композиция для огнепреградительного покрытия и способ ее изготовления

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-2	0,08÷0,35

или

агидол-2	0,04÷0,20
кварц молотый пылевидный,
термообработанный при температуре 700-950°С,
размером частиц не более 0,25 мм	180,0÷385,0
асбест хризотиловый переработанный	25,0÷45,0
уротропин	7,0÷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
Порофор	2,0-5,0
Уротропин	8,0-15,0
Вспученный перлит	15,0-25,0
Шероховальная пыль	1,0-10,0
Целлюлозный волокнистый материал	1,0-5,0

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

Фенолоформальдегидная смола новолачного типа	8,2-63,5
Изобутиронитрил	1,2-10,2
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 натрия	0,01-1,0

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-2	0,08-0,35
Или
Агидол-2	0,04-0,2
Стеарат кальция или стеарат цинка	1,0-2,0
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа	70,0-140,0
Кварц молотый пылевидный частицами размером не
более 0,25 мм термообработанный при температуре
(700-950)°С	180,0-385,0
Асбест хризотиловый переработанный	25,0-45,0
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)
1	2	3	4	5	6
Фенолоформальдегидная смола новолачного типа	70,0	140,0	100,0	90,0	120,0	80,0
Уротропин	7,0	14,0	10,0	9,0	12,0	8,0
Компоненты	1	2	3	4	5	6
Бутадиен-нитрильный каучук	70,0	20,0	50,0	45,0	59,0	39,7
Стеарат цинка или	-	2,0	-	1,1	1,0	-
стеарат кальция	1,0	-	1,5	-	-	2,0
Кварц молотый пылевидный термообработанный	180,0	385,0	325,0	280,0	350,0	264,0
Асбест хризотиловый переработанный	45,0	20,0	30,0	25,0	30,0	21,0
Азобисизобутиронитрил	10,0	45,0	30,0	23,0	40,0	25,0
Нафтам-2 или Агидол-2	0,08	0,35	0,1	-	0,2	-
0,04	0,2	-	0,1	-	0,12

Таблица 2
Показатели	Характеристики показателей (примеры)
1	2	3	4	5	6	прототип
Плотность, г/см3	0,78	0,9	0,85	0,78	0,87	0,8	0,7÷0,95
Прочность при сжатии, МПа	14,5	17,0	16,0	14,0	15,5	14,5	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.