СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ
METHOD OF PRODUCING FIRE PROTECTIVE COATING FOR STEEL PLASTICS

Изобретение относится к способу получения огнезащитного покрытия (ОЗП) для стеклопластиков с использованием полимерных связующих и может найти применение в различных областях промышленности.
Известен способ получения теплоизоляционного и огнестойкого многослойного комбинированного полимерного покрытия, включающий последовательное нанесение на возможно предварительно нагретую поверхность покрывных слоев, сначала жидкокерамического покрытия из полимерной композиции, содержащей связующее, смесь полых микросфер, и вспомогательные целевые добавки, затем на полученное покрытие при необходимости наносят один или несколько слоев из стеклохолста и далее наносят один или несколько слоев полимерной вспучивающейся огнестойкой композиции с добавками, обеспечивающими получение вспучивающегося покрытия, и далее осуществляют окончательную сушку покрытия, при этом жидкокерамическое покрытие выполнено из композиции, содержащей в качестве одной из вспомогательных добавок антипирен полифосфат аммония (патент РФ 2352601). Известный способ технологически сложен и включает несколько стадий.
Известен способ получения огнестойкого покрытия, включающий нанесение на поверхность нескольких слоев композиции, содержащей связующее и наполнитель, с промежуточной сушкой каждого слоя и окончательной термообработкой покрытия, сначала на поверхность наносят теплоизоляционные слои из композиции, содержащей силоксановый каучук и микросферы стеклянные, а затем огнестойкие слои из композиции, содержащей силоксановый каучук, микросферы стеклянные и нитрид бора, при этом сушку каждого промежуточного слоя проводят при 20-80°С, а окончательную термообработку покрытия при 80-150°С, причем суммарная толщина огнестойких слоев не превышает 3 мм (патент РФ 2039070). Однако состав композиции по данному способу многокомпонентен, технология включает несколько стадий, покрытие имеет большую толщину.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения огнезащитного покрытия для стеклопластиков путем нанесения покрытия на стеклопластик на основе перхлорвиниловой смолы в органическом растворителе в сочетании со вспенивающим наполнителем и последующей сушкой покрытия при комнатной температуре, причем в качестве органического растворителя используют смесь бутилацетата и ацетона в соотношении 1:1, в качестве вспенивающего наполнителя - фосфорборхлорсодержащий олигомер, предварительно полученный в результате взаимодействия бората метилфосфита с эпихлоргидрином в массовом отношении 3,5:3, в количестве 8,5-11,5 мас.ч. на 100 мас.ч. состава для покрытия, при этом состав для покрытия наносят слоем толщиной 0,5-0,7 мм, а сушку осуществляют в течение 2 сут (патент РФ №2494129).
Недостатками указанного технического решения являются низкая кратность кокса и вследствие этого высокий темп нагрева защищаемой поверхности, а также низкая скорость сушки.
Техническая задача настоящего изобретения - разработка нового способа получения огнезащитного покрытия для стеклопластиков на основе полимерных связующих с ускоренной сушкой, являющегося технологичным (малостадийным) результатом, обеспечивающим образование пенококса высокой кратности и снижение темпа нагрева защищаемой поверхности.
Задача решается тем, что разработан способ получения огнезащитного покрытия для стеклопластиков, заключающийся в том, на стеклопластик сначала наносят покрытие из композиции, включающей (вес.%): полифосфат аммония форма II (23-25), пентаэритрит (5-7), меламин (7), диоксид титана рутил (3,5), гидроксид алюминия (11), раствор стирол-акрилового сополимера (выбранного из группы акриловых сополимеров с другими виниловыми соединениями) в органическом растворителе (20-30), после чего покрытие сушат при комнатной температуре в течение 4-6 ч.
В частности, органическим растворителем является смесь органических растворителей (вес.%): бутилацетат (10), этилцеллозольв (8), ацетон (7), бутанол (15), этанол (10), толуол (50) (далее растворитель).
Исходную композицию получают путем смешения сначала жидких компонентов - стирол-акрилового сополимера и растворителя, после чего к ним добавляют остальные сыпучие компоненты и затем перемешивают до получения однородной вязкой массы, при этом размер частиц по клину не должен превышать 100 мк.
Композицию наносят подходящим способом на защищаемую поверхность и высушивают. Высушенное покрытие толщиной 0,7-1,1 мм обеспечивает время достижения температуры до 100°С на необогреваемой стороне стеклопластика в пределах 118-180 с и до 200°С - в пределах 590-760 с, при этом температура необогреваемой стороны стеклопластика через 25 мин экспозиции составляет 300-330°С.
В отличие от известного способа использована другая исходная композиция для покрытия, в т.ч. - другая смесь растворителей, а также - другого способа получения покрытия для стеклопластиков. Применение широкого набора стирол-акриловых сополимеров обеспечивает эквивалентность действия на заявленный результат в отличие от акриловых сополимеров других групп. Таким образом, достигнут новый технический результат - обеспечение образования пенококса высокой кратности, снижение темпов нагрева защищаемой поверхности. Кроме того, заявленный способ является технологичным (менее стадийным).
Используют исходную смесь растворителей, которая является доступной - растворитель 646 ГОСТ 18188-72.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Общая методика получения композиции для ОЗП.
При получении композиции для ОЗП используют сыпучие компоненты размером частиц до 50 мк. При необходимости дополнительный помол осуществляют на соответствующем оборудовании. Смешение компонентов осуществляют на высокоскоростном (не менее 1500 об/мин) диссольвере. В диссольвер загружают жидкие компоненты - стирол-акриловый сополимер и растворитель. Сыпучие компоненты загружают постепенно при постоянно работающей на малых оборотах (80-150 об/мин) мешалке в произвольном порядке до получения однородной вязкой массы. Постепенно увеличивают число оборотов, не допуская разбрызгивания продукта, и перемешивают в течение 15-30 мин. В отсутствие возможности регулировки числа оборотов допускается кратковременное включение диссольвера. Контроль - размер частиц по клину не должен превышать 100 мк. Готовый продукт должен обладать слабой тиксотропией, обеспечивающей отсутствие седиментации частиц.
Пример 2-13. Получение ОЗП и его характеристики.
Перед употреблением состав доводят до рабочей вязкости смесью растворителей. Используют смесь органических растворителей (вес.%): бутилацетат (10), этилцеллозольв (8), ацетон (7), бутанол (15), этанол (10), толуол (50). Наносят ОЗП кистью или краскораспылителем. Сушат покрытие при температуре не ниже 15°С в течение 4-6 ч до полного высыхания и при необходимости наносят следующий слой. Испытания ОЗП проводят после полного удаления летучих из отвержденного покрытия путем доведения образца до постоянной массы.
Для испытания с целью регистрации температуры на внутренней поверхности ОЗП состав наносят на стальные пластины размером 150×150 мм толщиной 1 мм и устанавливают термопару на ее внешней стороне.
2
Испытания осуществляют методом радиационной панели. Мощность теплового потока 103 кВт/м. Кратность кокса определяют по отношению толщины пенококса к исходной толщине покрытия, вычисляя среднее значение не менее 5 измерений.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Пример 10. Испытания ОЗП на стеклопластиках.
2
Испытания проводят на электроизоляционном стеклопластике марки СТЭФ-У (эпоксидно-фенолформальдегидное связующее) и конструкционном стеклопластике КАСТ-В (фенолоформальдегидное связующее) на образцах размером 150×150 мм толщиной 2 мм. Мощность теплового потока 103 кВт/м. Толщина ОЗП 0,9±0,2 мм. После экспозиции методом радиационной панели в течение 10 мин и удаления пенококса с поверхности стеклотекстолитов рассматривают внешний вид образцов. Защищаемые поверхности стеклотекстолитов СТЭФ-У и КАСТ-В вспучены (расслоение), карбонизация слабо выражена.