Огнестойкий герметик Российский патент 2025 года по МПК C09J1/02 C09K21/02 C09K3/10 

Предлагаемое изобретение относится к области строительства, в частности к высокотемпературным противопожарным огнестойким герметикам, и может быть использовано для герметизации зазоров в светопрозрачных противопожарных преградах в строительных конструкциях, предназначенных для предотвращения распространения теплового излучения, дыма и огня в случае пожара за пределы изолируемого отсека. Данный огнестойкий герметик предпочтительно используют в строительных сооружениях в составе огнестойких светопрозрачных конструкций, а именно, противопожарных дверях, перегородках, витражах, фонарях и окнах, которые должны выдерживать длительное время односторонние высокие температуры до 1200°С, являясь частью противопожарной преграды.

Таким образом герметик в исходном состоянии должен удовлетворять следующим свойствам:

- высокой адгезией к стеклу и материалам рамных конструкций (ПВХ, алюминию, стали, дереву);

- пластичностью и однородностью;

- при нанесении на вертикальную поверхность не должен стекать,

- должен упаковываться в стандартные полимерные тубы для использования в строительных «пистолетах» для нанесения;

- должен сохранять в герметичной упаковке перечисленные выше свойства в течение длительного (до 6 месяцев) времени;

- в широком диапазоне температур обеспечивать возможность его транспортировки в различных видах транспорта летом и зимой.

После отверждения герметик должен обладать низкой теплопроводностью для контроля теплового потока со стороны огня к необогреваемой поверхности, а также оставаться достаточно пластичным для обеспечения возможности его удаления с помощью простого инструмента в случае необходимости демонтировать противопожарное стекло или стеклопакет из рамы при необходимости замены.

Все перечисленные свойства предлагаемого герметика указывают на целесообразность его использования также при ремонте каминов и печей, в металлургическом производстве, при теплоизоляции стальных труб в условиях их использования при высоких температурах до 1200°С.

Известен «Клей огнеупорный защитный» по патенту РФ на изобретение ИЗ №2294350, содержащий жидкое натриевое стекло с силикатным модулем 2,0-3,5, огнеупорную глину, электрокорунд, каолин и воду, который предназначен для теплоизоляции металлических труб, расположенных в нагревательных печах прокатного производства.

Однако, данный состав не может быть использован в качестве строительного герметика ввиду его низкой вязкости и относительно высокой теплопроводности.

Известна также «Огнеупорная клеевая композиция и способ соединения огнеупорных элементов» по патенту РФ на ИЗ №2685301 включающая огнеупорный заполнитель, связующее, каолин и воду, а также ЛСТ (лигносульфонаты), в качестве огнеупорного заполнителя - пылеунос каолинового шамота фр. менее 0,09 мм или вибромолотый шамотный заполнитель фр. менее 0,05 мм и шамотный заполнитель фр. 0-0,5 мм, а в качестве связующего - раствор жидкого силикатного стекла или стекло силикатное порошкообразное, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Заполнитель шамотный 65-75 Пылеунос каолинового шамота фр. менее 0,09 мм или вибромолотый шамотный заполнитель фр. менее 0,05 мм 15-25 Огнеупорная глина или каолин 10-15 ЛСТ (лигносульфонаты) (сверх 100%) 0,05-0,18 Раствор жидкого силикатного стекла (сверх 100%) 25-35 или Стекло силикатное порошкообразное (сверх 100%) 10-15 Вода (сверх100%) 10-28

Данная огнеупорная клеевая композиция обеспечивает достаточно высокую прочность склеивающего шва, кислотостойкость шва, может иметь достаточную вязкость. Однако, она не может быть использована в качестве заполнителя противопожарных светопрозрачных преград, т.к. после отверждения непластична и, главное, она имеет низкий срок хранения.

Наиболее близким к настоящему изобретению является патент РФ на ИЗ №2773579 «Высокотемпературный герметик», выбранный в качестве прототипа.

Данный высокотемпературный герметик включает силикат натрия, силан А-187 - промотор адгезии, диспергатор CHP-500, высоко-температурную силиконовую эмульсию Wacker-50E, полые микросферы из натриево-кальциевого боросиликатного стекла размером 0,15-0,25 мкм, оксид магния, оксид цинка, нитрид бора, диоксид кремния, микроволокно из волокон полимера длиной от 1 мм до 2,5 мм и мелкодисперсный каолиновый шамот с размером частиц 0,2-0,4 мкм, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Силикат натрия 20-30 Мелкодисперсный каолиновый шамот с размером частиц 0,2-0,4 мкм 8-12 Стеклянные микросферы 0,15-0,25 мкм 8-12 Оксид магния 7-10 Оксид цинка 25-30 Нитрид бора 1-2 Диоксид кремния 2-4 Микроволокно 2-3 Силан А-187 3-5 Диспергатор CHP-500 5-15 Высокотемпературная силиконовая эмульсия Wacker-50E 5-15

Данный герметик обладает повышенной эффективностью за счет повышения верхней температурной границы его использования до +1000°С, а также повышенной эластичностью и устойчивостью при работе в агрессивных химических средах, что позволяет эффективно использовать предлагаемый состав на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки для герметизации нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего оборудования без его выключения.

Однако данный герметик не предназначен для использования при температурах свыше 1000°С, не может ограничить тепловой поток через элементы светопрозрачной конструкции и имеет низкий срок хранения, который не превышает 1-4 дня с момента его изготовления.

Кроме того, для его изготовления требуется большое количество относительно дорогих компонентов.

Задачей предложенного изобретения является создание такого огнестойкого герметика, который обладал низкой теплопроводностью, высокой огнестойкостью при одновременном обеспечении длительного срока его хранения.

Техническим результатом данного изобретения является повышение огнестойкости герметика, значительное снижение его теплопроводности при одновременном обеспечении длительного срока его хранения.

Данный технический результат обеспечивается за счет того, что огнестойкий герметик, включающий жидкое стекло, каолин, дополнительно содержит полые герметичные алюмосиликатные микросферы размером 150-600 мкм и пластификатор при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Жидкое стекло 30-55 Каолин 10-30 Алюмосиликатные микросферы 10-40 Пластификатор 4-20

Предпочтительно, чтобы огнестойкий герметик в качестве пластификатора содержал глицерин, этиленгликоль, пропиленгликоль.

Целесообразно, чтобы огнестойкий герметик в качестве жидкого стекла содержал натриевое, калиевое или литиевое стекло.

Технический результат, достигаемый предлагаемым составом герметика, обусловлен его новыми свойствами, обнаруженными при проведении исследований.

Жидкое стекло, входящее в состав композиции, обладает хорошими связующими свойствами и адгезией, что повышает прочность соединения с применением данного герметика.

Каолин выступает в роли наполнителя и, отчасти, пластификатора.

Алюмосиликатные микросферы размером от 150 до 600 мкм обеспечивают значительное снижение теплопроводности данного герметика, что необходимо для улучшения теплоизоляции.

Кроме того, герметичность алюмосиликатных микросфер препятствует попаданию воды и пластификатора внутрь микросфер, и, тем самым, сохраняет вязкость всего герметика.

А пластификатор, в качестве которого используют глицерин, пропиленгликоль или этиленгликоль, повышает эластичность герметика, качество шва, а также увеличивает срок его хранения.

Увеличение срока хранения обеспечивается полным отсутствием диффузии крупных молекул пластификатора через стенки алюмосиликатных микросфер.

Указанный заявителем состав и диапазон содержания компонентов в разработанной композиции герметика определен экспериментально и является оптимальным.

Приготовление огнестойкого герметика проводится в следующей последовательности.

В начале необходимое количество жидкого стекла заливают в емкость низкооборотной мешалки, затем туда же заливают соответствующее количество пластификатора и при продолжающемся перемешивании через 5 минут засыпают требуемое количество каолина и алюмосиликатных микросфер. Перемешивание продолжается до получения гомогенной массы. Обычно на это требуется 20-30 минут.

Затем приготовленный герметик с помощью специального пресса упаковывается в полипропиленовую герметичную тубу.

Готовая композиция огнестойкого герметика может храниться в температурном диапазоне - 12С - +26С до 6 месяцев без изменения исходных свойств.

Испытания данного огнестойкого герметика проводились в испытательной лаборатории ОС ООО «Альфа «Пожарная безопасность» на соответствие ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть», а также были проведены многочисленные испытания в составе светопрозрачных конструкций по ГОСТ Р53308-2009 «Конструкции строительные. Светопрозрачные ограждающие конструкции. Метод испытания на огнестойкость» и ТР ЕАС 043/2017 Евразийского экономического союза «О требованиях к средствам обеспечения пожарной безопасности и пожаротушения».

Данные испытания показали, что герметик относится к группе Г1 (слабогорючие материалы) и надежно защищает зазоры между стеклами и профилем, а также между профильными элементами противопожарных конструкций.

Серийное производство данного огнестойкого герметика не требует дополнительного дорогостоящего оборудования, специальной оснастки и приспособлений, высокой квалификации исполнителя, а также дополнительных производственных и складских площадей.

Далее приводятся конкретные примеры содержания компонентов в различных составах данного огнестойкого герметика (мас.%).

ПРИМЕР 1

Жидкое стекло натриевое – 42%
Каолин – 17%
Алюмосиликатные сферы – 31%
Пропиленгликоль – 10%
ПРИМЕР 2
Жидкое стекло натриевое – 30%
Каолин – 10%
Алюмосиликатные сферы – 50%
Этиленгликоль – 10%
ПРИМЕР 3
Жидкое стекло натриевое – 30%
Каолин – 10%
Алюмосиликатные сферы – 50%
Глицерин – 10%
ПРИМЕР 4
Жидкое стекло калиевое – 55%
Каолин – 30%
Алюмосиликатные сферы – 11%
Пропиленгликоль – 4% ПРИМЕР 2
Акриловый мономер N-метилакриламид ---- 14% ПРИМЕР 5
Жидкое стекло литиевое - 35%
Каолин – 20%
Алюмосиликатные сферы – 35%
Глицерин – 10% Водорастворимая соль – хлорид магния– 16% ПРИМЕР 6
Жидкое стекло калиевое – 40%
Каолин – 20%
Алюмосиликатные сферы – 36%
Глицерин – 4% Фотоинициатор полимеризации -  бензофенон, – 0,05% ПРИМЕР 7
Жидкое стекло натриевое – 35%
Каолин – 20%
Алюмосиликатные сферы – 35%
Этиленгликоль – 10% Сшивающий агент - N,N'метиленбисакриламид– 0,01% ПРИМЕР 8
Жидкое стекло калиевое – 46%
Каолин – 10%
Алюмосиликатные сферы – 40%
Пропиленгликоль – 4% Разрыхлитель углеродно-солевого кокса – уротропин -0,5%

Таким образом, за счет использования в составе огнестойкого герметика алюмосиликатных микросфер, предпочтительно размером от 150 до 600 мкм, а также пластификатора, в качестве которого используют глицерин, пропиленгликоль или этиленгликоль, удалось повысить огнестойкость и эластичность герметика, качество шва из данного герметика, а также значительно увеличить срок его хранения, и снизить его теплопроводность.

Как очевидно специалистам в данной области техники, данное изобретение легко разработать в других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности данного изобретения.

При этом настоящие варианты осуществления необходимо считать просто иллюстративными, а не ограничивающими, причем объем изобретения представлен его формулой, и предполагается, что в нее включены все возможные изменения и область эквивалентности пунктам формулы данного изобретения.

Изобретение относится к высокотемпературным противопожарным огнестойким герметикам, и может быть использовано для герметизации зазоров в светопрозрачных противопожарных преградах в строительных конструкциях, предназначенных для предотвращения распространения теплового излучения, дыма и огня в случае пожара за пределы изолируемого отсека. Предложен огнестойкий герметик, содержащий (в мас. %) жидкое стекло (30-55), каолин (10-30), полые герметичные алюмосиликатные микросферы размером 150-600 мкм (10-40) и пластификатор (4-20). Технический результат – повышение огнестойкости герметика и значительное снижение его теплопроводности при одновременном обеспечении длительного срока его хранения. 2 з.п. ф-лы, 8 пр.

1. Огнестойкий герметик, включающий жидкое стекло, каолин, отличающийся тем, что дополнительно содержит полые герметичные алюмосиликатные микросферы размером 150-600 мкм и пластификатор при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Жидкое стекло 30-55 Каолин 10-30 Алюмосиликатные микросферы 10-40 Пластификатор 4-20

2. Огнестойкий герметик по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит глицерин, этиленгликоль, пропиленгликоль.

3. Огнестойкий герметик по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкого стекла содержит натриевое, калиевое или литиевое стекло.