эпоксидной смолы, полифосфата аммония и волластонита, отверждаемых отвердителем ПЭПА, при следующем соотношении компонентов в композиции, г:

Эпоксидная смола 15 ПЭПА 2,25 Полифосфат аммония 4,5 Волластонит 0,25

Пример 3

Огнезащитная композиция на основе эпоксидной смолы, полифосфата аммония и волластонита, отверждаемых отвердителем ПЭПА, при следующем соотношении компонентов в композиции, г:

Эпоксидная смола 15 ПЭПА 2,25 Полифосфат аммония 4,5 Волластонит 0,5

Пример 4

Огнезащитная композиция на основе эпоксидной смолы, полифосфата аммония и волластонита, отверждаемых отвердителем ПЭПА, при следующем соотношении компонентов в композиции, г:

Эпоксидная смола 15 ПЭПА 2,25 Полифосфат аммония 4,5 Волластонит 0,75

Пример 5

Огнезащитная композиция на основе эпоксидной смолы, полифосфата аммония и волластонита, отверждаемых отвердителем ПЭПА, при следующем соотношении компонентов в композиции, г:

Эпоксидная смола 15 ПЭПА 2,25 Полифосфат аммония 4,5 Волластонит 1,0

Огнезащитная композиция на основе эпоксидной смолы, полифосфата аммония и волластонита, отверждаемых отвердителем ПЭПА, показавшая лучшие результаты, при следующем соотношении компонентов в композиции, г:

Эпоксидная смола 15 ПЭПА 2,25 Полифосфат аммония 4,5 Волластонит 0,75

Композиции на основе эпоксидной смолы ЭД-20 модифицирована ПФА, природным и синтетическим волластонитом. Эпоксидная смола отверждалась полиэтиленполиамином (ПЭПА).

В таблице 1 (см. в графической части) представлены свойства композиций и пенококсов, полученных при воздействии огневых источников на композиции вспучивающего типа.

Из таблицы 1 видно, что пенококсы, полученные из полимерных композиций состава 1-5, содержащим волластонит обладают повышенной стойкостью к воздействию огневых и тепловых источников, что соответственно обеспечивает повышение кратности вспучивания до 38,6 раз, прочности сжатия пенококсов до 14,41 г/см², полученных под действием газовой горелки при 800°С.

Использование волластонита в сочетании с полифосфатом аммония повышает эффективность вспучивающихся покрытий за счет того, что они упорядочивают структуру пенококса и повышают прочностные характеристики пенококса.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава рассмотрены 5 композиций, которые сравнивали по следующим характеристикам:

- прочность на сжатие,

- кратность вспучивания,

- горючесть по методу UL-94

Огнезащитную полимерную композицию получали простым смешиванием компонентов, покрытия и образцы получали наливом.

Образцы оставляли отверждаться при комнатной температуре 7 дней. Затем образцы отверждали в печи при 100°С - 3 часа. Отвержденные образцы охлаждали до комнатной температуры.

Использование заявляемого изобретения повышает:

-огнезащитные свойства покрытий;

- прочность пенококса, образующего под действием огневых и тепловых источников за счет более упорядочной структуры пенококса;

- кратность вспучивания пенококса, образующего под действием огневых и тепловых источников за счет использования волластонита.

Изобретение относится к огнезащитной композиции для вспучивающихся покрытий и может быть использовано в строительстве, автомобилестроении, химическом машиностроении. Огнезащитная композиция для вспучивающихся покрытий состоит из эпоксидной смолы ЭД-20, полифосфата аммония и волластонита, отверждаемая отвердителем полиэтиленполиамином (ПЭПА), при следующем соотношении компонентов в композиции, г: Эпоксидная смола ЭД-20 - 15, ПЭПА - 2,25, Полифосфат аммония - 4,5, Волластонит - 0,75 или 1,0. Технический результат изобретения заключается в повышении огнезащитных свойств полимерной композиции для вспучивающихся покрытий и пенококсов за счет того, что в состав композиции вводят волластонит, который, являясь структурообразователем, упорядочивает структуру полимерной матрицы и пенококса, а также способствует равномерному распределению газовых пузырьков в пенококсе. 1 табл., 6 пр.

Огнезащитная композиция для вспучивающихся покрытий, состоящая из эпоксидной смолы ЭД-20, полифосфата аммония и волластонита, отверждаемая отвердителем полиэтиленполиамином (ПЭПА), при следующем соотношении компонентов в композиции, г:

Эпоксидная смола ЭД-20 15 ПЭПА 2,25 Полифосфат аммония 4,5 Волластонит 0,75 или 1,0