композиция для огнепреградительного покрытия и способ ее изготовления

Классы МПК:C08L61/10 продукты феноло-формальдегидной конденсации
C09K21/00 Огнестойкие материалы
C08K13/02 органические и неорганические компоненты
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Мельникова Наталья Лаврентьевна (RU),
Краснова Надежда Лаврентьевна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-03-17
публикация патента:

Изобретение относится к полимерным огнепреградительным материалам и может быть использовано для защиты конструкций от теплового воздействия. Композиция включает фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, уротропин, газообразователь азобисизобутиронитрил, асбест хризотиловый переработанный, бутадиен-нитрильный каучук, стеарат кальция или стеарат цинка, кварц молотый пылевидный с размером частиц не более 0,25 мм, термообработанный при температуре (700÷950)°C, антиоксидант нафтам-2 или агидол-2. Способ изготовления композиции включает разогрев и пластифицирование бутадиен-нитрильного каучука совместно с антиоксидантом и стеаратом кальция или стеаратом цинка. Затем полученную смесь совмещают с фенолоформальдегидной смолой и вводят в полученный состав порошкообразные наполнители. Далее охлаждают полученную смесь до температуры (30-50)°С и вводят в ее состав навески уротропина и азобисизобутиронитрила. Полученную композицию наносят на изделия путем загрузки размолотой навески в ограничительный объем формы, ступенчато нагревают до температуры 170°С и выдерживают при этой температуре, в результате чего композиция отверждается, превращаясь в покрытие. Результатом является повышение окислительной стойкости и стабилизация технологических и эксплуатационных свойств полуфабриката в процессе изготовления, хранения и переработки. 3 н.п.ф-лы, 6 пр., 2 табл.

Формула изобретения

1. Композиция для изготовления огнепреградительного покрытия, включающая фенолформальдегидную смолу новолачного типа, уротропин, газообразователь азобисизобутиронитрил, асбест хризотиловый переработанный, дополнительно содержит бутадиен-нитрильный каучук, стеарат кальция или стеарат цинка, кварц молотый пылевидный с размером частиц не более 0,25 мм, термообработанный при температуре 700÷950°С, антиоксидант нафтам-2 или агидол-2 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

бутадиен-нитрильный каучук 20,0÷70,0
стеарат кальция или стеарат цинка 1,0÷2,0
фенолформальдегидная смола новолачного типа 70,0÷140,0
нафтам-20,08÷0,35


или

агидол-20,04÷0,20
кварц молотый пылевидный,композиция для огнепреградительного покрытия и способ ее изготовления, патент № 2458949
термообработанный при температуре 700-950°С, композиция для огнепреградительного покрытия и способ ее изготовления, патент № 2458949
размером частиц не более 0,25 мм 180,0÷385,0
асбест хризотиловый переработанный 25,0÷45,0
уротропин7,0÷14,0
газообразователь азобисизобутиронитрил 10,0÷45,0

2. Способ изготовления композиции для огнепреградительного покрытия по п.1, отличающийся тем, что совмещение, перемешивание и разогрев композиции производится при вальцевании, при этом компоненты вводятся в следующей последовательности: разогрев и пластифицирование бутадиен-нитрильного каучука совместно с нафтамом-2 или агидолом-2 и стеаратом кальция или стеаратом цинка, совмещение полученной смеси с фенолформальдегидной смолой новолачного типа, введение в полученный состав в любой последовательности порошкообразных наполнителей - кварца молотого пылевидного, термообработанного при температуре 700-950°С, с размером частиц не более 0,25 мм и асбеста хризотилового переработанного, охлаждение полученной смеси до температуры 30-50°С и введение в ее состав навески уротропина и газообразователя азобисизобутиронитрила.

3. Способ изготовления огнепреградительного покрытия с использованием композиции по п.1, в котором композиция наносится на конструктивные элементы изделия путем загрузки предварительно размолотой навески в ограничительный объем формы, ступенчатого разогрева со скоростью не менее 1 градус в минуту до температуры 170°С, в результате чего композиция заполняет объем формы и при выдержке при этой температуре композиция отверждается, превращаясь в покрытие.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению огнепреградительного покрытия, предназначенного для защиты деталей, работающих в условиях воздействия высоких температур.

Известна композиция [1] для получения фенолформальдегидного пенопласта, включающая, мас.ч.:

Фенолоформальдегидный олигомер новолачного типа 90,0-97,0
Порофор2,0-5,0
Уротропин 8,0-15,0
Вспученный перлит 15,0-25,0
Шероховальная пыль 1,0-10,0
Целлюлозный волокнистый материал1,0-5,0

Другой композицией является композиция для теплоизоляции [2], включающая, мас.%:

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа 8,2-63,5
Изобутиронитрил1,2-10,2
Гексаметилентетрамин (уротропин)0,6-4,8
Наполнитель Остальное

Недостатками известных материалов является невысокая прочность при растяжении и при сжатии и недостаточная окислительная стойкость.

Наиболее близкой к заявленной композиции является композиция для изготовления теплозащитного покрытия [3], включающая, мас.ч.:

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа 70,0-120,0
Уротропин технический 7,0-12,0
Азоизобутиронитрил 15,0-30,0
Маршалит природный 280,0-385,0
Асбест хризотиловый 25,0-45,0
Акрилонитрильный каучук 1,0-2,0
Алкилсульфонат натрия0,01-1,0

Недостатками данного материала является низкая окислительная стойкость каучука и полуфабриката на его основе, нестабильность свойств, низкое качество (наблюдается вздутие, расслоение и трещины).

Цель изобретения - повышение окислительной стойкости полуфабриката и стабильности физических свойств композиции при его изготовлении, хранении и переработке, улучшение качества - отсутствие трещин и расслоений. Это достигается тем, что композиция для изготовления огнепреградительного покрытия включает фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, уротропин технический, стеарат кальция или стеарат цинка и асбест хризотиловый дополнительно содержит кварц молотый размером частиц не более 0,25 мм термообработанный при температуре от (700 до 950)°С, бутадиен-ширильный каучук, антиоксидант нафтам-2(фенил-2 нафтиламин) или агидол-2(2,2-метилен-бис(4-метил-6)-трет-бутил фенол), газообразователь азобисизобутиронитрил при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Бутадиен-нитрильный каучук 20,0-70,0
Нафтам-20,08-0,35
Или композиция для огнепреградительного покрытия и способ ее изготовления, патент № 2458949
Агидол-2 0,04-0,2
Стеарат кальция или стеарат цинка1,0-2,0
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа 70,0-140,0
Кварц молотый пылевидный частицами размером не композиция для огнепреградительного покрытия и способ ее изготовления, патент № 2458949
более 0,25 мм термообработанный при температуре композиция для огнепреградительного покрытия и способ ее изготовления, патент № 2458949
(700-950)°С 180,0-385,0
Асбест хризотиловый переработанный25,0-45,0
Уротропин 7,0-14,0
Азобисизобутиронитрил 10,0-45,0

Сравнительные данные предложенной и известной композиций приведены в таблицах 1 и 2.

Композицию изготавливают путем совмещения и смешивания компонентов вальцеванием в следующей последовательности: разогрев и пластикация бутадиент-нитрильного каучука совместно с нафтамом-2 или агидолом-2, и стеаратом кальция или стеаратом цинка, затем производится совмещение полученной смеси с фенольноформальдегидной смолой новолачного типа. В состав полученной смеси вводится в любой последовательности порошкообразные наполнители - кварц молотый пылевидный, предварительно термообработанный при температуре (700-950)°С в течении 2-8 часов, и асбест хризотиловый переработанный. Следует отметить, что при смешивании, совмещении и пластификации компонентов путем вальцевания за счет фрикции валков и большой вязкости композиции происходит ее разогрев. Температура разогрева зависит от температуры валков, величины навески, режима вальцевания.

Для исключения воздействия повышенной температуры на процесс поликонденсации фенольной смолы и разложения газообразователя (разложение которого начинается при температуре (85÷90)°С), отвальцованную композицию перед введением уротропина и азобисизобутиронитрила охлаждают до температуры (30÷50)°С. В охлажденную композицию последующим вальцеванием вводится уротропин и азобисизобутиронитрил.

Огнепреградительное покрытие на основе выше указанной смеси получают путем загрузки предварительно размолотой навески в ограничительную форму, ступенчатого нагрева до температуры 170°С со скоростью не менее 1°С/мин и выдержки при этой температуре в течение из расчета 3-8 мин/на 1 мм толщины изделия, но не менее 1.5±0.5 часа. Произвольное охлаждение.

В зависимости от эксплуатационных требований огнепреградительное покрытие может быть отформовано и приклеено в ограничительной форме непосредственно на защищаемую поверхность изделия или отформовано в виде заготовки с последующим ее использованием в конструктивных элементах. При прогреве навески по ступенчатому режиму со скоростью не менее 1°С/мин до температуры 170°С происходит расплавление полимерной части композиции, разложение газообразователя с образованием пеноструктуры, которая полностью заполняет предусмотренный объем в ограничительной форме. В процессе выдержки композиции при температуре до 170°С в течение (3÷8) минут/мм толщины композиция отверждается и образуется высокоэффективное огнепреградительное покрытие, защищающее конструктивные элементы при высокотемпературном воздействии агрессивных сред.

После охлаждения деталь распрессовывают и подвергают анализу.

Таблица 1
Компоненты Содержание компонентов, мас.ч. (примеры)
12 34 56
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа 70,0140,0 100,090,0 120,080,0
Уротропин 7,014,0 10,09,0 12,08,0
Компоненты 12 34 56
Бутадиен-нитрильный каучук70,0 20,0 50,045,0 59,039,7
Стеарат цинка или - 2,0- 1,11,0 -
стеарат кальция1,0 - 1,5- -2,0
Кварц молотый пылевидный термообработанный 180,0385,0 325,0 280,0350,0 264,0
Асбест хризотиловый переработанный 45,020,0 30,025,0 30,021,0
Азобисизобутиронитрил 10,0 45,030,0 23,040,0 25,0
Нафтам-2 или Агидол-2 0,080,35 0,1- 0,2-
0,04 0,2- 0,1- 0,12

Таблица 2
Показатели Характеристики показателей (примеры)
12 34 56 прототип
Плотность, г/см3 0,780,9 0,850,78 0,870,8 0,7÷0,95
Прочность при сжатии, МПа 14,517,0 16,014,0 15,514,5 10÷14
Технологические свойства При формовании заполнение всего объема формы равномерное. Срок хранения полуфабриката - не менее 6 месяцев без вздутий, расслоений и трещин.Качество заполнения формы зависит от условий хранения полуфабриката. В отформованном материале наблюдаются вздутия, расслоения, трещины. Срок хранения полуфабриката - 3 месяца.
Окислительная стойкость полуфабриката Полуфабрикат как в процессе вальцевания, так и в процессе хранения и переработки практически не меняет цвета. При хранении цвет изменяется от светло-коричневого до темного.

Использование предлагаемой композиции и способа ее изготовления позволит стабилизировать технологические, физико-механические и эксплуатационные свойства в процессе изготовления как полуфабриката, так и покрытия на его основе.

1. Авт. свид. СССР № 1006449, кл. C08L 61/10, 1983.

2. Авт. свид. СССР № 736601, кл. C08L 61/10, 1983.

3. Патент РФ № 2037504, кл. C08L 61/10.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2458949

patent-2458949.pdf

Класс C08L61/10 продукты феноло-формальдегидной конденсации

композиция для получения катионообменного волокнистого материала -  патент 2524393 (27.07.2014)
связующее для изготовления абразивного инструмента -  патент 2516551 (20.05.2014)
композиционный фрикционный полимерный материал -  патент 2499008 (20.11.2013)
композиция для получения пенофенопласта -  патент 2495891 (20.10.2013)
композиция для получения пенопласта -  патент 2477734 (20.03.2013)
способ получения высокопрочного фрикционного пресс-материала -  патент 2473571 (27.01.2013)
смоляная дисперсия -  патент 2470955 (27.12.2012)
способ изготовления пресс-материала -  патент 2470046 (20.12.2012)
полимерный композиционный антифрикционный материал -  патент 2451702 (27.05.2012)
катализатор для получения фенолформальдегидного пенопласта и композиция для получения фенолформальдегидного пенопласта -  патент 2451550 (27.05.2012)

Класс C09K21/00 Огнестойкие материалы

Класс C08K13/02 органические и неорганические компоненты

Наверх