КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
COMPOSITION FOR FIRE-PROTECTIVE COATING AND METHOD OF PRODUCING SAID COMPOSITION

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/см<sup>3</sup>
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.