Огнезащитная вспучивающаяся краска


C09D1/02 - Составы для нанесения покрытий, например краски, масляные или спиртовые лаки; заполняющие пасты; чернила; химические средства для удаления краски или чернил; корректирующие жидкости; средства для морения древесины; пасты или твердые вещества для окрашивания или печатания; использование материалов для этой цели (косметика A61K; способы для нанесения жидкостей или других текучих веществ на поверхности вообще B05D; морение древесины B27K 5/02;органические высокомолекулярные соединения C08; органические красители и родственные соединения для получения красителей, протрав или лаков как таковых C09B; обработка неорганических неволокнистых материалов, используемых в качестве пигментов или наполнителей, C09C; природные смолы, политура, высыхающие масла, сиккативы, скипидар как таковые C09F;

Владельцы патента RU 2718870:

Общество с ограниченной ответственностью «ОГНЕЗАЩИТНЫЕ РЕШЕНИЯ» (RU)

Предлагается огнезащитное лакокрасочное покрытие для огнезащиты несущих конструкций. Огнезащитная вспучивающаяся краска содержит меламин в качестве вспенивающего агента, гидроксид алюминия в качестве антипирена, гидроксид калия в качестве ингибитора коагуляции, аэросил в качестве регулятора вязкости состава и неионогенное поверхностно-активное вещество, а в качестве связующего - жидкое калиевое стекло. Композиция является однокомпонентной, обеспечивает тонкослойное покрытие, способствующее повышению огнестойкости материала, а также характеризуется технологичностью изготовления и нанесения, отсутствием вредных химических соединений при длительном нагреве и сохранении свойств при хранении в течение гарантийного срока. 1 табл.

 

Изобретение относится к огнезащитным лакокрасочным покрытиям, которые могут быть использованы для огнезащиты несущих конструкций.

Применение огнезащитных лакокрасочных материалов направлено на увеличение степени огнестойкости и обеспечение пожарной безопасности для уменьшения вероятности гибели людей и снижения материального ущерба от огня. Наиболее эффективным и доступным вариантом защиты служит покраска с использованием огнезащитных красок и составов.

Известны огнезащитные лакокрасочные покрытия, содержащие жидкое стекло и связующее. В качестве связующего применяются алюминат натрия (патент РФ №2140948, опубликован 10.11.1999) и порошкообразный оксид алюминия (патент РФ №2277562, опубликован 10.06.2006). Использование в составе связующего и жидкого стекла позволяет повысить проникающую способность краски, улучшить ее адгезионные свойства.

Среди огнезащитных материалов становятся популярными огнезащитные краски и составы вспучивающегося типа, которые под воздействием открытого огня вспучиваются и образуют коксообразный слой, защищающий конструкцию в течение определенного времени. Чаще всего огнезащитную вспучивающуюся краску используют при обработке металлических конструкций: балок, перекрытий, колонн, траверс и т.д.

Из уровня техники известна вспучивающаяся композиция для покрытия, содержащая полиизоцианат, полифункциональное соединение, способное взаимодействовать с изоцианатом, и вспучивающийся ингредиент (патент РФ №2656048, МПК C09D 5/18, C09D 175/00, C09K 21/14, опубликован 16.11.2018). Вспучивающийся ингредиент включает в себя, по меньшей мере, одно или несколько соединений, содержащих атомы фосфора, азота и бора, так что массовое отношение фосфора к азоту в указанном вспучивающемся ингредиенте находится в интервале от 0,5/1 до 1,5/1, а содержание бора составляет от 1 до 5 мас. % в расчете на композицию для покрытия. Первая и вторая части композиции смешиваются друг с другом перед нанесением на основу.

Известна вспучивающаяся композиция (патент США №10266773, опубликован 23.04.2019), состоящая из двух частей. Первая часть содержит полимер, выбранный из полиуретана с концевыми силановыми группами или простого полиэфира с концевыми силановыми группами, где указанный полимер присутствует в количестве до 100% по массе от первой части вспучивающейся композиции. Вторая часть включает пластификатор, который совместим с полимером, и вспучивающийся ингредиент, обычно присутствующий в количестве 1-80% по массе от второй части композиции. Количество полимера, присутствующего в первой части, обычно составляет 4-50% по массе первой и второй частей, взятых вместе. Первая и вторая части отделяются друг от друга, например, во время хранения, но при использовании первая и вторая части смешиваются для получения отвержденного вещества, которое обладает способностью вспучиваться при воздействии тепла.

Недостатками указанных двухкомпонентных составов является необходимость смешивания перед применением, что доставляет неудобство при использовании краски. Кроме того, неизрасходованные остатки таких составов затвердевают при хранении, и непригодны для дальнейшего применения.

Из уровня техники известна огнезащитная вспучивающаяся краска (патент РФ №2225423, МПК C09D 5/18, C09D 133/00, опубликован 10.03.2004), содержащая непластифицированную полимерную дисперсию акрилового сополимера с винилверсататом, меламин, пентаэритрит, низкомолекулярную акриловую дисперсию, натрийкарбоксиметилцеллюлозу, производные изотиазолона, двуокись титана, полифосфат аммония, пеногаситель, 2,3,4-триметил-1,3-пентадиолмоноизобутират, бутилцеллозольв, пластификатор, полифосфат натрия, воду, может содержать аэросил..

В качестве наиболее близкого аналога принята огнезащитная вспучивающаяся краска (патент РФ №2224775, МПК C09D 5/18, опубликован 27.02.2004), включающая в качестве связующего смолу или смеси смол, карбонизирующее вещество, вспенивающий агент, пигмент и наполнитель, крахмал и мочевину, в качестве катализатора пенообразователя - сернокислые соли металлов церия, марганца, меди, магния, в качестве компонента, повышающего огнестойкость, - гидроксид алюминия, в качестве диспергатора - тальк, а в качестве карбонизирующего вещества она содержит многоатомный спирт, в качестве вспенивающего агента - аммонийные соли фосфорной и полифосфорной кислот, меламин и борную кислоту, при определенных соотношениях этих компонентов, причем краска выполнена однокомпонентной или двухкомпонентной.

Недостатками известных красок является применение полимерных связующих в виде дисперсий. Краски, выполненные на дисперсной основе, имеют свойство замерзать при минусовых температурах, что сокращает диапазон их использования.

Задачей изобретения является разработка эффективной однокомпонентной огнезащитной вспучивающейся краски.

Технический результат заключается в обеспечении тонкослойного покрытия, способствующего повышению огнестойкости материала, а также в повышении удобства изготовления и нанесения, отсутствии вредных химических соединений при длительном нагреве, сохранении свойств при хранении в течение гарантийного срока.

Технический результат достигается тем, что однокомпонентная огнезащитная вспучивающаяся краска содержит связующее, меламин в качестве вспенивающего агента и гидроксид алюминия в качестве антипирена, при этом она дополнительно содержит гидроксид калия в качестве ингибитора коагуляции и аэросил в качестве регулятора вязкости состава и неионогенное поверхностно-активное вещество, а в качестве связующего - жидкое калиевое стекло при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Жидкое калиевое стекло 53,96 – 57,84
Меламин 7,12 – 7,28
Гидрат окиси алюминия 33,31 – 37,37
Гидроксид калия 1,25 - 1,37
Аэросил 0,09 – 0,1
Неионогенное ПАВ 0,09 – 0,1

В качестве вспенивателя огнезащитная вспучивающая краска содержит меламин, который при огневом воздействии выделяет пары, обеспечивающие вспучивание. Кроме того, меламин одновременно выполняет роль наполнителя, белого пигмента и регулятора вязкости.

В качестве антипирена применяется гидроксид (гидрат окиси) алюминия.

В качестве ингибитора коагуляции используется гидроксид калия, который предотвращает коагуляцию смеси связующего с антипиреном.

Регулятор вязкости представляет собой синтетический аморфный оксид кремния (аэросил), стабилизирующий вязкость и замедляющий осаждение твердых частиц компонентов.

Поверхностно-активное вещество обеспечивает коллоидную стабильность компонентов краски, замедляет осаждение твердых частиц компонентов, улучшает смачиваемость обрабатываемой поверхности. Используются неионогенные биоразлагающиеся ПАВ на основе специальных этоксилатов, растительных масел следующих марок: ECOSURF EH-3, ECOSURF EH-6, ECOSURF EH-9, ECOSURF SA-9.

Для придания краске определенного цвета в состав краски могут быть введены пигменты, например, FEPREN TP-303.

Примеры осуществления

Огнезащитную вспучивающуюся композицию готовили в смесителе ленточном однослойном СМУ-Л-500(600) с помощью дозатора сухих компонентов и диспергатора-гомогенизатора РПГ-22G.

Процесс производства краски происходил следующим образом: при работающей мешалке загружали жидкое калиевое стекло и гидроксид калия.

Далее масса размешивалась в течение 3 часов и после этого добавляли меламин и смесь снова размешивали в течение 2 часов. В последующем по всему объему состава образовывалась белая дисперсия, которая легко подвергалась перемешиванию. После чего температуру состава уменьшали до 30 °С.

Затем в полученную огнезащитную композицию добавляли гидрат окиси алюминия и диспергировали в течение 30 мин. Перемешивали композицию при небольших оборотах мешалки в течение 30 мин, с добавлением аэросила и неионогенного поверхностно-активного вещества.

Полученную указанным способом огнезащитную вспучивающуюся композицию испытывали на определение укрывистости состава (ГОСТ 8784-75), определение времени и степени высыхания покрытия (ГОСТ 19007-73), определение условной вязкости по вискозиметру типа ВЗ-246 (ГОСТ 8420-74), определение стойкости к воздействию климатических факторов (ГОСТ 9.401-91), определение огнезащитной эффективности (ГОСТ 302470-94, ГОСТ Р 53295-2009). Результаты испытаний при различных соотношениях компонентов, входящих в состав огнезащитной краски, приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты испытаний

Компоненты Соотношение компонентов, мас.%
1 2 3
Жидкое калиевое стекло 53,96 56,3 57,84
Меламин 7,24 7,12 7,28
Гидрат окиси алюминия 37,37 35,06 33,31
Гидроксид калия 1,25 1,32 1,37
Аэросил 0,09 0,1 0,1
Неионогенное ПАВ 0,09 0,1 0,1
Результаты испытаний
Укрывистость, г/м2 340 350 360
Время высыхания (нагрузка 20 кг/180 мин) Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки
Время истечения, с (диаметр сопла 6 мм) 5 6 7
Стойкость к воздействию климатических факторов по истечении 15 циклов нагружения покрытие сохраняет свою целостность и декоративные свойства покрытие сохраняет свою целостность и декоративные свойства покрытие сохраняет свою целостность и декоративные свойства
Огнезащитная эффективность R90 R90 R90

Анализ образцов краски показал высокие показатели вязкости: отсутствовало течение материала через все стандартные сопла вискозиметра ВЗ-246 (2-6 мм).

Исследование кинетики высыхания показало, что через 4 часа покрытия толщиной в один слой достигают 5 степени высыхания. Полное высыхание покрытия наступает через 5,5 часов.

Полученные данные свидетельствуют о том, что покрытия, полученные из данных образцов огнезащитной краски, при соблюдении требований НТД на окрашивание, сушку, хранение и эксплуатацию изделий обеспечивают срок службы в условиях эксплуатации УХЛ2 не менее 2 лет с сохранностью защитных свойств (согласно ГОСТ 9.401-91).

В разрабатываемом составе механизм огнезащиты реализуется не только за счет образования терморасширенного вспученного слоя, но и за счет значительного термопоглощения при эндотермическом разложении наполнителя (химическая реакция с поглощением теплоты).

При проведении испытаний для металла с приведенной толщиной 3,4 мм испытания выдержал образец со слоем краски толщиной 1,1 мм, как удовлетворивший условиям испытаний, для образцов металла с приведенной толщиной 5,8 мм испытания выдержал образец со слоем краски толщиной 2,2 мм, как удовлетворивший условиям испытаний.

Преимуществом заявляемого решения является обеспечение тонкослойного покрытия, высокая огнезащитная эффективность, отсутствие вредных химических соединений при длительном нагреве. Заявляемый состав может наноситься на поверхности различными способами, включая механический. Огнезащитный состав похож по внешнему виду на обычные лакокрасочные покрытия и выполняет аналогичные защитно-декоративные функции. При воздействии высоких температур толщина и объем вспучивающегося покрытия увеличиваются во много раз за счет создания негорючего и твердого вспененного слоя (кокса), который является преградой для распространения огня, высоких температур и защищает несущие конструкции от потери несущей способности.

Однокомпонентная огнезащитная вспучивающаяся краска, содержащая связующее, меламин в качестве вспенивающего агента и гидроксид алюминия в качестве антипирена, отличающаяся тем, что дополнительно содержит гидроксид калия в качестве ингибитора коагуляции и аэросил в качестве регулятора вязкости состава и неионогенное поверхностно-активное вещество, а в качестве связующего - жидкое калиевое стекло при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Жидкое калиевое стекло 53,96-57,84
Меламин 7,12-7,28
Гидрат окиси алюминия 33,31-37,37
Гидроксид калия 1,25-1,37
Аэросил 0,09-0,1
Неионогенное ПАВ 0,09-0,1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к отверждаемым пленкообразующим композициям. Описана отверждаемая пленкообразующая композиция, включающая: (a) полимерное связующее, содержащее повторяющиеся сложноэфирные группы в основной полимерной цепи и дополнительно содержащее множество карбаматных групп структуры: ;(б) отверждающий агент, содержащий функциональные группы, которые способны реагировать с карбаматными функциональными группами (a); и (в) продукт реакции: (1) полимера с гидроксильными функциональными группами, включающего продукт реакции: (i) мономера, содержащего по меньшей мере две этиленненасыщенные двойные связи; (ii) мономера, содержащего атом углерода, связанный с четырьмя фрагментами, причем один из указанных фрагментов является атомом водорода и остальные из указанных фрагментов содержат алкильную группу, при этом по меньшей мере один из группы алкилсодержащих фрагментов содержит этиленненасыщенную двойную связь; и (iii) по меньшей мере одного мономера способного к полимеризации с (i) и (ii); при этом каждый из мономеров (i), (ii) и (iii) является отличным один от другого и при этом мономер (i), (ii) и/или (iii) содержит гидроксильную функциональную группу; и (2) лактона или лактама.

Изобретение относится к терморегулирующим покрытиям и может быть использовано в космической технике, в строительной индустрии, а также в химической, пищевой, легкой промышленности.
Изобретение относится к композиции порошкового покрытия на основе эпоксидной смолы. Композиция включает, мас.%: от 50 до 80 эпоксидной смолы на основе бисфенола А, модифицированной диизоцианатом, от 1 до 5 отверждающего агента, от 1 до 5 вспомогательного отверждающего агента, от 4 до 18 усиливающего агента и от 10 до 25 пигмента-наполнителя.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и может быть использовано для защиты от обрастания морскими организмами подводных частей судов, кораблей и гидротехнических сооружений.

Изобретение относится к огнезащитным материалам и предназначено для защиты от пожара строительных конструкций зданий и сооружений. Огнезащитное интумесцентное рулонное покрытие состоит из эластичной полимерной композиции на основе синтетических каучуков и окисленного графита, нанесенной на армирующую сетку, состоящую из сочетания стекловолокна, базальтового и кремнеземного волокон и углепластика, при оптимальном соотношении компонентов.

Изобретение относится к нанесению покрытий на металлическую поверхность. Предложена композиция для нанесения на металлическую подложку, содержащая золь-гель и ингибитор коррозии, содержащий соединение азола в концентрации от 0,01 г/литр золь-гель композиции до 1 г/литр золь-гель композиции.
Изобретение относится к самосшиваемым композициям и к применению таких композиций во вспучивающихся покрытиях на основе растворителей. Самосшиваемая композиция связующего содержит сополимер, полученный в результате проведения реакции мономерной смеси в присутствии органического растворителя, где указанная мономерная смесь содержит от 2 до 7,5 мас.% карбокислотного мономера, включающего (мет)акриловую кислоту, итаконовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту или их комбинацию, от 60 до 90 мас.% полимеризуемого этиленненасыщенного мономера, включающего стирол, альфа-метилстирол, трет-бутилстирол, винилтолуол или их комбинацию и от 7 до 35 мас.% сшиваемого акриламидного мономера, включающего N-(алкоксиметил)акриламид.

Изобретение относится к композиции электроосаждаемого покрытия, способу нанесения его на подложку и к подложке с нанесенным покрытием. Композиция содержит полимерный полибутиленоксид, содержащий сополимер бутиленоксида и пропиленоксида, ионный пленкообразующий полимер, содержащий функциональные группы, и отвердитель, который является реакционноспособным по отношению к функциональным группам на пленкообразующем полимере.

Изобретение относится к области контроля биологического обрастания защищаемых поверхностей в природных водных средах. Способ формирования защитного покрытия, обладающего в водной среде противообрастательным эффектом, заключается в том, что покрытие выполняют на основе полимерного или композиционного материала, обладающего адгезионными свойствами, в который вводят биоцидную композицию.

Изобретение относится к системе скольжения раздвижного экрана и направлено на снижение трения при перемещении элемента скольжения по линейной планке скольжения. Система скольжения раздвижного экрана содержит линейную планку скольжения, имеющую поверхность скольжения, покрытую лаком, содержащим смолу, при этом лак, в свою очередь, по меньшей мере частично покрыт покрытием из липофильной композиции с обеспечением слоя скольжения с пониженным трением, и по меньшей мере один элемент скольжения.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, предназначенным для защиты различных металлоконструкций, конструкций и материалов, и может быть использовано в строительной отрасли, транспорте и в других областях, где требуется защита поверхностей от огня.

Изобретение относится к огнезащитным материалам и предназначено для защиты от пожара строительных конструкций зданий и сооружений. Огнезащитное интумесцентное рулонное покрытие состоит из эластичной полимерной композиции на основе синтетических каучуков и окисленного графита, нанесенной на армирующую сетку, состоящую из сочетания стекловолокна, базальтового и кремнеземного волокон и углепластика, при оптимальном соотношении компонентов.
Изобретение относится к самосшиваемым композициям и к применению таких композиций во вспучивающихся покрытиях на основе растворителей. Самосшиваемая композиция связующего содержит сополимер, полученный в результате проведения реакции мономерной смеси в присутствии органического растворителя, где указанная мономерная смесь содержит от 2 до 7,5 мас.% карбокислотного мономера, включающего (мет)акриловую кислоту, итаконовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту или их комбинацию, от 60 до 90 мас.% полимеризуемого этиленненасыщенного мономера, включающего стирол, альфа-метилстирол, трет-бутилстирол, винилтолуол или их комбинацию и от 7 до 35 мас.% сшиваемого акриламидного мономера, включающего N-(алкоксиметил)акриламид.

Изобретение относится к теплоизоляционной и огнезащитной композиции и способу получения ее и может использоваться в качестве средства обеспечения защиты поверхностей и конструкций изделий, строительных материалов, зданий, других сооружений от температурного воздействия, в том числе высокотемпературного воздействия, например пожаров, открытого пламени, тепловых потоков внешней среды.

Изобретение относится к образующей изолирующий слой композиции со вспучивающимися свойствами и ее применению для нанесения покрытий на металлические и/или неметаллические основы.

Композиция вспучивающегося покрытия, включающая связующее из эпоксидной смолы, эпоксидный активный разбавитель, отверждающий агент и кислотный катализатор, причём отверждающий агент состоит из смеси полиамида, полиэфирамина и многофункционального мономера с аминной группой и кислотный катализатор эффективен для формирования фосфорной кислоты при термическом разложении и композиция покрытия имеет вязкость 20000-140000 мПа/с при 20°С и скорости сдвига 1,5 с-1.

Изобретение относится к противопожарным техническим средствам и может быть использовано для защиты трубопроводных и кабельных переходов в прочных переборках судов и промышленных объектах с повышенной пожароопасностью.

Настоящее изобретение относится к образующему изолирующий слой составу для получения покрытия для противопожарной защиты. Указанный состав содержит ингредиент А, содержащий изоцианатное соединение, ингредиент В, содержащий реакционноспособный по отношению к изоцианатному соединению реагент, и ингредиент С, содержащий образующую изолирующий слой добавку.

Настоящее изобретение относится к образующему изолирующий слой составу для получения покрытия для противопожарной защиты. Указанный состав содержит ингредиент А, содержащий изоцианатное соединение, ингредиент В, содержащий реакционноспособный по отношению к изоцианатному соединению реагент, и ингредиент С, содержащий образующую изолирующий слой добавку.
Изобретение относится к огнезащитным краскам, используемым для покрытия зданий с несущими металлоконструкциями. Огнезащитная краска защищает металлоконструкции при вспучивании краски от прогревания и потери несущей способности.

Изобретение может быть использовано при обработке поверхностей пластмасс, ламинатов и покрытий. Матирующий агент для получения пигментированных матовых поверхностей содержит агломераты частиц пигмента.

Предлагается огнезащитное лакокрасочное покрытие для огнезащиты несущих конструкций. Огнезащитная вспучивающаяся краска содержит меламин в качестве вспенивающего агента, гидроксид алюминия в качестве антипирена, гидроксид калия в качестве ингибитора коагуляции, аэросил в качестве регулятора вязкости состава и неионогенное поверхностно-активное вещество, а в качестве связующего - жидкое калиевое стекло. Композиция является однокомпонентной, обеспечивает тонкослойное покрытие, способствующее повышению огнестойкости материала, а также характеризуется технологичностью изготовления и нанесения, отсутствием вредных химических соединений при длительном нагреве и сохранении свойств при хранении в течение гарантийного срока. 1 табл.

Наверх