ОГНЕЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ
FIRE-PROTECTIVE COATING COMPOSITION

Изобретение относится к огнезащитным составам, в частности к вспучивающимся огнестойким краскам, которые могут использоваться для покрытий деревянных, стальных и металлических поверхностей.
Известен состав краски огнезащитной атмосферостойкой по патенту РФ на изобретение РФ №2313548, C09B 5/18, 2007. Вспучивающая краска включает стирол-акриловый сополимер, органический растворитель, пентаэритрит, меламин и двуокись титана. Недостатком является невысокая степень адгезии и эластичности покрытия, приводящая к его повреждению и растрескиванию вследствие расширения и сжатия поверхности в результате атмосферных температурных колебаний.
Известен состав краски огнезащитной водно-дисперсионной, патент РФ на изобретение №2313547, C09B 5/18, 2007, содержащий поливинилацетатную дисперсию, пеногаситель, натрий-карбоксиметилцеллюлозу, пентаэритрит, меламин, диоксид титана, диспергатор, воду, этиленгликоль, сульфат аммония и неонол. Недостатком является сложность технологии, связанная с необходимостью нанесения покрытия непосредственно после приготовления краски, вследствие неустойчивости суспензии. Кроме того, вспененный слой обладает устойчивостью в течение непродолжительного промежутка времени, что снижает эффективность защиты материала, на который нанесен данный состав.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрана огнезащитная композиция «джокер» по патенту РФ на изобретение №2249576, C04B 41/46, 2005. Композиция содержит акриловую дисперсию, полифосфат аммония, пентаэритрит, диоксид титана, меламин, стекловолокно, воду, этиленгликоль, эфир целлюлозы и пеногаситель - глицерин. Недостатками являются невысокий коэффициент вспенивания, сложность получения составляющих данного состава, сложность нанесения композиции на защищаемую поверхность, связанная с тем, что состав необходимо готовить непосредственно перед нанесением покрытия. Данная огнезащитная композиция применима только для металлических конструкций. Применение стекловолокна придает прочность покрытию, но снижает его эластичность и морозоустойчивость.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы покрытия и технологичности его получения и нанесения.
Технический результат заключается в улучшении характеристик покрытия, влияющих на его надежность, а также в упрощении способа получения ингредиентов его состава и в изменении условий нанесения покрытия на защищаемую поверхность.
Технический результат достигается тем, что в огнезащитном составе для покрытия, содержащем этиленгликоль, диоксид титана, меламин, полифосфат аммония, коалесцирующую добавку, поливинил-акриловую дисперсию и воду, согласно изобретению вместо пентаэритрита используют фильтрат технического пентаэритрита (ФТП), содержащий смесь монопентаэритрита и полипентаэритрита 70-80% и формиат натрия 3,8-15,6%, используют биоцид Glokill, в качестве коалесцирующей добавки состав содержит тексанол, при следующем соотношении, мас.%:
Фильтрат технического пентаэритрита
10-13
Этиленгликоль
3-6
Биоцид
0,1-0,2
Диоксид титана
5-8
Полифосфат аммония
20-23
Меламин
10-13
Тексанол
0,8-0,9
Поливинил-акриловая дисперсия
26-29
Вода
Остальное
Технический результат обеспечивается за счет того, что в огнезащитном вспучивающемся покрытии используют фильтрат технического пентаэритрита, содержащий смесь монопентаэритрита и полипентаэритрита 70-80% и формиат натрия 3,8-15,6%. Фильтрат технического пентаэритрита является продуктом повторного использования третичного маточного раствора производства пентаэритрита. Повышение технологичности получения покрытия заключается в сокращении энерго- и трудозатрат на производство собственно пентаэритрита и формиата натрия, в возможности использования отходов химического производства. Монопентаэритрит является источником углерода во вспучивающемся огнезащитном покрытии. Экспериментально установлено, что применение ФТП на основе состава с процентным содержанием монопентаэритрита в пределах 70-80 % повышает коэффициент вспенивания покрытия в 4,7 раза и превышает коэффициент вспенивания покрытия по сравнению с известными аналогами в 15 раз. Содержание в ФТП формиата натрия в указанных пределах повышает эластичность огнезащитного покрытия и его морозоустойчивость. Результаты испытаний подтверждены заключением НИИПО (Научно-исследовательский институт противопожарной обороны) г.Балашиха. За счет улучшения эластичности и морозоустойчивости покрытие приобретает способность расширяться или сжиматься вместе с защищаемой поверхностью без растрескивания и отрыва, что повышает его надежность. Использование биоцида Glokill 80 либо Glokill 77 - гексагидро 1,3,5-три(2-гидрокси-этил)-сим-триазина для защиты эмульсионных систем от микробного поражения характеризуется повышенной бактерицидной активностью, предотвращает процесс порчи суспензии при приготовлении покрытия, позволяет хранить ее достаточно длительное время и использовать ее именно тогда, когда возникает необходимость получения покрытия. За счет этого упрощается процесс получения покрытия, повышается его технологичность. Кроме того, технологичность получения покрытия улучшается и за счет того, что все используемые для его приготовления компоненты хорошо смешиваются, не требуя применения высокоскоростных диссольверов.
Для приготовления суспензии используют известные материалы. В качестве пластификатора используют этиленгликоль, диоксид титана - универсальный белый пигмент используют в качестве наполнителя, меламин - в качестве газообразователя. Катализатор - полифосфат аммония марки Antiblaze MC применяют для обезвоживания углеводородных соединений с образованием углеродной пены в реакционной фазе. Коалесцирующую добавку Тексанол используют в качестве пеногасителя. В качестве связующего используется поливинил-акриловая дисперсия, возможно использование различных марок акриловых дисперсий, например Finndisp RSD 20, Полифоб TR 117, Акрисол R-5, Диакам и др.
Кроме основных компонентов в состав покрытия входят и другие добавки, обеспечивающие улучшенную функциональность и стабильность теплоизолирующей пены.
Огнезащитный состав готовят следующим образом.
Смешивают сыпучее сырье - меламин, ФТП, полифосфат аммония Antiblaze MC, диоксид титана и жидкое сырье - воду, этиленгликоль, тексанол, биоцид Glokill 80, Glokill 77, диспергатор и антивспениватель в смесителе, снабженном рубашкой для подачи горячей или холодной воды. Перемешивают до равномерного растворения материалов. Замес полученной пасты перекачивают в диссольвер, снабженный фрезой. Во избежание перегрева смеси осуществляют автоматическое поддержание заданной температуры. Диспергирование проводят до достижения однородности замеса и необходимой степени дисперсности. Состав с требуемой степенью дисперсности накапливается в промежуточной емкости и с помощью насоса подается в смеситель для составления краски. Далее добавляют разжижающие материалы. Загружают рецептурное количество поливинил-акриловой дисперсии, затем при работающей мешалке загружают тексанол, пигментную пасту, перемешивают до однородной консистенции. Далее загружают воду и продолжают перемешивать до получения полностью однородной краски.
Предложенный состав можно использовать для получения огнестойкого покрытия деревянных и стальных конструкций, на поверхность которых он легко наносится кистью. При воздействии высоких температур покрытие вспучивается, образуя большое количество устойчивой негорючей пены в виде углеродистого угля. Пена обладает теплоизолирующими свойствами и защищает материал от огня и нагрева.
Пример получения огнезащитного состава для покрытия приведен ниже.
Использовали две пробы отфильтрованного осадка ФТП с показателями содержания формиата натрия 3,82%, смеси монопентаэритрита и полипентаэритрита - 77,3% (первый образец) и с содержанием формиата натрия 15,6%, смесью монопентаэритрита и полипентаэритрита - 74% (второй образец). Изготовили состав по следующей рецептуре:
Фильтрат технического пентаэритрита
10
Этиленгликоль
4
Glokill 80
0,1
Диоксид титана
6
Antiblaze MC
22
Меламин
12
Тексанол
0,9
Поливинил-акриловая дисперсия
28
Вода
17
Коэффициент вспенивания определялся в соответствии с требованиями ТУ 7719-162-00000335-95 «Состав огнезащитный вспенивающийся СГК-1».
Результаты испытаний приведены в таблице.
Образец
h (мм)
h<sub>0</sub> (мм)
K
Осадок ФТП №1
110
1,5
73
Осадок ФТП №2
135
1,5
90
Состав огнезащитный вспенивающийся СГК-1
5
Полученные значения коэффициентов вспенивания превышают показатели известных аналогов в 18 раз.
Огнезащитное покрытие, полученное с использованием состава на основе ФТП, обладает хорошей адгезией к подложке, при вспенивании не отрывается от поверхности, на которую нанесен, при вспучивании не повреждает защищаемую поверхность.
Слой пены, образующийся при воздействии на покрытие высокой температуры, является достаточно стойким, противостоит сильной воздушной тяге и другим силам, возникающим при горении, остается устойчивым до 30 дней.
2
По результатам испытаний Научно-исследовательского института противопожарной обороны г.Балашиха получено заключение, что представленный состав относится к средствам, обеспечивающим I группу огнезащитной эффективности при нанесении его на поверхность образцов древесины с расходом 0,2-0,5 кг/м.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность работы покрытия, технологичность его получения и нанесения.