RU2119931C1

RU2119931C1 - Antipyrene for producing the fireproofed paint and varnish materials

Info

Publication number: RU2119931C1
Application number: RU96112081A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Михайлов; Людмила Федоровна Князева; Игорь Иванович Лаптев; Николай Евгеньевич Грязев
Original assignee: Валерий Иванович Михайлов; Людмила Федоровна Князева; Игорь Иванович Лаптев; Николай Евгеньевич Грязев
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-10-10

Abstract

FIELD: paint and varnish materials. SUBSTANCE: organophosphorus-base antipyrene has a mixture of reaction products of pentaerythritol, dialkylphosphite, maleic anhydride and formamide at mole ratio = 1:2:1:7. This combination of reagents provides preparing antipyrene used as a high-effective addition to paint and varnish materials produced by industry. EFFECT: improved quality of antipyrene. 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к защите окрашенных изделий от возгорания и горения, а именно к огнезащитным добавкам для лакокрасочных материалов без изменения их области назначения и может быть использовано для отделочных работ в гражданском и промышленном строительстве, а также при ремонтных работах. The invention relates to the protection of painted products from fire and combustion, namely, fire retardant additives for paints and varnishes without changing their destination and can be used for decoration in civil and industrial construction, as well as during repair work.

Известны огнезащищенные полимерные материалы с высокой когезионной прочностью и удовлетворительной пленкообразующей способностью, используемые для покрытия деревянных и металлических поверхностей и представляющие собой производные 1,3-алкадиен-1(тион)-фосфоновых кислот, которые после взаимодействия с гликолями образуют реакционноспособные фосфорсодержащие олигоэфиры с двумя и более сопряженными диеновыми группировками. Эти олигоэфиры можно использовать как самостоятельные пленкообразователи и как высокомолекулярные модификаторы. Они хорошо сополимеризуется в тонком слое с ненасыщенными алкидами и придают им пониженную горючесть. Л.Н.Машляковский и др., "Органические покрытия пониженной горючести", Л., Химия, 1989, с.100. Fire-resistant polymer materials with high cohesive strength and satisfactory film-forming ability are known that are used to coat wooden and metal surfaces and are derivatives of 1,3-alkadiene-1 (thion) -phosphonic acids, which, after interaction with glycols, form reactive phosphorus-containing oligoesters with two and more conjugated diene groups. These oligoesters can be used as independent film formers and as high molecular weight modifiers. They copolymerize well in a thin layer with unsaturated alkyds and give them reduced flammability. L.N. Mashlyakovsky et al., "Organic coatings of reduced combustibility", L., Chemistry, 1989, p. 100.

Известна также огнезащитная композиция для покрытий, включающая алкидную смолу, полученную на основе фталевого ангидрида и пентаэритрита, модифицированная фосфорорганическим антипиреном - бромфениловым эфиром 1,3-бутадиенфосфоновой кислоты CH₂=CH=CH=P(O) (OC₆H_5-nBr_n), где n = 1-3. SU 834053 A, 1981.A fire retardant coating composition is also known, including an alkyd resin based on phthalic anhydride and pentaerythritol, modified with an organophosphorus flame retardant, 1,3-butadiene phosphonic acid bromophenyl ether, CH ₂ = CH = CH = P (O) (OC ₆ H _5-n Br _n ), where n = 1-3. SU 834053 A, 1981.

Однако указанные антипирены имеют ряд недостатков. Во-первых, галогенсодержащие алкилфосфаты, к которым относятся данные антипирены, обнаруживают сильные токсические свойства не только в процессе разложения или горении, но и при синтезе самого антипирена. Во-вторых, они не позволяют получать лакокрасочные материалы с высокими огнезащитными свойствами и могут быть использованы, в основном, непосредственно только при синтезе лакокрасочного материала на основе алкидных смол. However, these flame retardants have several disadvantages. Firstly, halogen-containing alkyl phosphates, which include these flame retardants, exhibit strong toxic properties not only during decomposition or combustion, but also in the synthesis of the flame retardant itself. Secondly, they do not allow to obtain paints and varnishes with high fire retardant properties and can be used, mainly, directly only in the synthesis of paints and varnishes based on alkyd resins.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является состав для защиты древесины от возгорания и биоповреждений на основе фосфорорганических антипиренов, содержащий смесь продуктов реакции взаимодействия диалкилфосфита с аминами, карбоновыми кислотами, амидами кислот RU 2061589Cl, 1996 - прототип. Он может быть использован и как огнезащитная добавка к лакокрасочным материалам. Closest to the proposed invention in technical essence is a composition for protecting wood from fire and biodeterioration based on organophosphorus flame retardants containing a mixture of reaction products of the interaction of dialkyl phosphite with amines, carboxylic acids, amides of acids RU 2061589Cl, 1996 - prototype. It can also be used as a fire retardant additive to paints and varnishes.

Однако он имеет узкий круг применения и может быть использован только для водорастворимых лакокрасочных материалов на основе нитроцеллюлозы. Объясняется это несовместимостью с тем или другим компонентом, чаще всего с растворителями, широко применяемыми в лакокрасочных материалах. However, it has a narrow range of applications and can be used only for water-soluble paints and varnishes based on nitrocellulose. This is explained by incompatibility with one or another component, most often with solvents widely used in paints and varnishes.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение антипирена, применяемого как высокоэффективная добавка к широкому классу промышленно выпускаемых лакокрасочных материалов. The technical task of the invention is to obtain a flame retardant used as a highly effective additive to a wide class of industrially produced paints and varnishes.

Поставленная задача решается тем, что в лакокрасочные материалы добавляется антипирен на основе фосфорорганических соединений, содержащий смесь продуктов реакции взаимодействия 1 моль пентаэритрита и 2 моль диалкилфосфита при нагреве в интервале температур 170-190^oC, 1 моль малеинового ангидрида и нейтрализованной при комнатной температуре (20±2^oC) 7 моль формамида.The problem is solved in that flame retardant based on organophosphorus compounds is added to paints and varnishes containing a mixture of reaction products of 1 mol of pentaerythritol and 2 mol of dialkylphosphite when heated in the temperature range 170-190 ^o C, 1 mol of maleic anhydride and neutralized at room temperature (20 ± 2 ^o C) 7 mol of formamide.

Пример
При комнатной температуре в реакционную колбу с перемешивающим устройством загружают расчетное количество диалкилфосфита и пентаэритрита в мольном соотношении 2: 1, смесь перемешивают и нагревают до 190^o и выдерживают при этой температуре до полного исчезновения пентаэритрита, что указывает на полное взаимодействие компонентов. После этого смесь охлаждают до 170^oC и в нее добавляют навеску малеинового ангидрида из расчета 1 моль. Реакционную смесь при данной температуре перемешивают и выдерживают 20-30 мин., после чего охлаждают до комнатной температуры (20±2^oC), далее в нее вводят формамид до полной нейтрализации реакционной смеси. Полученную массу используют в качестве огнезащитной добавки для модификации лакокрасочных материалов и изготовления опытных образцов для их сравнительных испытаний. Физико-химические характеристики предлагаемого антипирена приведены в таблице 1.Example
At room temperature, the calculated amount of dialkylphosphite and pentaerythritol in a molar ratio of 2: 1 is loaded into the reaction flask with a stirring device, the mixture is stirred and heated to 190 ^° and kept at this temperature until pentaerythritol completely disappears, which indicates the complete interaction of the components. After that, the mixture is cooled to 170 ^o C and a portion of maleic anhydride is added to it at the rate of 1 mol. The reaction mixture at this temperature is stirred and incubated for 20-30 minutes, then cooled to room temperature (20 ± 2 ^o C), then formamide is introduced into it until the reaction mixture is completely neutralized. The resulting mass is used as a fire retardant additive for the modification of paints and varnishes and the manufacture of prototypes for their comparative tests. Physico-chemical characteristics of the proposed flame retardant are shown in table 1.

Огнеупорные композиции готовились механическим перемешиванием лакокрасочного материала с предложенным антипиреном в количестве 5, 15, 25 мас.%. Эксплуатационные характеристики приведены в таблице 2. Для сравнения в таблице приведены данные модифицированных и немодифицированных материалов. Проверку эксплуатационных характеристик проводили по следующим ГОСТам: условной вязкости при 20 ± 5^oC по ВЗ-246 - по ГОСТ 8420-74; укрывистости - по ГОСТ 8784-73; адгезии - по ГОСТ 15140-7; продолжительность высыхания до степени 3 при 20 ± 28^oC - по ГОСТ 19007-73; твердости - по ГОСТ 5233-89; стойкости к действию воды - по ГОСТ 5233-89. Огнезащитные свойства композиции определялись по ГОСТ 12.1.044-89 "Пожаро-взрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура и методы их определения". Испытания проводились в керамической трубе, где создаются условия, близкие к условиям развитого пожара. Испытания проводились на сосновых образцах с нанесенными на их поверхность соответствующими материалами. Степень огнезащищаемой способности определялась по классу горючести испытываемых образцов, о котором судили по потере массы в образцах и времени самостоятельного горения.Refractory compositions were prepared by mechanical mixing of the paint material with the proposed flame retardant in an amount of 5, 15, 25 wt.%. The operational characteristics are shown in table 2. For comparison, the table shows the data of modified and unmodified materials. Performance testing was carried out according to the following GOSTs: conditional viscosity at 20 ± 5 ^o C according to VZ-246 - according to GOST 8420-74; hiding power - according to GOST 8784-73; adhesion - according to GOST 15140-7; drying time to degree 3 at 20 ± 28 ^o C - according to GOST 19007-73; hardness - according to GOST 5233-89; resistance to water - according to GOST 5233-89. Fire-retardant properties of the composition were determined according to GOST 12.1.044-89 "Fire and explosion safety of substances and materials. Nomenclature and methods for their determination." The tests were carried out in a ceramic pipe, where conditions are created close to the conditions of a developed fire. The tests were carried out on pine samples with the corresponding materials deposited on their surface. The degree of fire protection ability was determined by the combustibility class of the tested samples, which was judged by the loss of mass in the samples and the time of independent burning.

Результаты проведенных испытаний показали, что нанесение немодифицированного лакокрасочного материала существенно повышает горючесть древесины. Введение в соответствующие лакокрасочные материалы предлагаемого антипирена не только снижает пожароопасность краски, но и придает древесине огнезащитные свойства. При этом антипирен не оказывает существенного влияния на остальные эксплуатационные характеристики лакокрасочных материалов, эти композиции удовлетворяют предъявляемым техническим требованиям. The results of the tests showed that the application of unmodified paint material significantly increases the combustibility of wood. Introduction to the appropriate paints and varnishes of the proposed flame retardant not only reduces the fire hazard of the paint, but also gives the wood fire-retardant properties. At the same time, flame retardant does not significantly affect the other operational characteristics of paints and varnishes, these compositions satisfy the technical requirements.

Список использованной литературы. List of used literature.

1. Л.Н.Машляковский и др. Органические покрытия пониженной горючести. Л. , Химия, 1989, с. 100. 1. LN Mashlyakovsky and others. Organic coatings of reduced combustibility. L., Chemistry, 1989, p. 100.

2. Г.Г.Березина, Л.Н.Машляковский и др. Композиция для покрытий. А.с. N 834053, БИ N 20, 1981, C 09 D 3/64. 2. GG Berezina, LN Mashlyakovsky and others. Composition for coatings. A.S. N 834053, BI N 20, 1981, C 09 D 3/64.

3. В.И.Михайлов, В.Е.Землицкий, Е.А.Киселев. Состав для защиты древесины от возгорания и биоповреждений. Патент РФ N 2061589, БИ N 16, 1996, B 27 K 3/34 (прототип). 3. V.I. Mikhailov, V.E. Zemlitsky, E.A. Kiselev. Composition for protecting wood from fire and biodeterioration. RF patent N 2061589, BI N 16, 1996, B 27 K 3/34 (prototype).

Claims

Fire retardant for the production of fire-retardant paints and varnishes based on organophosphorus compounds, characterized in that it contains a mixture of reaction products of the interaction of penta-erythritol, dialkylphosphite, maleic anhydride and formamide in a molar ratio of 1: 2: 1: 7.