Композиционное огнезащитное покрытие для изделий из древесины и способ его нанесения Советский патент 1992 года по МПК C23C4/04 B27K3/26 

Изобретение касается строительных материалов.

Повышение огнестойкости строительных материалов и изделий из древесины обеспечивается их пропиткой неорганическими растворами или нанесением защитных покрытий. Достаточно эффективным является покрытие, содержащее слои огнезащитного войлока и газонепроницаемой металлической фольги. К недостаткам данного покрытия относится сложность технологии его изготовления и нанесения, что обусловлено необходимостью нанесения металлической фольги на поверхность войлока, в связи с чем указанный тип покрытий не получил распространения.

Известно также композиционное огнезащитное покрытие для изделий из древесины, содержащее связующее вещество и тугоплавкий наполнитель, причем в качестве связующего вещества используют неорганические компоненты, а в качестве

наполнителя - окислы титана. Способ нанесения такого покрытия на поверхность древесины предусматривает проведение операций покраски и термообработки.

К недостаткам данного огнезащитного покрытия и способа его нанесения относится низкая огнестойкость материалов и изделий из древесины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является композиционное огнезащитное покрытие для изделий из древесины, содержащее окись алюминия и алюминий; способ его нанесения включает предварительный нагрев поверхности изделий газовой струей и нанесение покрытия газопламенной металлизацией.

К недостаткам данного огнезащитного покрытия и способа его нанесения относится низкая огнестойкость материалов и изделий из древесины.

сл С

XI 00 hO

о

О

4

Цель изобретения - повышение огнестойкости материалов и изделий из древесины.

Указанная цель достигается тем, что в композиционном огнезащитном покрытии для изделий из древесины, содержащем окись алюминия и алюминий, компоненты используют ттри следующем соотношении, мас.%: окись алюминия 0,4-12; алюминий 88-99.6.

Кроме того, в способе нанесения композиционного огнезащитного покрытия для изделий из древесины, включающем предварительный нагрев поверхности изделия газовсУй струей и нанесение покрытия газопламенной металлизацией, нагрев поверхности и металлизацию изделий осуществляют при коэффициенте избытка кислорода в струе, равном 1.2-1,4.

Выбор порошка алюминия в качестве связующего вещества в массовом соотношении 88-99,6 обусловлен более высокой теплопроводностью, высокой технологичностью при напылении, обеспечивающей получение практически беспористого покрытия, а также высокой степенью химической связи с окисью алюминия, входящей в состав покрытия в массовом соотношении 0.4-12.

При использовании AI и А(20з с вышеуказанными соотношениями эффект увеличения огнестойкости проявляется наиболее существенно.

Верхний предел (12%) содержания окиси алюминий в исходной смеси обусловлен требованиями к качеству покрытия (необходимостью получения плотного покрытия), При содержании окиси алюминия, превышающем 12 мзс.%, резко возрастает пористость покрытия, полученного газопламенной металлизацией, а вместе с ростом пористости покрытия Снижается огнестойкость изделий в целом.

Нижний предел (0,4%) содержания окиси алюминия в исходной смеси обусловлен высокой химической активностью алюминия, что может вызвать интенсивное горение покрытия при воздействии огня. При содержании окиси алюминия, превышающем 0,4%, явление возгорания покрытия не отмечалось.

При реализации данного способа нанесения покрытия существенной является величина коэффициента избытки кислорода в зоне плавления распыляемого материала; в частности, оптимальные свойства покрытия обеспечиваются при коэффициенте избытка кислорода, равном 1,2-1,4. При увеличении избытка кислорода выше 1,4 наблюдается дополнительное окисление

исходных материалов, что сопровождается увеличением содержания окиси алюминия в покрытии и, как следствие, увеличением пористости последнего и снижением его огнестойкости.

С другой стороны, при коэффициенте избытка кислорода менее 1,2 интенсивность разогрева напыляемых частиц порошка недостаточна для формирования

малопористого покрытия, что также приводит к снижению качества покрытия (повышение пористости) и снижению огнестойкости древесины с покрытием. Пример. Образцы древесины с размерами 150 х 60 х 30 мм подвергают термической обработке путем нагрева поверхности высокотемпературной газовой струей до появления светло-коричневых тонов на обрабатываемой поверхности.

Температура газовой струи 800-1000°С.

Шихтовую смесь алюминия с окисью алюминия подают в газовую струю продуктов сгорания пропана и кислорода (расчетное соотношение 1:5, коэффициент избытка кис/юрода 1,3). Расстояние от среза сопла катализатора до обрабатываемой грверхно- сти 100-150 мм. Толщина покрытия 300-350 мкм. Полученные образцы подвергают испытаниям на огнезащитную эффективность покрытий в соответствии с ГОСТ 16363-76 методом керамической трубы.

Для сравнения этим же методом испытывают образцы древесины без покрытия,

образцы древесины с фосфатным покрытием, а также с покрытием по прототипу. Полученные результаты представлены в табл.1.

Из данных табл.1 следует, что описанное композиционное покрытие и способ его нанесения на древесину обеспечивают перевод древесины и группу трудновоспламе- няемыхматериалов(II группа огнезащитных средств по ГОСТ 16363-76).

Экспериментальные результаты, приведенные в табл.1, получены для варианта технологического процесса, реализуемого при коэффициенте избытка кислорода в газовой смеси, равного 1,3 (середины заявленного

диапазона).

Результаты, касающиеся огнезащитных свойств покрытий, полученных при граничных (1,2; 1,4) и запредельных (1,0; 1,5)значе- ниях коэффициента избытка кислорода при нагреве поверхности изделия и его металлизации, приведены в табл,2.

Таким образом, изобретение позволяет повысить огнестойкость древесины и изделий из нее.

Формула изобретения

1, Композиционное огнезащитное покрытие для изделий из древесины, содержащее окись алюминия и алюминий, отличающееся тем, что, с целью повышения огнестойкости, окись алюминия и алюминий используют при следующем соотношении, мас.%:

Окись алюминия 0,4-12

Алюминий88-99.6.

2. Способ нанесения композиционного огнезащитного покрытия для изделий из древесины, включающий предварительный нагрев поверхности изделия газовой струей и нанесение покрЪгтия газопламенной мета- лизацией, отличающийся тем, что нагрев поверхности и метализацию изделия осуществляют при избытке кислорода в струе 1,2-1,4.

Использование: технология изготовления огнезащитных покрытий для строительных материалов из древесины. Сущность изобретения: древесину подвергают термической обработке газовой струей. На ее поверхность наносят огнезащитный материал. Материал содержит окись алюминия (0,4-12 мас.%) и алюминий (остальное). Нанесение материала производятТазопл аменной металлизацией. Коэффициент избытка Кислорода в зоне плавления материала 1,2-1,4. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.

Таблица 1

Таблица 2