Композиция для изготовления огнезащитного покрытия и способ ее изготовления

Авторы патента:

Бузник Вячеслав Михайлович (RU)

Краснов Лаврентий Лаврентьевич (RU)

Каблов Евгений Николаевич (RU)

Венедиктова Мария Анатольевна (RU)

Кирина Зинаида Васильевна (RU)

C09K21/14 - высокомолекулярные материалы

C09K21/00 - Огнестойкие материалы (использование для определенных целей, см. релевантные классы, например огнестойкие составы для древесины B27K, полимеров C08, текстильных изделий D06M, бумаги D21H; огнеупорные краски C09D 5/18)

C09D5/18 - огнеупорные краски

Владельцы патента RU 2644888:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)

Изобретение относится к материалам, предназначенным для огнезащиты конструктивных элементов, работающих в экстремальных условиях воздействия пламени, возникшего в результате пожара. Описана композиция для изготовления огнезащитного покрытия, включающая полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук, коксообразующий вспучивающий компонент - графит окисленный, микросферы стеклянные аппретированные, коксообразующий вспучивающий компонент - пентаэритрит, аммоний фосфорнокислый однозамещенный, коксообразующий вспучивающий компонент - меламин, гидроокись алюминия, рубленое стекловолокно, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук 40,0-75,0, графит окисленный 12,0-18,0, микросферы стеклянные аппретированные 1,5-3,5, пентаэритрит 13,0-18,0, аммоний фосфорнокислый однозамещенный 13,0-18,0, меламин 4,0-6,5, гидроокись алюминия 7,0-14,0, рубленое стекловолокно 1,5-3,5, гидрофобизатор – кремнийорганическая жидкость 5,0-10,0, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан 5,0-9,0. Также описан способ изготовления композиции. Технический результат: получено покрытие с повышенной прочностью и повышенной технологичностью. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Известна огнезащитная вспучивающаяся полимерная композиция для покрытий (RU 2176258 C1, C09D 5/18, опубл. 27.11.2001), включающая эпоксидную смолу ЭД-20, полифосфат аммония, карбамидоформальдегидную смолу КФ-Ж, отвержденную полиэтиленполиамином, продукт дегидрополиконденсации фенантрена, содержащего хром, при следующем соотношении компонентов, мас. %.

эпоксидная смола ЭД-20	81,97-59,89
полифосфат аммония	4,098-23,95
карбамидоформальдегидная
смола КФ-Ж	0,82-2,99
продукт дегидрополиконденсации
фенантрена, содержащего хром	0,82-4,19
полиэтиленполиамин	12,3-8,98.

Недостатком указанной композиции является высокая жесткость отвержденного состава.

Известен огнезащитный вспучивающийся слоистый материал (RU 140812 U1, В32В 33/00, опубл. 20.05.2014), включающий огнезащитный полимерный слой, гибкую основу, в качестве которой содержится бумага с двухсторонним антиадгезионным покрытием, между гибкой основой и огнезащитным полимерным слоем расположен слой акриловой дисперсии, противоположная сторона огнезащитного полимерного слоя закрыта гидроизоляционным материалом, а огнезащитный полимерный слой выполнен из композиции, содержащей следующие компоненты в следующем соотношении, мас. %:

хлорсульфированный полиэтилен	8,0-12,0
пентаэритрит	12,0-20,0
сахароза	5,0-8,0
аммофос	18,0-28,0
дициандиамид	10,0-15,0
карбамид	5,0-8,0
тетраборат натрия водный	5,0-8,0
пудра оксида кремния	2,0-5,0
эфир глицериновый таловой канифоли	0,6-1,0
полиэтилен высокого давления
в виде пленки	1,0-2,0
трихлорпропилфосфат	1,5-3,0
хлорпарафин - 470	4,0-6,0
высокомолекулярный
полиизобутилен - 200	2,0-4,0
этилсиликат - 32	0,3-0,8

Недостатком указанного материала является низкая технологичность, низкая прочность коксового остатка.

Наиболее близкой к заявленной композиции является вспенивающаяся композиция для огнезащитного покрытия (RU 2190649 С2, C09D 5/18, опубл. 10.10.2002), принятая за прототип, включающая полимерную основу, отвердитель, вспенивающий агент, антипирен, органический растворитель, при этом в качестве полимерной основы используют метилфенилсилоксановый каучук, в качестве отвердителя - кремнесилазан, в качестве вспенивающего агента - смесь интеркалированного графита и перлита, в качестве антипирена - нитрид бора и дополнительно содержит метилфенилсилоксановую смолу при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

метилфенилсилоксановый каучук	100
кремнесилазан	5-20
интеркалированный графит	15-30
нитрид бора	15-30
метилфенилсилоксановая смола	8-20
органический растворитель	40-90
перлит	15-30

Недостатком этой композиции является низкая прочность, высокая плотность, сложная технология изготовления.

Технической задачей изобретения является получение композиции для изготовления огнезащитного покрытия и способ его изготовления.

Техническим результатом изобретения является повышенная прочность покрытия, снижение веса и повышение технологичности.

Для достижения поставленного технического результата предложена композиция для изготовления огнезащитного покрытия включающая полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук, коксообразующий вспучивающий компонент - графит окисленный, микросферы стеклянные аппретированные, коксообразующий вспучивающий компонент - пентаэритрит, аммоний фосфорнокислый однозамещенный, коксообразующий вспучивающий компонент - меламин, гидроокись алюминия, рубленое стекловолокно, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Полиметилсилоксановый или
Полиметилфенилсилоксановый каучук	40,0-75,0
Графит окисленный	12,0-18,0
Микросферы стеклянные
аппретированные	1,5-3,5
Пентаэритрит	13,0-18,0
Аммоний фосфорнокислый однозамещенный	13,0-18,0
Меламин	4,0-6,5
Гидроокись алюминия	7,0-14,0
Рубленое стекловолокно	1,5-3,5
Гидрофобизатор – кремнийорганическая
жидкость	5,0-10,0
Катализатор отверждения -
гаммааминопропилтриэтоксисилан	5,0-9,0

Кроме того, для достижения поставленного технического результата предложен способ изготовления вышеупомянутой композиции, при котором в смеситель вначале загружают полиметилфенилсилоксановый или полиметилсилоксановый каучук, затем рубленое стекловолокно, коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин, структурирующий компонент - микросферы стеклянные аппретированные, ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и гидроокись алюминия, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.

Предложенная композиция отличается от композиции прототипа тем, что содержит ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и гидроокись алюминия, снижающие экзотермический процесс при деструкции кремнийорганического каучука, за счет чего повышается перепад температуры в композиции, коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин - обеспечивают в процессе огневой защиты способность образовывать коксовое соединение с повышенной прочностью, в качестве упрочняющей системы - рубленое стекловолокно, которое в процессе перемешивания создает армированную объемную структуру, повышающую прочность, в качестве структурирующего компонента - стеклянные аппретированные микросферы, для повышения стойкости в условиях повышенной влажности использовался гидрофобизатор - кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11, в качестве катализатора отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.

Способ изготовления композиции для огнезащитного покрытия состоит из следующих основных операций:

- подготовка основных компонентов;

- изготовление огнезащитного покрытия;

- контроль качества.

Подготовка исходных компонентов включает следующие операции:

- просушка аммония фосфорнокислого однозамещенного при температуре 60-70°С в течение от 2 до 3 ч.;

- размол вспучивающих компонентов (графит окисленный, пентаэритрит, меламин) в шаровой мельнице или размолочном агрегате;

- просев сыпучих компонентов (аммония фосфорнокислого однозамещенного, мел амина, пентаэритрита) через металлическое сито с размером ячеек до 0,7 мм;

- взвешивание исходных компонентов в соответствии с рецептурой (таблица №1).

Изготовление композиции для огнезащитного покрытия производится путем смешения исходных компонентов в следующей последовательности. В чистую емкость смесителя загружалось расчетное количество полиметилфенилсилоксанового или полиметилсилоксанового каучука, далее при включенном смесителе при скорости вращения от 60 до 150 об/мин загружалось рубленое стекловолокно, перемешивали в течение от 2 до 5 мин, затем загружали коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин, структурирующий компонент - микросферы стеклянные аппретированные, ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и порошкообразный наполнитель (гидроокись алюминия), гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11. Композицию перемешивали при скорости вращения от 60 до 150 об/мин в течение от 10 до 15 мин до получения однородной консистенции. Данные по предложенной композиции приведены в таблице №1.

Полученная композиция из смесителя выгружалась в емкость для хранения. Перед применением полученной композиции, в соответствии с рецептурой, вводился катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.

В таблице №2 приведены результаты испытания огневых, физических и механических свойств.

Проведено определение огнезащитного эффекта. Анализ свойств показал, что на образцах с заявленным составом максимальный перепад по температуре составил не более 200°С, плотность покрытия (1,0±0,1) г/см³ (прототип 1,6±0,1 г/см³). Прочность при разрыве составила не менее 35 кг/см², относительное удлинение при разрыве не менее 14%.

В технологическом процессе исключается дополнительный нагрев и отсутствует теплоизоляционный слой, как в прототипе.

Составы композиции, мас. ч., приведены в таблице №1.

Свойства предложенных композиций приведены в таблице №2.

Заявленная композиция для изготовления огнезащитного покрытия и способ его изготовления рекомендованы для огневой защиты изделий, работающих в экстремальных условиях арктического климата в качестве огневой защиты морских и сухопутных буровых вышек, обитаемых транспортных средств и строительных сооружений.

1. Композиция для изготовления огнезащитного покрытия, включающая полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук, коксообразующий вспучивающий компонент - графит окисленный, микросферы стеклянные аппретированные, коксообразующий вспучивающий компонент - пентаэритрит, аммоний фосфорнокислый однозамещенный, коксообразующий вспучивающий компонент - меламин, гидроокись алюминия, рубленое стекловолокно, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Полиметилсилоксановый или
Полиметилфенилсилоксановый каучук	40,0-75,0
Графит окисленный	12,0-18,0
Микросферы стеклянные
аппретированные	1,5-3,5
Пентаэритрит	13,0-18,0
Аммоний фосфорнокислый однозамещенный	13,0-18,0
Меламин	4,0-6,5
Гидроокись алюминия	7,0-14,0
Рубленое стекловолокно	1,5-3,5
Гидрофобизатор – кремнийорганическая
жидкость	5,0-10,0
Катализатор отверждения -
гаммааминопропилтриэтоксисилан	5,0-9,0

2. Способ изготовления композиции по п. 1, отличающийся тем, что в смеситель вначале загружают полиметилфенилсилоксановый или полиметилсилоксановый каучук, затем рубленое стекловолокно, коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин, структурирующий компонент - микросферы стеклянные аппретированные, ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и гидроокись алюминия, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.

Изобретение относится к композициям для получения огнезащитного и биозащитного покрытия из древесины и пластика с целью снижения их пожарной опасности. Огнезащитный лак на органической основе содержит смолу стирол-акриловую, растворители бутилацетат и уайт-спирит, биоцидно-реологическую добавку, антипирен - полифосфат аммония (ПФА), загуститель – бентонитовую глину, трис(2-хлорэтил)фосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: смола стирол-акриловая - 10-15, бутилацетат - 8-15, уайт-спирит - 35-45, биоцидно-реологическая добавка - 0,5-2, антипирен ПФА - 20-30, загуститель - 0,7-1,2, трис(2-хлорэтил) фосфат - 5-10.

Фторсодержащая полиамидная композиция с пониженной горючестью // 2641931

Изобретение относится к композиционным материалам с пониженной горючестью, включающим полиамидную основу и антипирен, и может быть использовано для производства формованных изделий, таких как нити, пленки и листы, а также монолитные литьевые образцы.Фторсодержащая полиамидная композиция с пониженной горючестью включает полиамид ПА-6 и антипирен.

Фосфорсодержащий полимер, изделие и способ для их получения // 2638212

Изобретение относится к огнестойким фосфорсодержащим полимерам, способам получения таких полимеров, изделиям, содержащим такие полимеры (например, текстильным материалам, обработанным такими полимерами), и способам получения таких изделий.

Образующая изоляционный слой композиция и ее применение // 2638163

Настоящее изобретение относится к образующей изоляционный слой противопожарной композиции. Описана образующая изоляционный слой противопожарная композиция, содержащая: компонент А, который представляет собой многофункциональный акцептор Михаэля с по меньшей мере одной функциональной группой акцептора Михаэля структуры , в которой R1, R2 и R3 в каждом случае представляют собой водород, Y представляет собой OR5, причем R5 представляет собой линейную, разветвленную или циклическую при необходимости замещенную алкильную группу; компонент В, который представляет собой многофункциональный донор Михаэля с функциональными группами донора Михаэля, представляющими собой β-кетоэфиры; причем функциональные группы акцептора Михаэля и функциональные группы донора Михаэля в каждом случае независимо присоединены к полиольному соединению, которое выбрано из группы, состоящей из пентаэритрита, триметилолпропана и пропоксилированного глицерина; компонент С, который содержит образующую изоляционный слой добавку, которая содержит источник углерода, катализатор дегидрирования, вспенивающий агент и/или способное к термическому расширению соединение; и катализатор для реакции присоединения по Михаэлю.

Фторсодержащая полиамидная композиция с пониженной горючестью // 2637955

Изобретение относится к композиционным материалам с пониженной горючестью, включающим полимерную основу и наполнитель (антипирен), и может быть использовано для производства формованных изделий.

Полиуретаны на основе сахаров, способы их получения и способы их применения // 2629020

Настоящее изобретение относится к огнестойким полиуретановым пенам, а также к способу их получения. Огнестойкая полиуретановая пена содержит две реакционные смеси.

Микрокапсулированный огнетушащий агент и способ его получения // 2628375

Изобретение относится к пожарной технике, а именно к микрокапсулированному огнетушащему агенту и способу его получения. Описан микрокапсулированный огнетушащий агент, включающий в каждой микрокапсуле полимерную оболочку и ядро, содержащее в качестве компонентов газ-носитель, имеющий температуру кипения от -155 до +10°C, флегматизатор горения и ингибитор горения в массовом соотношении: газ-носитель 5-50%, флегматизатор горения 30-70%, ингибитор горения 1-25%.

Огнестойкий материал, содержащий биополимер // 2627363

Изобретение относится к огнестойкому материалу, предназначенному для изготовления изделий в электротехнической промышленности, в частности корпусов электрических приборов или труб для электрических кабелей.

Полимерный композиционный материал, используемый для формирования сигнала о локальных перегревах электрооборудования // 2622947

Изобретение относится к средствам контроля за предпожарными ситуациями, возникающими в результате локальных перегревов электрооборудования, и предназначено для предупреждения пожаров, возникающих в результате подобных неисправностей, в частности неисправностей в электрических розетках.

Фотокаталитическое покрытие защитного резинотканевого материала // 2622439

Изобретение относится к области фотокаталитических покрытий защитных резинотканевых материалов, обладающих способностью разрушать токсичные химические вещества, адсорбированные на поверхности фотокатализатора.

Клеевая система для применения в строительной композитной пленке и строительная композитная пленка с клеевой системой // 2644477

Группа изобретений относится к клеевой системе для применения в строительной композитной пленке для склеивания строительной композитной пленки с основой или другой строительной композитной пленкой с помощью клея, а также к снабженной клеевой системой строительной композитной пленке.

Композиция для получения термозащитного покрытия // 2629073

Изобретение относится к композиции для получения термозащитного покрытия, которое может быть использовано на трубопроводах, паропроводах и оборудовании систем теплоснабжения, при строительстве различных сооружений нефтеперерабатывающей, газо-, нефтедобывающей и других отраслях промышленности.

Композиция для изготовления теплозащитного покрытия и способ ее изготовления // 2628784

Изобретение относится к материалам, предназначенным для тепловой защиты конструктивных элементов, работающих в условиях воздействия тепловых аэродинамических и газодинамических тепловых потоков.

Способ изготовления пористого каркаса-основы композиционного материала // 2620810

Изобретение относится к производству изделий из высокотемпературных композиционных материалов и может быть применено в авиационной, ракетно-космической и железнодорожной промышленности, в двигателестроении и энергетическом машиностроении.

Полиизоциануратные пены, содержащие дисперсные непористые частицы диоксида кремния // 2618822

Изобретение относится к полиизоциануратным и/или полиуретановым огнестойким пенам и к способам их получения. Композиция огнестойкой пены содержит частицы диоксида кремния и полиизоциануратную или полиуретановую пену.

Огнестойкий целлюлозно-битумный кровельный лист и способ его изготовления // 2612740

Изобретение относится к пропитанным битумом листам из целлюлозных волокон, содержащим на одной из своих поверхностей слой адгезионной грунтовки и осажденное на данном слое адгезионной грунтовки огнестойкое покрытие, содержащее расширяемый графит.

Способ получения термостойких негорючих эпоксидных связующих на основе циклофосфазенов // 2589057

Изобретение относится к огнестойким модифицированным эпоксидным связующим. Предложен способ получения термостойких негорючих эпоксидных связующих на основе циклофосфазенов путем последовательной обработки фенолятами галоген- и гидроксисодержащих фенолов гексахлорциклотрифосфазена (P3N3Cl6) или его смеси с высшими хлорциклофосфазенами с последующим переводом гидроксильных групп в эпоксидные путем реакции с эпихлоргидрином, при этом эпоксидное связующее содержит функциональные арилоксифосфазены строения PnNnR2n, где n - целое число от 3 до 8, a R - радикалы галоген- и гидроксисодержащих фенолов, а феноляты получают при помощи переалкоголиза соответствующих фенолов этилатом натрия.

Огнезащитные композиции, содержащие интеркалированные триазином фосфаты металлов // 2580733

Изобретение относится к композициям огнезащитного действия, содержащим (a) по меньшей мере один интеркалированный триазином фосфат металла, имеющий открытую каркасную структуру, содержащую по меньшей мере одно мономерное звено следующей общей формулы (I): , и (b) по меньшей мере один компонент огнезащитного действия, отличающийся от (a), где данный дополнительный компонент (b) представляет собой соединение металла, которое не является фосфатом металла из компонента (а), и/или по меньшей мере одно не содержащее металла соединение фосфора.

Полиэфирная композиция // 2577284

Изобретение относится к полиэфирным композициям, используемым в качестве связующего для полимерных композиционных материалов пониженной горючести. Полиэфирная композиция включает полиэтиленгликольмалеинатфталат, ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфонат, диметакрилат триэтиленгликоля, гидропероксид изопропилбензола, 16%-ный раствор нафтената кобальта в стироле и ацетилацетонат марганца.

Огнестойкая композиция и способ пропитки древесины // 2565686

Настоящее изобретение относится к огнестойкой композиции для пропитки древесины и способу пропитки древесины. Водная огнестойкая композиция содержит фосфорную кислоту, аммиак, фосфат диаммония, сульфат аммония, мочевину и комплексообразующий агент.

Огнестойкие краски // 2642793

Изобретение относится к аэрозольным краскам с огнеупорными и/или огнестойкими свойствами, предназначенным для аэрозольного распыления, в частности, на горючие поверхности.