ОГНЕЗАЩИТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ

ОГНЕЗАЩИТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ


RU (11) 2306328 (13) C1

(51) МПК
C09K 21/00 (2006.01)
C09D 5/18 (2006.01)
C09D 161/10 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.09.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2006109668/04 
(22) Дата подачи заявки: 2006.03.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.03.27 
(45) Опубликовано: 2007.09.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2208028 C1, 10.07.2003. RU 2249578 C1, 10.04.2005. RU 2091424 C1, 27.09.1997. SU 902450 A1, 30.07.1986. SU 883119 A1, 23.11.1981. SU 1130586 A1, 23.12.1984. SU 1712380 A1, 15.02.1992. JP 2002322374, 08.11.2002. 
(72) Имя изобретателя: Федченко Николай Николаевич (RU); Кустов Василий Геннадьевич (RU); Парахин Алексей Николаевич (RU); Старкова Антонина Александровна (RU); Терешатов Сергей Васильевич (RU); Ямпольский Владимир Борисович (RU); Сечина Галина Юрьевна (RU); Мокрецов Иван Игнатьевич (RU); Кондрашов Николай Николаевич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Федеральное казенное предприятие "Пермский пороховой завод" (ФКП "Пермский пороховой завод") (RU) 
(98) Адрес для переписки: 614113, г.Пермь, ул. Д.И. Гальперина, 11, ФКП "Пермский пороховой завод", ген. директору Г.Э. Кузьмицкому 

(54) ОГНЕЗАЩИТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов на основе интеркалированных соединений графита, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние поверхности объектов гражданского, военного назначения, для обработки промышленных конструкций с целью блокировки распространения огня за счет придания огнестойкости, высоких теплоизолирующих свойств при воздействии высоких температур. Огнезащитная композиция для покрытия, включающая связующее - акриловую дисперсию и смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит и Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана и карбонат кальция, отвердитель - мочевину и воду, композиция в качестве связующего содержит 50%-ную акриловую дисперсию на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1, а в качестве наполнителя содержит нить стеклянную рубленую при определенном соотношении компонентов. Достигается повышение прочности при растяжении и снижение изменения линейных размеров. 2 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов на основе интеркалированных соединений графита, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние поверхности объектов гражданского, военного назначения, для обработки промышленных конструкций с целью блокировки распространения огня за счет придания огнестойкости, высоких теплоизолирующих свойств при воздействии высоких температур.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к заявляемому изобретению является "Огнезащитная композиция" по патенту РФ №2208028 МПК C09D 5/18.
Композиция включает в себя следующие компоненты, мас.%:
Связующее:
Акриловая дисперсия на основе сополимера 
бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты 
марки "Диакам" 4,5-5,0 
Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж 15-16 

Окислитель:
Графит окисленный 6,2-8,0 

Карбонизатор:
Пентаэритрит 18,0-24,2 
Na-карбоксиметилцеллюлоза 0,7-0,8 

Наполнитель:
Диоксид титана 1,9-2,0 
Карбонат кальция 2,8-3,0 

Отвердитель:
Полифосфат аммония 23,0-26,2 

Вспениватель:
Мочевина 3,7-4,0 
Вода остальное 

Данная композиция не обеспечивает необходимые величины прочности при растяжении, снижение изменения линейных размеров.
Задачей изобретения является создание огнезащитной композиции для покрытия, обеспечивающей повышение прочности при растяжении и снижение изменения линейных размеров при сохранении остальных показателей на том же уровне.
Поставленная задача решается за счет того, что огнезащитная композиция для покрытия, включающая связующее - акриловую дисперсию и смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит и Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана и карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, композиция в качестве связующего содержит 50%-ную акриловую дисперсию на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1, а в качестве наполнителя дополнительно содержит нить стеклянную рубленую при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
50%-ная акриловая дисперсия на основе сополимера 
бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой 
кислоты в соотношении 47:52: 14-12 
Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж 13-17 
Графит окисленный 5-10 
Пентаэритрит 20-30 
Na-карбоксиметилцеллюлоза 0,5-2,0 
Диоксид титана 1,5-3,0 
Карбонат кальция 0,8-3,0 
Нить стеклянная рубленая 0,5-5,0 
Полифосфат аммония 23-30 
Мочевина 2,5-5,0 
Вода 10-30 

Компоненты, используемые в огнезащитной композиции:
Связующее
50%-ная акриловая дисперсия на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1. Акриловая дисперсия представляет собой молочно-белую жидкость без коагулюма и механических примесей, показатель активности водородных ионов, рН в пределах 6,5-9,0. Устойчива к действию электролитов и механическому перемешиванию, морозостойкость при температуре минус (20±2)°С составляет 4 цикла. Выпускается по ТУ 2241-039-07507802-2001.
- Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж по ГОСТ 14231-88.
Окислитель
- Графит окисленный по ТУ 84-7509103.353-92
Карбонизатор
- Пентаэритрит по ГОСТ 9286-89
- Na-карбоксиметилцеллюлоза по ТУ 2231-002-50277563-00
Наполнитель
- Диоксид титана по ТУ 24.1-05762329-001-2003
- Карбонат кальция по ТУ 2321-0062588040-99
- Нить стеклянная рубленая марки БС10-160р-4,5Э, номинальный диаметр элементарной нити 10 мкм, линейная плотность 160 текс, длина отрезков нити 4,5 мм, замасливатель - парафиновая эмульсия. Выпускается по ТУ 6-48-110-94.
Отвердитель
- Полифосфат аммония по ТУ 6-47-15-90
Вспениватель
- Мочевина по ГОСТ 2081-92
- Вода по ГОСТ Р51232-98
Предлагаемая огнезащитная композиция для покрытий готовится по следующей технологии.
Отдельно готовится при температуре 60-80°С и перемешивании в течение 1,5-2,0 часов 5%-ный водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы.
Одновременно в смесителе типм СМ-400 при температуре 18-22°С поэтапно с интервалом 10-15 мин в течение 20-30 минут смешивают: на первом этапе полученный 5%-ный водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы со смолой карбамидоформальдегидной КФ-Ж и мочевиной; на втором этапе - с пентаэритритом, диоксидом титана, карбонатом кальция и нитью стеклянной рубленой; на третьем этапе смешивают с 50%-ной акриловой дисперсией на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1, водой и графитом.
Непосредственно перед нанесением на покрытую грунтовкой конструкцию, полученную смесь компонентов смешивают с полифосфатом аммония.
Примеры конкретного выполнения приведены в таблице 1, а физико-механические показатели предлагаемой композиции в таблице 2.
Методы испытания огнезащитной композиции для покрытий:
Прочность связи с металлом ГОСТ 209
Коэффициент вспучиваемости НПБ 236-97 ВНИИПО МВД России.
Предел огнестойкости НПБ 236-97 ВНИИПО МВД России.
Толщина покрытия ГОСТ 25335.
Прочность при растяжении ГОСТ 209.
Изменение линейных размеров ГОСТ 7251.
Прочность при растяжении и изменение линейных размеров огнезащитной композиции по прототипу определены дополнительно.
Из таблицы 2 видно, что предлагаемая огнезащитная композиция для покрытий имеет прочность при растяжении 3,2-3,5 МПа и изменение линейных размеров 0,1-0,3%.
Таблица 1 
Компоненты Прототип патент 2208028 По примерам мас.ч. 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Связующее: 
50%-ная акриловая дисперсия на основе сополимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1 - 4 5 6 7 8 10 11 6 7 12 
Акриловая дисперсия на основе сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты 4,5-5,0 - - - - - - - - - - 
Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж 15-16 13 13 15 14 15 17 16 17 13 17 
Окислитель: 
Графит окисленный 6,2-8,0 5 5 9 7 6 8 9 10 9 10 
Карбонизатор: 
Пентаэритрит 18,0-24,2 20 23 24 21 22 27 25 29 28 30 
Na-карбоксиметилцеллюлоза 0,7-0,8 0,5 0,7 0,9 1,5 1,0 1,3 2,0 1,8 1,9 2,0 
Наполнитель: 
Диоксид титана 1,9-2,0 1,5 2,0 2,5 1,8 2,0 2,5 3,0 2,7 2,9 3,0 
Карбонат кальция 2,8-3,0 0,8 1,0 2,0 3,0 2,5 2,0 1,5 1,6 2,5 3,0 
Нить стеклянная рубленая - 0,5 0,8 1,0 2,5 3,0 3,5 4 4 4,5 5,0 
Отвердитель 
Полифосфат аммония 23,0-26,2 23 25 29 27 29 30 30 23 24 30 
Вспениватель: 
Мочевина 3,7-4,0 2,5 2,6 2,8 3,0 3,3 3,5 4,0 4,5 4,8 5,0 
Вода остальное 10 25 20 17 15 20 25 29 28 30 

Таблица 2 
Показатели Прототип патент 2208028 По примерам 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Прочность связи с металлом при отрыве, МПа 0,7-0,82 0,8 0,9 0,9 0,95 0,85 0,8 0,8 0,95 0,8 1,0 
Коэффициент вспучиваемости 28,6 -40 35 36 37 40 38 40 39 38 37 35 
Предел огнестойкости, мин. 50-65 65 61 61 62 63 64 64 65 63 65 
Толщина покрытия, мм 1,3-1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 
Прочность при растяжении, МПа 1,0-1,5 3,2 3,4 3,4 3,4 3,2 3,2 3,4 3,3 3,5 3,2 
Изменение линейных размеров, % 1,5-2,5 0,2 0,3 0,2 0,1 0,1 0,2 0,1 0,3 0,2 0,2 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Огнезащитная композиция для покрытий, включающая связующее - акриловую дисперсию и смолу карбамидоформальдегидную КФ-Ж, окислитель - графит окисленный, карбонизатор - пентаэритрит и Na-карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель - диоксид титана и карбонат кальция, отвердитель - полифосфат аммония, вспениватель - мочевину и воду, отличающаяся тем, что композиция в качестве связующего содержит 50%-ную акриловую дисперсию на основе полимера бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1, а в качестве наполнителя дополнительно содержит нить стеклянную рубленую при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
50%-ная акриловая дисперсия на основе 
сополимера бутилакрилата, метилметакрилата 
и метакриловой кислоты в соотношении 47:52:1 4-12 
Смола карбамидоформальдегидная КФ-Ж 13-17 
Графит окисленный 5-10 
Пентаэритрит 20-30 
Na-карбоксиметилцеллюлозу 0,5-2,0 
Диоксид титана 1,5-3,0 
Карбонат кальция 0,8-3,0 
Нить стеклянная рубленая 0,5-5,0 
Полифосфат аммония 23-30 
Мочевина 2,5-5,0 
Вода 10-30