Состав для получения огнезащитных покрытий

Изобретение относится к огнезащитным вспенивающимся покрытиям и может быть использовано для защиты кабельной продукции от высокотемпературных воздействий. Состав содержит дисперсии акриловых полимеров в воде, терморасширяющийся графит, окись магния, окись сурьмы (III), бораты, соли фосфорной кислоты, консервирующие и биоцидные добавки при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: терморасширяющийся графит 10-30; окись магния 10-20; окись (III) сурьмы 5-10; бораты 5-10; соли фосфорной кислоты 10-35; дисперсии акриловых полимеров в воде 40-80; консервирующие и биоцидные добавки 1-3. Технический результат изобретения - повышение огнестойкости, эластичности, водостойкости и адгезии покрытия к различным типам оболочек кабелей. 1 табл.

 

Предлагаемый состав относится к классу составов для получения огнезащитных (теплозащитных) вспенивающихся покрытий. Он может быть использован для защиты от пожара кабельной продукции.

Сущность работы таких покрытий заключается в многократном увеличении толщины покрытия при нагреве, что препятствует повышению температуры защищаемой поверхности за счет удаления от нее фронта теплового воздействия и снижения теплопроводности самого покрытия при вспенивании.

Основные теплофизические требования к огнезащитным покрытиям на кабелях изложены в НПБ 238-97 "Огнезащитные кабельные покрытия. Общие технические требования и методы испытаний".

Кроме того, огнезащитные покрытия для кабелей должны быть эластичны, водостойки, обеспечивать адгезию к резиновым, поливинилхлоридным и полиэтиленовым оболочкам кабелей, иметь минимальную толщину. Составы для огнезащитных покрытий кабелей должны наноситься кистью, валиком, краскораспылителем на поверхность кабеля.

Наиболее близким к заявленному составу является состав для получения теплозащитного покрытия, содержащий, мас.ч.:

хлорсульфированный полиэтилен 10-16
толуол 84-90
терморасширяющийся графит 5-30
фосфат аммония 5-30
окись цинка1-2
окись магния 1-2
стеариновая кислота 1-2
дифенилгуанидин 0,3-0,5
алюминиевая пудра или паста 1-2

(Заявка 2000101172/04 от 20.01.2000 г.).

Это покрытие обладает хорошей эластичностью, адгезией к различным видам кабельной продукции и влагостойкостью, позволяющей эксплуатировать его в жестких условиях в течение не менее 18 лет.

Основные недостатки данного состава:

- наличие органического растворителя, что не позволяет наносить его без средств защиты органов дыхания в помещениях, не оборудованных вентиляцией;

- горючесть толуола делает невозможным нанесение покрытия при проведении сварочных работ и на кабелях, находящихся под напряжением;

- значительное количество растворителя уменьшает сухой остаток, а следовательно, увеличивается количество слоев при нанесении покрытия заданной толщины.

Примером другого состава для получения огнезащитного покрытия на кабелях служит также состав, представляющий собой водную дисперсию на основе акриловой дисперсии или смеси ее с гомо- или сополимерной дисперсией винилацетата, содержащий в качестве вспучивающихся добавок смесь пентаэритрита и полифосфата аммония при соотношении их 1:1,3-2,6 соответственно, а также амионоактивное и/или неионогенное поверхностно-активное вещество, пеногаситель, эфироцеллюлозный загуститель, консервирующую добавку, двуокись титана, тальк или микротальк, возможно, тетраборат натрия и воду при определенных соотношениях этих компонентов (заявка №2001106493/04 от 03.12.2002 г.).

Данный состав не содержит органического растворителя, а следовательно, не токсичен и не горюч при нанесении. Однако он имеет ряд существенных недостатков:

- водостойкость данного состава значительно ниже, чем у неводных составов (не более 3 лет при 100% влажности);

- композиция достаточно сильно наполнена, а следовательно, можно предполагать невысокую эластичность покрытия;

- вспенивание предлагаемого состава происходит через образование жидкой фазы. При этом может происходить стекание покрытия с защищаемой поверхности;

- вспенивание покрытия происходит при температуре 250-300°С, что значительно выше, чем у покрытий, в которых в качестве вспенивающегося агента выступает терморасширяющийся графит (150-200°С), как в заявке №2000101172/04 от 20.01.2000 г. Поэтому уже при первоначальном нагреве возможно повреждение оболочки кабеля;

- наличие импортных, дорогостоящих компонентов, таких как полифосфат аммония, значительно удорожает предлагаемую рецептуру.

Целью настоящей работы было получение состава для огнезащитного покрытия, свободного от вышеперечисленных недостатков.

В рецептуре покрытия в качестве вспенивающегося агента используется терморасширяющийся графит, что позволяет понизить температуру вспенивания до 150-200°С, а также избежать образования жидкой фазы во время нагрева.

В качестве связующего огнезащитного состава была выбрана смесь водных акриловых дисперсий с сухим остатком 50%, не токсичная и не горючая. Это позволяет наносить покрытие без средств защиты органов дыхания и на кабели, находящиеся под напряжением, а также при одновременном проведении сварочных работ.

Меньшее содержание растворителя по сравнению с первым прототипом позволяет сократить количество наносимых слоев. Вместе с тем, большее содержание связующего в предлагаемом составе не сравнимо с обоими прототипами, что обеспечивает значительно более высокую эластичность покрытия.

Подбор оптимального соотношения молекулярных масс акриловых полимеров (сополимеров акрилового эфира с акрилонитрилом) в воде (соотношение низко- и высокомолекулярных продуктов) позволило получить покрытие с отличными адгезионными характеристиками по отношению ко всем типам кабельных оболочек и вместе с тем обеспечить высокую влагостойкость покрытия.

С целью улучшения стабильности свойств состава при хранении использованы добавки, обладающие биоцидными и консервирующими свойствами, в частности триазиновые (гексагидро 1,3,5-три (2-гидроксил-этил)-сим-триазин (биоцид/консервант)), тиоционатные (метилен бис-тиоционат (биоцид)) и бензотиазоловые (2-[тиоцианометил-тио]бензотиазол (фунгицид)) соединения.

Испытание огнезащитной эффективности покрытия проводилось на газовой горелке по следующей методике:

- огнезащитный состав наносили на образцы кабелей с резиновой оболочкой длиной 1 м и диаметром 18 мм. Толщина слоя покрытия составляла ˜0,8 мм. Кабели закреплялись в вертикальном положении и на расстоянии 20 см от нижнего конца подвергались воздействию пламени газовой горелки с плотностью теплового потока 40 кВт/м2. После 40 мин огневого воздействия для оценки огнезащитной эффективности определялась длина обуглившейся оболочки кабеля.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1
Наименование компонентов и их содержание (вес.ч)Примеры
12345678
Акриловые дисперсии (на основе сополимеров акрилового эфира с акрилонитрилом)40-8060606060606080
Терморасширяющийся графит10-3020202020102510
Соли фосфорной кислоты (одно- и двузамещенные аммонийные, тризамещенные натриевые фосфорной кислоты, полифосфаты аммония)10-3520202020251025
Магния окись10-2000515151515
Сурьмы (III) окись5-100555555
Бораты (борат цинка, бура)5-100055555
Консервирующие и биоцидные добавки (например гексагидро 1,3,5-три (2-гидрокси-этил)-сим-триазин, (метилен бис-тиоционат, 2-[тиоцианометил-тио]бензотиазол)1-32222222
Длина обугленной или поврежденной пламенем части образца20-2540353028204027

По результатам испытаний были выбраны оптимальные граничные условия соотношения компонентов.

Оптимальный состав композиции следующий, мас.ч.:

Терморасширяющийся графит 10-30
магния окись 10-20
сурьмы (III)окись 5-10
бораты 5-10
соли фосфорной кислоты 10-35
дисперсии акриловых полимеров в воде 40-80
консервирующие и биоцидные добавки 1-3

Предложенный состав прошел успешные испытания в соответствии с НПБ 238-97 "Огнезащитные кабельные покрытия. Общие технические требования и методы испытаний".

Состав для получения огнезащитных вспучивающихся покрытий, содержащий терморасширяющийся графит, окись магния, окись (III) сурьмы, бораты, соли фосфорной кислоты, дисперсии акриловых полимеров в воде с оптимально подобранным соотношением их молекулярных масс, а также - консервирующие и биоцидные добавки при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Терморасширяющийся графит 10-30
Окись магния 10-20
Окись (III) сурьмы 5-10
Бораты 5-10
Соли фосфорной кислоты 10-35
Дисперсии акриловых полимеров в воде 40-80
Консервирующие и биоцидные добавки 1-3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области химии, в частности к материалу, способному защитить расположенную за ним конструкцию из металлических и неметаллических материалов от воздействия открытого пламени при пожаре в авиационно-космической промышленности, судостроении, машиностроении, строительстве и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к производству огнестойких полиакрилонитрильных (ПАН) волокон текстильного назначения. .
Изобретение относится к негорючим слабодымящим полимерным композициям на основе полибутилентерефталата. .

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению полимерных материалов с пониженной горючестью, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к композициям холодного отверждения на основе олигомерных эпоксидных систем с пониженной горючестью для покрытия наливных полов на бетонной подложке, находящих применение в химической, нефтехимической, радиоэлектронной промышленности, в том числе и на АЭС.

Изобретение относится к области химии, в частности к огнестойким материалам содержащим высокомолекулярные соединения. .
Изобретение относится к огнезащитной композиции и способу ее получения. .
Изобретение относится к антипиренам - веществам, предохраняющим материалы органического происхождения от воспламенения и горения, в частности к интумесцентным коксообразующим антипиренам, т.е.

Изобретение относится к защитным текстильным материалам со специальными свойствами, а именно к огнестойким текстильным материалам. .
Изобретение относится к технологии изготовления огнеупорных изделий (формованных и неформованных) с температурой обжига до 1550°С и может использоваться для маркировки заготовок из таких изделий как до термообработки, так и после нее.

Изобретение относится к области огнезащитных материалов на основе интеркалированных соединений графита. .
Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся покрытиям, преимущественно для древесных материалов на основе вермикулита, и может быть использовано в области строительства при покрытии деревянных и металлических поверхностей и изделий из древесины, предназначенных для эксплуатации их в средах с высокой температурой.
Изобретение относится к огнезащитным лакокрасочным материалам, предназначенным для защиты различных конструкций и материалов, и может быть использовано, например, в строительстве, авиации, железнодорожном транспорте и в других областях, где требуется защита поверхностей от огня.

Изобретение относится к композициям холодного отверждения на основе олигомерных эпоксидных систем с пониженной горючестью для покрытия наливных полов на бетонной подложке, находящих применение в химической, нефтехимической, радиоэлектронной промышленности, в том числе и на АЭС.

Изобретение относится к огнезащитному акриловому материалу и может найти применение в сооружениях, автомобильных фарах, шкалах приборов, отражателях света, линзах, медицинском диагностическом оборудовании, указателях, ванно-санитарном оборудовании и при глазуровании.

Изобретение относится к области создания наполненных полимерных композиций с пониженной горючестью на основе фенолоформальдегидных смол, которые могут быть использованы в качестве материалов интерьера, покрытий и выравнивающих составов в конструкциях из полимерных и металлических конструкционных материалов в машино- и судостроении, авиационной промышленности и строительстве.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к вкладным зарядам баллиститного твердого топлива (ЗБТТ) и, в частности, к области создания бронирующих составов, и касается разработки для них наполнителя с целью повышения их огнеэррозионной стойкости и механической прочности.

Изобретение относится к огнезащитным лакокрасочным материалам и предназначено для использования, например, в строительстве. .

Изобретение относится к химической промышленности, точнее к вспенивающимся полимерным покрытиям, оказывающим огнезащитное действие при защите древесины и теплоизолирующее действие при защите металлических конструкций в целях повышения предела их огнестойкости при возникновении пожара, защиты целлюлозно-бумажных, полимерных, кабельных изделий и материалов на тканевой основе.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, предназначенным для грунтовочного покрытия, а также в качестве самостоятельного покрытия. .

Изобретение относится к огнезащитным вспенивающимся покрытиям и может быть использовано для защиты кабельной продукции от высокотемпературных воздействий

Наверх