RU2119516C1

RU2119516C1 - Swelling fire proof composition for coating wood surfaces

Info

Publication number: RU2119516C1
Application number: RU97111992A
Authority: RU
Inventors: Р.Г. Амбарцумян
Original assignee: Филиал "Научно-исследовательская часть" Акционерное общество Институт "Ростовский Промстройниипроект"
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 1998-09-27

Abstract

FIELD: heat insulation of wood structures in case of fire. SUBSTANCE: claimed composition comprises (wt %): 3.4-7.9 water soluble urea-formaldehyde or urea- melaminofomaldehyde or carbamidoformaldehyde resin (in terms of dry residue); 10.5-26.0 ammophos or ammonium polyphosphate; 4.8-12.0 pentaerythrite or pentrol; 1.7- 4.0 kaolin; 1.7-4.0 n-tert-butylphenol-formaldehyde resin; 1.8-6.1 melamine cyanurate or dicyanodiamide; 5.0- 10.0 ammonium fluoride or ammonium tetrafluoroborate, or mixture of ammonium fluoride with ammonium bifluoride (in 1:1 to 1:2.5 ratio); and the water balance. The claimed composition further comprises 2.0-4.0 wt % asbestos fiber. Properties of the claimed composition: consumption rate is 150-300 g/sq. m; weight loss of specimen according to GOST 16363-76 is 0.9-1.6%; adhesion according to GOST 15140-78 is 1 point; viability of composition free from ammonium phosphates is 6 months; coating does not peel. EFFECT: improved fire protection properties and reduced amount of the composition used. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся покрытиям для теплоизоляции деревянных конструкций при пожаре. The invention relates to fire retardant intumescent coatings for thermal insulation of wooden structures in case of fire.

Известен огнезащитный вспучивающийся состав для покрытий деревянных поверхностей, содержащий в качестве аминоформальдегидной смолы водорастворимые мочевиноформальдегидную или мочевиномеламиноформальдегидную смолу, поливинилацетатную дисперсию, фосфаты аммония, пентрол, мочевину и воду (см. патент СССР N 1819281, МКИ C 09 D 161/24, 161/30, 5/18, 1991). Known fire retardant intumescent composition for coating wooden surfaces, containing as an aminoformaldehyde resin water-soluble urea-formaldehyde or urea-melamine-formaldehyde resin, polyvinyl acetate dispersion, ammonium phosphates, pentrol, urea and water (see USSR patent N 1819281, MKI C 09 D 161/24/24 5/18, 1991).

Недостатком описанного состава является значительный расход (480-740 г/м²) и недостаточно высокие огнезащитные свойства. Средняя потеря массы образца по ГОСТ 16363-76 составляет 2,6-4,3%.The disadvantage of the described composition is a significant consumption (480-740 g / m ² ) and insufficiently high fire retardant properties. The average weight loss of the sample according to GOST 16363-76 is 2.6-4.3%.

За прототип выбран огнезащитный вспучивающийся состав для покрытий, содержащий в качестве аминоформальдегидной смолы водорастворимые мочевиноформальдегидную или меламиноформальдегидную смолу, полифосфат аммония, пентаэритрит или пентрол, каолин, n-трет-бутилфенолформальдегидную смолу, меламин, циануровую кислоту, аммелид, аммелин и воду (см. патент РФ N 2065463, МКИ C 09 D 5/18, 161/24, 161/30, C 09 K 21/10, 21/12, B 27 K 3/34, 3/16, 1993). A fire retardant intumescent coating composition was selected as the prototype; it contains water-soluble urea-formaldehyde or melamine-formaldehyde resin, ammonium polyphosphate, pentaerythritol or pentrol, kaolin, n-tert-butylphenol-formaldehyde resin, melamine, aminomethane, cyanide RF N 2065463, MKI C 09 D 5/18, 161/24, 161/30, C 09 K 21/10, 21/12, B 27 K 3/34, 3/16, 1993).

Выбранный за прототип состав предназначен для теплоизоляции как металлических, так и деревянных конструкций при пожаре. The composition selected for the prototype is intended for thermal insulation of both metal and wooden structures in case of fire.

Однако его недостатки в отношении защиты деревянных конструкций аналогичны недостаткам состава, описанного выше в качестве аналога. However, its drawbacks regarding the protection of wooden structures are similar to the drawbacks of the composition described above as an analogue.

Расход состава, выбранного за прототип, составляет 485-515 г/м², а средняя потеря массы образца по ГОСТ 16363-76 - 3,45-3,95%.The consumption of the composition selected for the prototype is 485-515 g / m ² and the average weight loss of the sample according to GOST 16363-76 is 3.45-3.95%.

Технической задачей изобретения является уменьшение расхода состава при одновременном улучшении его огнезащитных свойств. An object of the invention is to reduce the consumption of the composition while improving its fire retardant properties.

Сущность изобретения заключается в том, что огнезащитный вспучивающий состав для покрытия деревянных поверхностей, включающий аминоформальдегидную смолу, фосфат аммония, пентаэритрит или пентрол, каолин, n-трет-бутилфенолформальдегидную смолу и воду, содержит в качестве аминоформальдегидной смолы водорастворимые мочевиноформальдегидную или мочевиномеламиноформальдегидную, или карбамидоформальдегидную смолу, в качестве фосфата аммония - аммофос или полифосфат аммония и дополнительно содержит цианурат меламина или дициандиамид и фторид аммония или тетрафторборат аммония, или смесь фторида аммония с бифторидом аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%. The essence of the invention lies in the fact that the fire retardant intumescent composition for coating wooden surfaces, including amino formaldehyde resin, ammonium phosphate, pentaerythritol or pentrol, kaolin, n-tert-butyl phenol formaldehyde resin and water, contains water-soluble urea-formaldehyde-formaldehyde-formaldehyde-formaldehyde-formaldehyde-formaldehyde resin , as ammonium phosphate - ammophos or ammonium polyphosphate and additionally contains melamine cyanurate or dicyandiamide and f ammonium thoride or ammonium tetrafluoroborate, or a mixture of ammonium fluoride with ammonium bifluoride in the following ratio, wt.%.

Водорастворимые мочевиноформальдегидная или мочевиномеламиноформальдегидная, или карбамидоформальдегидная смола (в пересчете на сухой остаток) - 3,4-7,9
Аммофос или полифосфат аммония - 10,5-26,0
Пентаэритрит или пентрол - 4,8-12,0
Каолин - 1,7-4,0
n-трет-Бутилфенолформальдегидная смола - 1,7-4,0
Цианурат меламина или дициандиамид - 1,8-6,1
Фторид аммония или тетрафторборат аммония, или смесь фторида аммония с бифторидом аммония в соотношении от 1:1 до 1:2,5 - 5,0-10,0
Вода - Остальное
Кроме того, состав может дополнительно содержать 2,0-4,0 мас.% асбестового волокна.Water-soluble urea-formaldehyde or urea-melamine-formaldehyde or urea-formaldehyde resin (calculated on the dry residue) - 3.4-7.9
Ammophos or ammonium polyphosphate - 10.5-26.0
Pentaerythritol or Pentrol - 4.8-12.0
Kaolin - 1.7-4.0
n-tert-Butylphenol formaldehyde resin 1.7-4.0
Melamine cyanurate or dicyandiamide - 1.8-6.1
Ammonium fluoride or ammonium tetrafluoroborate, or a mixture of ammonium fluoride with ammonium bifluoride in a ratio of 1: 1 to 1: 2.5 - 5.0-10.0
Water - Else
In addition, the composition may further comprise 2.0-4.0 wt.% Asbestos fiber.

Расход предлагаемого состава составляет всего 150-300 г/м³, что в 1,6-3,4 раза меньше, чем у состава, выбранного за прототип. При этом, как показали испытания заявляемого состава, средняя потеря массы образца по ГОСТ 16363-76 составляет 0,9-1,6%, что в 2,2-2,4 раза меньше, чем у прототипа.The consumption of the proposed structure is only 150-300 g / m ³ , which is 1.6-3.4 times less than that of the composition selected for the prototype. Moreover, as shown by tests of the claimed composition, the average weight loss of the sample according to GOST 16363-76 is 0.9-1.6%, which is 2.2-2.4 times less than that of the prototype.

Остальные физико-механические свойства предлагаемого состава следующие (в скобках указаны показатели прототипа):
Условная вязкость по В3-4 до введения фосфатов аммония при t=20±5^oC (ГОСТ 8420-74), с - 15,9-22,7 (22-42)
Адгезия по ГОСТ 15140-78, балл.:
Через 10 дней после нанесения состава - 1 (1-2)
Через 12 мес. после нанесения состава - 1 (1-2)
Время высыхания покрытия толщиной до 0,2 мм при t=20±2^oC, час - 17-24 (18-24)
Жизнеспособность (без фосфатов аммония), мес. - 6 (6)
Токсичность (класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76) - 4 (4)
Способность к отслаиванию - Не отслаивается (не отслаивается)
В предлагаемый состав дополнительно введен фторид аммония или смесь фторида аммония с бифторидом аммония, или тетрафторборат аммония (ГОСТ 4518-75, ГОСТ 9546-76, ТУ 6-09-1080-76).The remaining physical and mechanical properties of the proposed structure are as follows (in parentheses are indicators of the prototype):
Conditional viscosity according to B3-4 before the introduction of ammonium phosphates at t = 20 ± 5 ^o C (GOST 8420-74), s - 15.9-22.7 (22-42)
Adhesion according to GOST 15140-78, point:
10 days after applying the composition - 1 (1-2)
After 12 months after applying the composition - 1 (1-2)
The drying time of the coating up to 0.2 mm thick at t = 20 ± 2 ^o C, hour - 17-24 (18-24)
Viability (without ammonium phosphates), months - 6 (6)
Toxicity (hazard class according to GOST 12.1.007-76) - 4 (4)
Peeling ability - Non-peeling (non-peeling)
Ammonium fluoride or a mixture of ammonium fluoride with ammonium bifluoride, or ammonium tetrafluoroborate (GOST 4518-75, GOST 9546-76, TU 6-09-1080-76) are additionally introduced into the proposed composition.

Указанные ингредиенты до настоящего времени в огнезащитных вспучивающихся составах не применялись. Они были известны как одни из основных компонентов антисептических составов для древесины (см. например, авт. свид. СССР N 1629184, 1794055, 1810284 и др.). These ingredients have not yet been used in flame retardant intumescent formulations. They were known as one of the main components of antiseptic compositions for wood (see, for example, ed. Certificate of the USSR N 1629184, 1794055, 1810284, etc.).

Однако введенные в предлагаемый огнезащитный состав эти ингредиенты в сочетании с другими позволили повысить огнестойкость покрытия и снизить расход состава. Более того, они дополнительно придали предлагаемому составу антисептические свойства. However, these ingredients introduced into the proposed flame retardant composition in combination with others allowed to increase the fire resistance of the coating and reduce the consumption of the composition. Moreover, they additionally gave the proposed composition antiseptic properties.

Огнезащитный вспучивающийся состав для покрытия деревянных поверхностей готовят следующим образом. Fireproof intumescent composition for coating wooden surfaces is prepared as follows.

Смешивают водорастворимую мочевиноформальдегидную смолу или мочевиномеламиноформальдегидную смолу, или карбамидоформальдегидную смолу с n-трет-бутилфенолформальдегидной смолой, пентролом или пентаэритритом, циануратом меламина (ТУ 24-78-109-00208953-96) или дициандиамидом и с фторидом аммония или тетрафторборатом аммония, или со смесью фторида аммония с бифторидом аммония и загружают в шаровую мельницу, где перетирают до получения требуемой величины частиц (не более 100 ед. по "клину"). При этом, если в составе используется смесь фторида аммония с бифторидом аммония, то компоненты этой смеси берутся в следующем соотношении: на 1 весовую часть фторида аммония берется 1-2,5 части бифторида аммония. A water-soluble urea-formaldehyde resin or urea-melamine-formaldehyde resin or urea-formaldehyde resin is mixed with n-tert-butylphenol formaldehyde resin, pentrol or pentaerythritol, melamine cyanurate, ammonium tetrafluoride or ammonium dichloride or ammonium diamide amide or ammonium nitrate or ammonium nitrate or aminomethane ammonium fluoride with ammonium bifluoride and loaded into a ball mill, where it is ground to obtain the desired particle size (not more than 100 units on the "wedge"). Moreover, if a mixture of ammonium fluoride with ammonium bifluoride is used in the composition, then the components of this mixture are taken in the following ratio: 1-2.5 parts of ammonium bifluoride are taken per 1 part by weight of ammonium fluoride.

После окончания перетирания в полученную смесь добавляют каолин и перемешивают в смесителе до получения однородной массы. Вместе с каолином можно одновременно добавлять асбестовое волокно, которое способствует повышению прочности вспученного коксового слоя, образующегося в результате воздействия на покрытие высоких температур. After grinding, kaolin is added to the resulting mixture and mixed in a mixer until a homogeneous mass is obtained. Together with kaolin, you can simultaneously add asbestos fiber, which helps to increase the strength of the expanded coke layer formed as a result of exposure to high temperatures on the coating.

Аммофос или полифосфат аммония добавляют в состав непосредственно перед его нанесением и перемешиванием в смесителе или вручную. Ammophos or ammonium polyphosphate is added to the composition immediately before its application and mixing in a mixer or manually.

Расчетное количество воды можно вводить в состав как после введения каолина и асбестового волокна, так и вместе с аммофосом или полифосфатом аммония непосредственно перед нанесением. The estimated amount of water can be introduced into the composition both after the introduction of kaolin and asbestos fiber, and together with ammophos or ammonium polyphosphate immediately before application.

Примеры рецептуры предлагаемого состава представлены в табл. 1, а его физико-механические свойства - в табл.2. Examples of the formulation of the proposed composition are presented in table. 1, and its physical and mechanical properties are shown in Table 2.

Claims

1. Fire retardant intumescent composition for coating wooden surfaces, including aminoformaldehyde resin, ammonium phosphate, pentaerythritol or pentrol, kaolin, n-tert-butylphenol-formaldehyde resin and water, characterized in that it contains water-soluble urea-formaldehyde urea-formaldehyde urea urea-formaldehyde resin or a urea-formaldehyde resin, as ammonium phosphate is ammophos or ammonium polyphosphate and further comprises melamine cyanurate or dicyandiamide and ammonium fluoride, and whether ammonium tetrafluoroborate, or a mixture of ammonium fluoride with ammonium bifluoride in a ratio of 1: 1 to 1: 2.5, in the following ratio, wt.%:
Water-soluble urea-formaldehyde, or urea-melamine-formaldehyde, or urea-formaldehyde resin (in terms of the residual residue) - 3.4 - 7.9
Ammophos or ammonium polyphosphate - 10.5 - 26.0
Pentaerythritol or Pentrol - 4.8 - 12.0
Kaolin - 1.7 - 4.0
n-tert-butylphenol formaldehyde resin 1.7 to 4.0
Melamine cyanurate or dicyandiamide - 1.8 - 6.1
Ammonium fluoride or ammonium tetrafluoroborate or a mixture of ammonium fluoride with ammonium bifluoride in a ratio of 1: 1 to 1: 2.5 - 5.0 - 10.0
Water - The rest.

2. Fire retardant intumescent composition for coating wooden surfaces, characterized in that it additionally contains 2.0 to 4.0 wt.% Asbestos fiber.