состав для огнезащитного покрытия древесины

Формула изобретения

1. Состав для огнезащитного покрытия древесины, содержащий полиорганосилоксан, пигмент, наполнитель - слюду мусковит, трисхлорпропилфосфат в качестве пластификатора, реологическую добавку - бентонитовую глину и органический растворитель, отличающийся тем, что дополнительно содержит алкидный лак ПФ-060 и/или акриловый сополимер БМК-5 в качестве модификатора и полифосфат аммония и/или алюмосиликатный наполнитель в качестве антипирена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиорганосилоксан	8,5-28,0
указанный модификатор	4,0-15,0
трисхлорпропилфосфат	2,0-5,0
указанный антипирен	10,0-40,0
пигмент	4,0-25,0
слюда мусковит	2,0-15,0
бентонитовая глина	0,8-3,0
органический растворитель	остальное

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиорганосилоксана содержит полиметилфенилсилоксановый лак КО-075 или полифенилсилоксановую смолу 139-297.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит в качестве наполнителя доломит, или диатомит, или микронизированный кальцит, или двуокись циркония, или микронизированный тальк, или их смесь с, по меньшей мере, одним из них.

4. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве пигмента содержит двуокись титана, или оксид хрома, или железо - марганец смешанный оксид или оксид железа красный.

5. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя содержит ксилол, или сольвент, или ацетон, или бутилацетат, или их смесь.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к составам для получения огнезащитных покрытий по древесине, в частности окрашенных покрытий, переводящих древесину в группу трудносгораемых материалов.

Известен состав огнезащитной композиции (патент №1812199, МПК C09D 183/06, 5/18, опубл. 1993 г.), включающий полиорганосилоксан, представляющий собой 40% раствор олигометил(фенил)силоксана в органическом растворителе, борную кислоту, наполнитель (оксид магния или слюду), антипирен (гидроксид алюминия) и пигмент (окрашенные соединения меди) в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиорганосилоксан	40-50
Борная кислота	15-20
Оксид магния или слюда	10-20
Гидроксид алюминия и/или окрашенные соединения меди	10-20

Указанный состав обеспечивает получение качественного огнезащитного покрытия, однако не обеспечивает получения покрытия, обладающего высокими физико-механическими и декоративными свойствами, т.е. достаточными эксплуатационными и технологическими характеристиками.

Известна композиция для огнезащитного покрытия древесины (RU 2003136721, МПК C09D 183/06, опуб. 20.05.2005), содержащая кремнийорганический полимер, пигмент-диоксид титана, смесь полифосфата аммония и бората цинка, в качестве антипирена, алюмосиликат калия и карбонат кальция и/или силикат кальция, в качестве наполнителя, раствор акидного лака в органическом растворителе, 50-54% раствор соли высокомолекулярной поликарбонатной кислоты в алкилбензоле и органическую модификацию монтморилонита, в качестве реологической добавки, трисхлорпропилфосфат или трибутоксиэтилфосфат, в качестве пластификатора, и органический растворитель.

К недостаткам данной композиции можно отнести то, что покрытия на ее основе имеют низкую стойкость к статическому воздействию воды (48 часов).

Наиболее близкой по составу к предлагаемому изобретению является композиция для термостойкого покрытия (RU №2214436, МПК C09D 183/04, C08L 83/04), имеющая состав, в мас.%:

Раствор полиорганосилоксана в органическом растворителе
в пересчете на 100% сухой остаток	5,0-60,0
Неорганические пигменты	0,01-25,0
Силикатный наполнитель - микрослюда или микротальк, или их смесь	2,0-40,0
Реологическая добавка-аэросил или бентон-34	0,5-5,0
Пластификатор - трис- -хлорэтилфосфат, трис- -хлорпропилфосфат или дибутилфталат	0,2-2,5
Отвердитель - тетрабутоксититан и/или полибутилтитанат	0,05-2,5
Органические пигменты	до 10
Растворитель	остальное

Указанная композиция образует покрытия, обладающие высокими физико-механическими характеристиками, но имеет ограниченную область применения из-за низких огнезащитных свойств и недостаточной стойкости покрытия к статическому воздействию воды (не более 96 часов).

Целью изобретения является создание огнезащитного состава с улучшенными эксплуатационными и потребительскими свойствами.

Указанная цель достигается тем, что состав для огнезащитного покрытия древесины, содержащий полиорганосилоксан, пигмент, наполнитель - слюду-мусковит, трисхлорпропилфосфат в качестве пластификатора, реологическую добавку - бентонитовую глину и органический растворитель, согласно изобретению дополнительно содержит алкидный лак ПФ-060 и/или акриловый сополимер БМК-5 в качестве модификатора и полифосфат аммония и/или алюмосиликатный наполнитель в качестве антипирена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиорганосилоксан
(в пересчете на сухое вещество)	8,5-28,0
Указанный модификатор	4,0-15,0
Трисхлорпропилфосфат	2,0-5,0
Указанный антипирен	10,0-40,0
Пигмент	4,0-25,0
Слюда-мусковит	2,0-15,0
Бентонитовая глина	0,8-3,0
Растворитель	остальное

Причем в качестве полиорганосилоксана композиция содержит полиметилфенилсилоксановый лак КО-075 или полифенилсилоксановую смолу 139-297, в качестве наполнителя дополнительно содержит доломит или диатомит, или микронизированный кальцит, или двуокись циркония, или микронизированный тальк, или их смесь с, по меньшей мере, одним из них, в качестве пигмента содержит двуокись титана или оксид хрома, или железо - марганец смешанный оксид, или оксид железа красный, в качестве растворителя содержит ксилол или сольвент, или ацетон, или бутилацетат, или их смесь.

Полиметилсилоксановый лак КО-075 представляет собой 34-40% раствор модифицированной полиметилфенилсилоксановой смолы в растворителе - толуоле, ксилоле или сольвенте (ТУ 2311-462-05763441-2004).

Кремнийорганическая смола 139-297 представляет собой 34-40% раствор полифенилсилоксановой смолы в толуоле или ксилоле (ТУ 2228-440-05763441-2004).

Алкидный лак ПФ-060 представляет собой раствор в органических растворителях пентафталиевой или глифталиевой смолы, модифицированной растительными маслами (ТУ 6-10-612-76, ТУ 6-27-215-2002).

Акриловый сополимер - БМК-5 представляет собой сополимер полимербутилового эфира метакриловой кислоты и метакриловой кислоты (ТУ 2216-012-55856863-2002).

В качестве алюмосиликатного наполнителя используют цеолит NaA тип 4А, представляющий собой гидратированный алюмосиликат натрия Na₂O·2Si₂ O·Al₂О₃ и алюмосиликатные полые микросферы, выделяемые из золы угольных тепловых электростанций (например, микросферы полые ТУ 5712-001-49558624-2003).

Двуокись титана TiO₂ представляет собой белый пигмент, оксид хрома Cr₂О ₃ - зеленый, железо - марганец смешанный оксид (Fe, Mn) ₂O₃ - черный, оксид железа Fe ₂О₃ - красный.

Слюда-мусковит представляет собой алюмосиликат калия и имеет формулу 3Al ₂О₃·К₂ O·6SiO₂·2Н₂ O, доломит - карбонат кальция-магния - Са(СО₃ )₂ ^·Mg(CO ₃)₂, диатомит - оксид кремния - SiO ₂ ^·nH₂ O, микронизированный тальк - MgSiO₃, микронизированный кальцит - Са(СО₃)₂ , двуокись циркония - ZrO₂.

Бентонитовая глина представляет собой модифицированные неорганические вещества, содержащие монтмориллонит формулы Al₂О ₃·4SiO₂·2Н ₂O. К бентонитовым глинам, в частности, относится Бентон-34, представляющий собой бентонит, обработанный поверхностно-активными веществами, и преимущественно имеет следующий химический состав: Al₂О₃ - 14,4%, SiO ₂ - 72,1%, Fe₂O₃ - 1,7%, Na₂О₃+К ₂О - 2,2%, MgO - 2,0% (М.М.Гольдберг. Сырье и полупродукты для ЛКМ. Изд. "Химия". Москва. 1978).

Преимуществом заявленного состава является то, что он позволяет получить покрытия, обладающие, наряду с огнезащитными, высокими физико-механическими и декоративными свойствами.

Состав получают следующим образом: в диссольвер загружают растворитель, полиорганосилоксан, модификатор, пластификатор и реологическую добавку, перемешивают в течение 1,0-1,5 ч при температуре не выше 35°С. Далее загружают наполнитель, антипирен, пигмент и суспензию, перемешивают в диссольвере в течение 0,5-1,0 ч при температуре не выше 35°С и передают на расфасовку. При необходимости для улучшения декоративных свойств суспензию пропускают через бисерную мельницу.

Для проведения испытаний состав наносили на поверхность краскораспылителем или кистью.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-10, в примере 11 представлена композиция по прототипу, варианты композиций по примерам 1-11 приведены в таблице 1, в таблице 2 представлены результаты испытаний полученных покрытий.

Оценка огнезащитной эффективности полученных покрытий по ГОСТ 16363-98.

Результаты испытаний огнезащитной эффективности, представленные в таблице 2, показывают, что после удаления источника горения потеря массы составляет 9-11,0% при времени самостоятельного горения 0,9-1,8 мин, а температура отходящих газов при этом составляет 435-500°С.

Определение показателей прочности пленки при ударе проводилась по ГОСТ 4765, эластичности пленки при изгибе - по ГОСТ 6806, адгезии - по ГОСТ 15140 (метод 2), стойкости пленки к статическому воздействию воды, 3% раствора NaCl - по ГОСТ 9.403 (метод 1).

Из данных, представленных в таблице 2, видно, что покрытия на основе заявленного состава, наряду с высокими огнезащитными свойствами, обладают и высокими физико-механическими свойствами, в частности стойкость пленки к статическому воздействию воды при 20±2°С повысилась до не менее 120 ч, а к воздействию солевого тумана составляет не менее 100 ч.

Кроме того, заявленный состав удобен в применении, хорошо растекается по поверхности, образует ровное цветное покрытие.

Таблица 1.
Наименование компонентов	Содержание компонентов, в мас.%
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Полиорганосилоксан вещество: - полиметилфенилсилоксановый лак КО-075 - полифенилсилоксановая смола 139-297 (количество дано в пересчете на сухое вещество)
	8,5	9,0	11,0	13,0	15,0	17,0					5,0-60*
	-	-	-	-	-	-	15,0	21,0	24,0	27,0
Модификатор: -алкидный лак ПФ-060 - акриловый сополимер БМК-5
	4,0	6,0	8,0	10,0	12,0	15,0	-	-	6,0	-	- -
	-	5,0	-	-	-	-	4,0	4,0	8,0	12,0
Пластификатор
- трис-хлорпропилфосфат	2,0	2,0	5,0	4,0	4,5	3,0	4,0	5,0	3,0	2,0	0,2-2,5
Антипирен - полифосфат аммония - цеолит - алюмосиликатные полые микросферы
	15,0		5,0				15,0	4,0		10,0	-
	15,0	10,0	-	9,0	-	10,0	15,0	-	12,0	-
	10,0	12,0	-	9,0	12,5	2,0	-	16,0	-	-
Пигмент - двуокись титана - оксид хрома - оксид железа черный - оксид железа красный
		4,0		10,25					4,0	5,0
	-	-	20,0	-	-	8,0	-	-	-	-
	-	-	-	-	-	-	6,0	10,0	-	-
	4,0	-	-	-	15,0	-	-	-	-	-	2,0-40,0
Наполнитель
- слюда-мусковит - тальк - доломит - диатомит - кальцит - двуокись циркония	2,0	7,0	5,0	7,0	7,0	3,0	2,5	3,0	5,0	2,5
	-	2,0	-	-	-	-	2,0	-	-	-	2,0-40,0
	-	4,0	-	-	-	-	-	2,0	-	-
	-	-	8,1	-	-	4,0	-	-	-	2,0
	2,0	-	-	-	-	-	-	-	-	1,0
	-	-	-	-	-	-	-	-	-	2,0
Реологическая добавка
- бентон-34	0,8	3,0	3,0	0,8	1,5	1,0	1,5	3,0	2,0	1,0	0,5-5,0
Отвердитель	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,05-2,5
Органический растворитель:
- ксилол - сольвент - ацетон - бутилацетат	24,2	26,0		20,95	20,0	19,5	-	15,0	21,0	20,5
	-	-	19,0	-	-	-	-	12,0	-	15,0	остальное
	5,5	10,0	15,9	-	-	17,5	20,0	-	15,0	-
	7,0	-	-	16,0	12,5	-	15,0	5,0	-	-
*В качестве полиорганосилоксана использована смесь Лака КО 085 и Смолы 139-297 (прототип)

Таблица 2
Наименование показателей	Номер состава
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Цвет покрытия	красный	белый	зеленый	белый	красный	зеленый	черный	черный	белый	белый	белый
Твердость по маятниковому прибору типа ТМЛ	0,4	0,36	0,35	0,38	0,4	0,35	0,3	0,35	0,32	0,3	-
Адгезия при толщине пленки более 4 мкм, балл	2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Прочность пленки при ударе на приборе У-1, кг/см	30	45	45	45	45	45	45	45	45	45	30-50
Стойкость пленки к статическому воздействию при температуре (20±2)°С, час, не менее
- воды - 3%-го раствора NaCl	120	120	120	120	120	120	120	120	120	120	24-96
	48	48	48	48	48	48	48	48	48	48	-
Потеря массы при сжигании, %	10,5	9,0	9,5	9,5	11,0	10,5	10,0	9,5	10,0	9,0	-
Время самостоятельного горения, мин.	1,3	0,9	0,95	1,5	1,4	1,6	0,9	1,5	1,4	1,6	-
Максимальная температура отходящих газов, °С	470	440	500	460	480	435	450	490	500	470	-
Условная вязкость при 20±2°С по вискозиметру В3-246 с диаметром сопла 4 мм, с	35	39	37	35	38	36	35	37	37	36	22-38
Степень перетира, мкм	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40-50
Время высыхания до степени 3 при 20±2°С, ч.	3	2	3	3	3	2	1,5	2	3	2	2-4
Стойкость пленки к солевому туману, час. не менее	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100