СОСТАВ ДЛЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ РЕЗИН
COMPOSITION FOR FIRE-RETARDANT RUBBER COATINGS

Изобретение относится к области получения огнезащитных покрытий на основе полимерного связующего и может найти применение в резинотехнической промышленности.
Известен состав для теплозащитных покрытий, который включает внешний слой хлорсульфированного полиэтилена и по крайней мере один слой состава из жидкого натриевого стекла отвердителя - кремнефтористого натрия, наполнителя - шамота, аэросила и стеклянных нитей длиной 5-10 мм, пигмента неорганического и кристаллогидратов (Пат. RU 2162871, C09D 123/34, C09D 1/02, C09D 5/18; опубл. 10.02.2001).
Однако указанный состав не обладает необходимой эластичностью и имеет сложный состав.
Известно изобретение для защиты от пожара строительных конструкций, кабельной продукции и подвижных объектов. Состав содержит хлорсульфированный полиэтилен, толуол, терморасширяющий графит, окись цинка, окись магния, стеариновую кислоту, дифеиилгуанидин, фосфаты аммония и алюминиевую пасту. Покрытие обладает хорошей адгезией к металлу, дереву, стеклопластику, резине и высокими механическими характеристиками (Пат. RU 2186813, C09D 123/34; Опубл. 10.08.2002).
Однако для данной смеси характерны сложность состава, большое количество компонентов и требуется многоразовое нанесение смеси на поверхность и дальнейшее отверждение при фиксированном температурном режиме.
Известен огнезащитный состав для горючих материалов, который включает раствор хлорсульфированного полиэтилена в органическом растворителе и жидкого стекла в виде водного раствора силикатов металлов или четвертичного аммония (Пат. RU 2202577, C09D 5/18, C09D 1/04, C09D 123/34; Опубл. 20.04.2003).
Однако указанный состав предназначен для огнезащиты древесины и не подходит для покрытий резин.
Также известен состав для огнезащитных покрытий, включающий хлорсульфированный полиэтилен, толуол и модификатор. В качестве модификатора применялись предварительно обработанные 20%-ным водным раствором (3-глицидилоксипропил) триметоксисилана диспергированные волокна. 20%-ный водный раствор (3-глицидилоксипропил) триметоксисилана выполняет функции эпоксидного замасливателя (Пат. RU 2602138, C09D 123/34; Опубл. 10.112016).
Однако данный состав обладает не достаточно высокой стойкостью к действию открытого пламени.
Известен состав для огнезащитных покрытий, включающий хлорсульфированный полиэтилен, толуол, фосфорсодержащее соединение, причем в качестве фосфорсодержащего соединения он содержит фосфорборазотсодержащий олигомер, предварительно полученный в результате взаимодействия бората метилфосфита, эпоксидной смолы ЭД-20 и анилина (Пат. RU 2540645, C09D 123/34; Опубл. 10.02.2015).
Но данный состав не обеспечивает высокой огнетеплозащиты и адгезии к резине.
Наиболее близким по технической сущности является состав для огнезащитных покрытий, включающий хлорсульфированный полиэтилен, толуол и модификатор, в качестве модификатора содержит диспергированные углеродные волокна. Соотношение компонентов состава следующее, масс.ч.: хлорсульфированный полиэтилен - 15,0, толуол - 85,0, указанные углеродные волокна - 0,1-0,5 (Пат. RU 2605988, C09D 123/34,.C09D 5/18; Опубл. 10.01.2017).
Однако данный состав обладает не достаточно высокой стойкостью к действию открытого пламени.
Задачей предлагаемого изобретения является получение состава на основе хлорульфированного полиэтилена для огнезащитного покрытия резин.
Техническим результатом изобретения является повышение огнетеплозащитных свойств покрытия.
Поставленный технический результат достигается в составе для огнезащитных покрытий, включающем хлорсульфированный полиэтилен, толуол и углеродные волокна, при этом в качестве углеродных волокон состав содержит микроуглеродные волокна МУВ, полученные из поливинилспиртового волокна предварительно обработанного нейтрализованным аммиаком 25 масс. % раствором бората метилфосфита, и пиролизованного при 600°С в течение 30 минут, при следующем соотношении компонентов состава, мас. ч.:
хлорсульфированный полиэтилен 15,0
толуол 85,0
указанные микроуглеродные волокна МУВ 1,0-3,р.
Наличие в составе для огнезащитных покрытий в качестве модификатора микроуглеродных волокон МУВ из пиролизованных поливинилспиртовых волокон, обработанных заявленным способом, придает покрытию на основе хлорсульфированного полиэтилена огнестойкость и термостойкость.
Использование указанного количества волокон в растворе хлорсульфированного полиэтилена наиболее оптимально. При уменьшении количества - понижаются огнетеплозащитные свойства, а при увеличении содержания пиролизованных волокон - ухудшается целостность связи покрытия с подложкой.
Хлорсульфированный полиэтилен является основным пленкообразующим в лакокрасочных антикоррозионных покрытиях (ТУ 6-55-9-90).
Толуол является органическим растворителем (ГОСТ 14710-78).
Модификация поливинилспиртового (ПВС) волокна проводилась 25% раствором борат метилфосфита, предварительно нейтрализованным аммиаком. Пропитка проводилась в течение 5 минут, затем волокно отжималось и высушивалось на воздухе до постоянной массы. Затем проводился пиролиз пропитанных волокон при постоянной температуре 600° С, время пиролиза в муфельной печи составило 30 минут.
Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 3 варианта заявляемой композиции, композиция по прототипу и контрольная композиция, рецептуры которых представлены в таблице 1.
Были исследованы свойства покрытий при различном содержании указанных микроуглеродных волокон МУВ из пиролизованного поливинил-спиртового волокна предварительно обработанного нейтрализованным ам-миаком 25 масс. % раствором бората метилфосфита. Сравнительные испытания адгезионных свойств покрытий по всем вариантам заявленной композиции и по примеру к вулканизованной резине на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН-18), хлоропренового каучука (ХПК), изопренового каучука (СКИ-3) и этиленпропиленового каучука (СКЭПТ-40) приведены в таблице 2.
С целью определения эффективности разработанных огнезащитных составов проведены испытания покрытий путем воздействия на обработанный образец вулканизованной резины источника открытого огня. Установка для испытаний собрана на базе лабораторного химического штатива и установлена в хорошо вентилируемом помещении. Образцы для измерений имеют следующие размеры: длина - 70 мм, ширина - 70 мм, толщина - 10 мм. Толщина огнезащитного покрытия 1,0 мм. Заявленная толщина покрытия объясняется тем, что при уменьшении толщины покрытия не достигаются необходимые огнезащитные свойства, а увеличение толщины покрытия ведет к возрастанию времени отверждения композиции. Перед измерениями покрытые образцы высушиваются при комнатной температуре не менее 24 часов.
Перед измерениями покрытые образцы высушиваются при комнатной температуре не менее двух суток. Определение огнетеплостойкости покрытия производится с помощью плазматрона. Испытуемый образец, толщиной в 1 см, оборачивался асбестом с вырезом в центре и укреплялся с обеих сторон металлическими пластинами. Вся конструкция зажималась в лапки штатива и устанавливалась напротив плазматрона. Затем включался прибор и его пламя направлялось в центр испытуемого образца. Показания температуры считывались с помощью пирометра (либо термопары, спаи которой устанавливались с необогреваемой стороны образца), установленного с другой стороны образца и направленного в его центр, до полного прожигания образца или в течении 300 секунд с момента направления пламени в центр испытуемого образца.
Установка для проведения испытаний помещена в вытяжной шкаф. Образец закрепляют в штативе вертикально с помощью зажимов. Нагрев образца проводился с помощью плазмотрона Мультиплаза 3500 с температурой пламени 8000°С. Образец должен находиться на расстоянии 5 см от горелки плазмотрона в этом случае температура на поверхности образца составляет 2500°С.
Пламя горелки направляют на образец и засекают время начала испытания. В ходе испытаний определяют время прогрева необогреваемой стороны образца до температуры 100°С и температуру на необогреваемой стенке после прогрева образца в течение пяти минут. После испытаний с поверхности образца удаляют деструктированный слой и определяют его толщину.
Для определения коксового числа, предварительно взвешенный образец помещался в муфельную печь на 30 минут при 500°С. Затем образец извлекался, охлаждался при температуре 25°С и снова взвешивался. Коксовое число вычислялось по остаточной массе относительно исходного веса образца.
Полученные результаты приведены в таблице 2.
Исследование стойкости к воздействию огня показывает, что введение в состав в качестве модификатора указанных микроуглеродных волокон способствует обеспечению высокой огнестойкости покрытия.
Таким образом, состав для огнезащитных покрытий, включающий хлорсульфированный полиэтилен, толуол и микроуглеродные волокна МУВ, полученные из поливинилспиртового волокна предварительно обработанного нейтрализованным аммиаком 25 масс. % раствором бората метилфосфита, и пиролизованного при 600°С в течение 30 минут, при заявленном соотношении компонентов, обеспечивает повышенные огнетеплозащитные свойства покрытиям.