огнезащитная композиция

Классы МПК:C09K21/00 Огнестойкие материалы
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные материалы" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-01-24
публикация патента:

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние металлические конструкции объектов гражданского, промышленного, военного назначения, для обработки конструкций железнодорожного транспорта, мостов, эстакад, для повышения предела огнестойкости за счет высоких теплоизолирующих свойств композиции при воздействии пламени пожара. Огнезащитная композиция содержит водную дисперсию пленкообразующего, полифосфат аммония, пентаэритрит, загуститель, диоксид титана, меламин, пеногаситель, воду, дополнительно содержит нитрит натрия, керновый фосфат железааммония, диспергатор, биоцид, микротальк, каолин, коалесцент, а в качестве водной дисперсии пленкообразующего водную дисперсию сополимера винилацетата и винилового эфира версатиковой кислоты и/или водную дисперсию акрилата. Изобретение обеспечивает повышение огнезащитной эффективности и противокоррозионных свойств. 2 табл.

Формула изобретения

Огнезащитная композиция, содержащая водную дисперсию пленкообразующего, полифосфат аммония, пентаэритрит, загуститель, диоксид титана, меламин, пеногаситель и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит керновый фосфат железааммония, микротальк, каолин, коалесцент, диспергатор, биоцид, вермикулит, нитрит натрия, а в качестве водной дисперсии пленкообразующего водную дисперсию сополимера винилацетата и винилового эфира версатиковой кислоты и/или водную дисперсию акрилата, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

водная дисперсия сополимера винилацетата огнезащитная композиция, патент № 2529548
и винилового эфира версатиковой кислоты,огнезащитная композиция, патент № 2529548
и/или водная дисперсия акрилата 15,0-24,0
полифосфат аммония15,0-24,0
пентаэритрит5,0-15,0
загуститель0,1-1,0
меламин5,0-15,0
диоксид титана5,0-10,0
пеногаситель0,1-0,2
вермикулит1,0- 2,0
нитрит натрия0,1-0,3
керновый фосфат железа аммония12,0-16,0
диспергатор0,1-0,2
биоцид0,1-0,2
микротальк3,0-8,0
каолин3,0-8,0
коалесцент0,1-0,2
водаостальное

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние металлические конструкции объектов гражданского, промышленного, военного назначения, для обработки конструкций железнодорожного транспорта, мостов, эстакад, для повышения предела огнестойкости за счет высоких теплоизолирующих свойств композиции при воздействии пламени пожара.

Известна огнезащитная композиция, содержащая, мас.%:

Связующее:

Стирол-акриловая дисперсия марки "Диакам" 4,5-5,0

Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж 15,0-16,0

Окислитель - графит окисленный 6,2-8,0

Карбонизатор:

Пентаэритрит 18,0-24,2

Na-карбоксиметилцеллюлоза 0,7-0,8

Наполнитель:

Диоксид титана 1,9-2,0

Карбонат кальция 2,8-3,0

Отвердитель полифосфат аммония 23,0-26,2

Вспениватель - мочевина 3,7-4,0

Вода - остальное

(патент РФ № 2208028, 10.07.2003).

Недостатком известной композиции является низкая огнезащитная эффективность.

Наиболее близкой к предлагаемой является огнезащитная композиция, содержащая стирол-акриловую дисперсию, полифосфат аммония, пентаэритрит, эфир целлюлозы, диоксид титана, стекловолокно, меламин, этиленгликоль, пеногаситель - глицерин и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Стирол-акриловая дисперсия 19,0-30,0

Полифосфат аммония 13,0-33,0

Пентаэритрит 1,5-21,5

Эфир целлюлозы 0,1-1,4

Меламин 6,0-26,0

Диоксид титана 0,1-14

Этиленгликоль 0,2-5,0

Глицерин 0,1-2,0

Стекловолокно 6,0-10,0

Вода - остальное (Патент RU 2249576).

Однако данная композиция имеет недостаточные противокоррозионные и огнезащитные свойства покрытий на ее основе.

Технической задачей данного изобретения является повышение противокоррозионных и огнезащитных свойств покрытия на ее основе.

Поставленная задача решается использованием огнезащитной композиции, включающей водную дисперсию пленкообразующего, полифосфат аммония, пентаэритрит, загуститель, диоксид титана, меламин, пеногаситель и воду, при этом она дополнительно содержит керновый фосфат железааммония, микротальк, коалин, диспергатор, коалесцент и биоцид, вермикулит, нитрит натрия, а в качестве водной дисперсии пленкообразующего водную дисперсию сополимера винилацетата и винилового эфира версатиковой кислоты, и/или водную дисперсию акрилата, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

водная дисперсия сополимера винилацетата огнезащитная композиция, патент № 2529548
и винилового эфира версатиковой кислоты,огнезащитная композиция, патент № 2529548
и/или водная дисперсия акрилата 15,0-24,0
полифосфат аммония15,0-24,0
пентаэритрит5,0-15,0
загуститель0,1-1,0
меламин5,0-15,0
диоксид титана5,0-10,0
пеногаситель0,1-0,2
вермикулит1,0-2,0
нитрит натрия0,1-0,3
керновый фосфат железааммония12,0-16,0
испергатор0,1-0,2
биоцид0,1-0,2
микротальк3,0-8,0
каолин3,0-8,0
коалесцент0,1-0,2
водаостальное

При приготовлении композиции используют следующие материалы:

Пентаэритрит по ГОСТ 9286-89,

Каолин (ГОСТ 19608-84).

В качестве загустителя в композицию вводят любые эфиры целлюлозы, например, натрий-карбоксиметилцеллюлозу по ТУ 6-55-40-90, представляющую собой натриевую соль целлюлозогликолевой кислоты, гидроксиэтил целлюлозу, например марки Натросол 250 HR и 250 HBR (фирмы Геркулес), AcrysolDR-72 фирмы DOW, представляющий собой ассоциативный загуститель в виде акрилового полимера, и другие.

В качестве водной дисперсии акрилата применяют водную дисперсию сополимера эфиров акриловых и метакриловых кислот, не содержащую пластификаторов, стабилизированную анионными и неионными поверхностно-активными веществами, по ТУ 2241-001-53912669-2006, например, НОВОПОЛ 404.

В качестве водной дисперсия сополимера винилацетата и винилового эфира версатиковой кислоты используют дисперсию, например, марки НОВОПОЛ 119, не содержащую пластификаторов, стабилизированную анионными и неионными ПАВ по ТУ 2241-001-53912669-2006.

Диоксид титана - ГОСТ 9808084, универсальный белый пигмент.

Керновый фосфат железааммония - пигмент по ТУ 2322-007-30966154-2012.

Полифосфат аммония - ТУ 6-47-15-90, антипирен.

Меламин ГОСТ 7579-76 - газообразователь.

Вермикулит - вспученный вермикулит по ГОСТ 12865-67.

В качестве пеногасителей применяют пеногасители на основе силиконов и минеральных масел (например, BYK-037, BYK-034, 024, BYK 025, TegoFoamex 810 и другие).

Диспергаторы - марки TegoDispers 740W фирмы Tego на основе производных жирных кислот, марок PigmentverteilerA, AdditolXW330 на основе низкомолекулярных полиакрилатов, и другие.

Биоцид - ParmetolA26 фирмы SchulkeandMayer, представляющий собой раствор производных изотиазолинона: 1,2-(гидрокси)-5,8,11-триоксадодекана, 1,3-бис(гидроксиметил)-мочевины, 1,6-дигидрокси-2,5-диоксагексана. В качестве биоцида используют вещества на основе тетраметилтиурамдисульфида марки Тиурам Д (ГОСТ 740-76), на основе 2-н-октил-4-изотиазолина марки Скейн 8 (ф. RohmandHaas), ActicideMV, представляющий собой комбинации 2-метилизотиазолинона и 5-хлор-2-метил-изотиазолинона со специальной формальдегидсодержащей системой на основе гидроксиметилуреида и другие.

В качестве коалесцента используют бутилгликоль (ТУ 6-01-648-78); метил-дигликоль, 2,2,4-триметил 1,3-пентадиолмоноизобутират (марка Texanol фирмы Eastman, Англия) и другие.

Огнезащитную композицию готовят следующим образом.

Сначала приготавливают водный полуфабрикат: в диссольвер загружают воду, затем при работающей рамной мешалке при температуре 30-40°С - загуститель, пеногаситель, биоцид, коалесцент, диспергатор и тщательно перемешивают до получения однородного раствора. Затем туда же добавляют полифосфат аммония, пентаэритрит, диоксид титана, меламин, керновый фосфат железа аммония, микротальк, коалин, вермикулит, нитрит натрия и производят диспергирование на высокой скорости, потом туда загружают водную дисперсию сополимера винилацетата и винилового эфира версатиковой кислоты, и/или водную дисперсию акрилата и перемешивают все еще в течение 0,5 ч.

Огнезащитную композицию наносят на подготовленную металлическую поверхность, например, по грунту ГФ-021 наливом, кистью, окунанием, валиком и другими способами. Примеры предлагаемой огнезащитной композиции приведены в таблице 1.

Таблица 1
Наименование компонентовПредлагаемая огнезащитная композиция
пример 1пример 2пример 3
1. Водная дисперсия пленкообразующего огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
а) Акриловая дисперсия (новопол 404)24огнезащитная композиция, патент № 2529548 15
б) Водная дисперсия сополимера винилацетата и винилового эфира версатиковой кислоты (новопол 119)огнезащитная композиция, патент № 2529548 17огнезащитная композиция, патент № 2529548
2. Полифосфат аммония 1524 20
3. Пентаэритрит 51015
4. Загуститель0,1 0,51
a) ACRYSOL DR-720,1 огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
б) натрийкарбоксиметилцеллюлоза огнезащитная композиция, патент № 2529548 1огнезащитная композиция, патент № 2529548
в) Натросол 250 HR огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,5
5. Меламин515 10
6. Диоксид титана107,5 5
7. Пеногаситель огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
a) BYK-037 0,1огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
б) BYK-024 огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,15огнезащитная композиция, патент № 2529548
B) TegoFoamex 810 огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,2
8. Вермикулит1 21,5
9. Нитрит натрия0,2 0,30,1
10. Керновый фосфат железа аммония16 1214
11. Диспергаторогнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
a) AdditolXW330 0,1огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
6) TegoDispers 740W огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,2огнезащитная композиция, патент № 2529548
в) PigmentverteilerA огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,15
12. Биоцидогнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
a) ActicideMV 0,1огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
б) ParmetolA26 огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,2огнезащитная композиция, патент № 2529548
в) Тиурам Д огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,15
13. Микротальк8 35
14. Каолин83 5
15. Коалесцент огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
а) бутилгликоль 0,1огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548
б) метил-дигликоль огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,2огнезащитная композиция, патент № 2529548
в) Toxanol огнезащитная композиция, патент № 2529548 огнезащитная композиция, патент № 2529548 0,15
16. Водаостальное

Сравнительные характеристики предлагаемой огнезащитной композиции и прототипа (по патенту РФ на изобретение № 2249576) приведены в таблице 2

Таблица 2
Характеристики (измерения токов коррозии и емкости двойного слоя велись при воздействии среды 2,5% раствора NaCl) Предлагаемая огнезащитная композиция Прототип по пат.2249576Без покры-тия
пример 1 пример 2пример 3
Параметры коррозионного процесса. Плотность тока i, мкА/см 231,331,0 31,449,8 64,6
Параметры коррозионного процесса. Скорость коррозии, м/год0,36 0,370,36 0,520,75
Емкость двойного слоя (Cdl) (спустя 1 сутки), Ф 0,280,28 0,280,36-
Емкость двойного слоя (Cdl ) (спустя 2 суток), Ф0,37 0,370,370,35 огнезащитная композиция, патент № 2529548
Емкость двойного слоя (Cdl) (спустя 3 суток), Ф0,47 0,470,46 0,362огнезащитная композиция, патент № 2529548
Внешний вид покрытия Ровное однородное Ровное однородноеогнезащитная композиция, патент № 2529548
Время высыхания покрытия до степени 3, час3 333 огнезащитная композиция, патент № 2529548
Твердость покрытия по маятниковому прибору типа ТМЛ маятник А, относительно единицы, ГОСТ 5223-690,2 0,20,20,15 огнезащитная композиция, патент № 2529548
Эластичность при изгибе, мм, ГОСТ 6806-733 331 огнезащитная композиция, патент № 2529548
Адгезия, баллы, ГОСТ 15140-76, раздел 21 111 огнезащитная композиция, патент № 2529548
Адгезия к влажной поверхности, баллы11 12огнезащитная композиция, патент № 2529548
Адгезия к поверхности ранее окрашенной масляной краской, баллы, ГОСТ 15140-78, раздел 211 11огнезащитная композиция, патент № 2529548
Способность к отслаиванию Покрытие не отслаивается от подложки Покрытие не отслаивается от подложки огнезащитная композиция, патент № 2529548
Стойкость покрытия к статическому воздействию воды Через час незначительное отслаивание пленки Через час сильное отслаивание пленкиогнезащитная композиция, патент № 2529548
Устойчивость к смачиванию, г/м22,2 2,22,23,8 огнезащитная композиция, патент № 2529548
Вспучивающая способность (кратность вспучивания)30 303014 огнезащитная композиция, патент № 2529548
Характер вспененного слояТвердый, прочный коксовый слойВспененный слой разлетается при соприкоснове-нии огнезащитная композиция, патент № 2529548

Покрытие на основе предлагаемой огнезащитной композиции обладает наиболее выраженными противокоррозионными свойствами. Из таблицы видно, что плотность тока и скорость коррозии при нанесении покрытия на основе предлагаемой огнезащитной композиции на подложку значительно меньше, чем у прототипа, и чем у подложки без покрытия.

Показатели величины емкости двойного слоя (Cdl) исследуемых образцов огнезащитной композиции и композиции по прототипу говорят о том, что в случае предлагаемой композиции коррозионный процесс замедляется, а в случае прототипа коррозионный процесс продолжает идти (об этом говорит уменьшение значения емкости двойного слоя во времени). Предлагаемая огнезащитная композиция может быть использована для защиты металла от коррозии.

Вспучивающая способность (кратность вспучивания) - это отношение средней толщины покрытия после теплового воздействия (500°C) к первоначальной толщине (1,8-2,0 мм). Вспучивающая способность покрытия на основе предлагаемой огнезащитной композиции почти в 2 раза превосходит прототип, что говорит о ее лучших огнезащитных свойствах.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2529548

patent-2529548.pdf

Класс C09K21/00 Огнестойкие материалы

пенополимер, характеризующийся низким уровнем содержания брома -  патент 2529520 (27.09.2014)
композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала -  патент 2529227 (27.09.2014)
стабилизаторы для полимеров, содержащих бром алифатического присоединения -  патент 2528677 (20.09.2014)
огнестойкий текстиль -  патент 2526551 (27.08.2014)
огнезащитный состав и способ его получения -  патент 2523825 (27.07.2014)
огнестойкий декоративно-отделочный материал и способ его получения -  патент 2523330 (20.07.2014)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2522627 (20.07.2014)
эластомерное тело с эластичным огнезащитным покрытием -  патент 2521057 (27.06.2014)
огнезащитные смеси галогенированных фенильных эфиров -  патент 2519849 (20.06.2014)
осажденный карбонат магния -  патент 2518895 (10.06.2014)
Наверх