RU2132311C1

RU2132311C1 - Composition for fireproofing coat

Info

Publication number: RU2132311C1
Application number: RU97108883A
Authority: RU
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Утро"
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1999-06-27

Abstract

FIELD: production of the special building materials. SUBSTANCE: composition for the fireproofing coat has, wt.-%: silicate binding agent, 34-40; vermiculite ore concentrate, 35-50; swollen vermiculite, 3-6; dolomite, 10-20; sodium or potassium polyphosphate, 3-5; it can contain additionally aluminium hydroxide, 3-10; mineral fiber, 1-4; surface-active substance, at least, one of the group: alkyl-, aryl-, alkylaryl-, sulfate, sulfonate, fatty acid salt, 0.5-1 above 100%. Composition can be used for making the fireproofing coat for metallostructures, air ducts and wood. EFFECT: increased fireproofing property of the coat. 4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству специальных строительных материалов и может быть использовано при изготовлении огнезащитного покрытия по металлоконструкциям, воздуховодам и дереву. The invention relates to the production of special building materials and can be used in the manufacture of fire retardant coatings for metal structures, ducts and wood.

Известна сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия (А.С. СССР N 1625856, C 09 D 5/18, 1991), при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Силикофосфатная связка - 57-62
Слюдо-фиогопит или необожженный вермикулит - 7-14
Мел - 10-15
Мертель или каолин - 8-12
Золоунос ТЭЦ - остальное
Недостатком огнезащитного покрытия, изготовленного на данной сырьевой смеси, является относительно низкий предел огнестойкости (огнезащитных свойств) покрытия - не превышает 48 минут, значительные (до 20%) усадочные эффекты, повышенный расход сырьевых материалов.Known raw mix for the manufacture of fire retardant coatings (AS USSR N 1625856, C 09 D 5/18, 1991), in the following ratio of components, wt.%:
Silicophosphate Ligament - 57-62
Mica-phiogopite or unburnt vermiculite - 7-14
Chalk - 10-15
Mortar or kaolin - 8-12
Zolounos TPP - the rest
The disadvantage of a fire-retardant coating made on this raw material mixture is the relatively low limit of fire resistance (fire retardant properties) of the coating - not more than 48 minutes, significant (up to 20%) shrinkage effects, increased consumption of raw materials.

Известна также смесь для изготовления покрытия (А.С. СССР N 1807037, C 04 B 28/24, 1993), при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Концентрат вермикулитовой руды - 5-15
Отхода пенополистирола и/или пенополиуретана - 6-18
Серпентин хризотил-асбестовый - 3-8
Пирофиллит - 3-8
Портландцемент - 7-14
Жидкое стекло - остальное.Also known is a mixture for the manufacture of coatings (AS USSR N 1807037, C 04 B 28/24, 1993), in the following ratio of components, wt.%:
Vermiculite Ore Concentrate - 5-15
Polystyrene and / or polyurethane foam waste - 6-18
Chrysotile asbestos serpentine - 3-8
Pyrophyllitis - 3-8
Portland cement - 7-14
Liquid glass is the rest.

Недостатком данного огнезащитного покрытия, изготовленного на указанной смеси, также является невысокое значение огнестойкости (огнезащитных свойств) покрытия - не превышает 75 минут, повышенный расход сырьевых материалов, выделение токсичных газообразных продуктов при пожаре. The disadvantage of this fire-retardant coating made on this mixture is also the low value of fire resistance (fire-retardant properties) of the coating - not more than 75 minutes, increased consumption of raw materials, the release of toxic gaseous products in case of fire.

Наиболее близким аналогом к заявленному составу для огнезащитного покрытия является состав для огнезащитного покрытия, включающий (мас.%):
Концентрат вермикулитовой руды - 4-6
Измельченные отходы производства пенополистирола и/или пенополиуретана - 5-9
Серпентин хризотил-асбестовый - 5-12
Полифосфат натрия - 4-6
Жидкое стекло - остальное
(А.С. СССР N 1701694, C 04 B 28/26, 1991).The closest analogue to the claimed composition for a fire retardant coating is a composition for a fire retardant coating, including (wt.%):
Vermiculite Ore Concentrate - 4-6
Shredded production waste of polystyrene foam and / or polyurethane foam - 5-9
Serpentine chrysotile asbestos - 5-12
Sodium Polyphosphate - 4-6
Liquid glass - the rest
(A.S. USSR N 1701694, C 04 B 28/26, 1991).

Недостатком огнезащитного покрытия, изготовленного на этом составе, является низкое значение огнестойкости (огнезащитных свойств) покрытия - не превышает 65 минут, высокий расход материалов, выделение токсичных газообразных продуктов при пожаре. The disadvantage of fire-retardant coatings made on this composition is the low value of fire resistance (fire retardant properties) of the coating - does not exceed 65 minutes, high consumption of materials, the release of toxic gaseous products in case of fire.

Задачей изобретения является повышение огнезащитных свойств покрытия. The objective of the invention is to increase the flame retardant properties of the coating.

Поставленная задача решается тем, что состав для огнезащитного покрытия, включающий силикатное связующее и концентрат вермикулитовой руды, дополнительно содержит доломит, вспученный вермикулит и полифосфат натрия или калия при следующем соотношении компонентов (мас.%):
Силикатное связующее - 34-40
Концентрат вермикулитовой руды - 35-50
Вспученный вермикулит - 3-6
Доломит - 10-20
Полифосфат натрия или калия - 3-5
А также дополнительно он может содержать гидроокись алюминия в количестве 3-10 мас.%, минеральное волокно в количестве 1-4 мас.%, поверхностно-активное вещество, по крайней мере одно из группы - алкил-, арил-, алкил-арил-, сульфат, сульфонат, соль жирной кислоты в количестве 0,5-1 мас.% сверх 100%.The problem is solved in that the composition for the fire retardant coating, including a silicate binder and a concentrate of vermiculite ore, additionally contains dolomite, expanded vermiculite and sodium or potassium polyphosphate in the following ratio of components (wt.%):
Silicate Binder - 34-40
Vermiculite Ore Concentrate - 35-50
Expanded Vermiculite - 3-6
Dolomite - 10-20
Sodium or potassium polyphosphate - 3-5
In addition, it may contain aluminum hydroxide in an amount of 3-10 wt.%, Mineral fiber in an amount of 1-4 wt.%, A surfactant, at least one of the group - alkyl-, aryl-, alkyl-aryl- , sulfate, sulfonate, fatty acid salt in an amount of 0.5-1 wt.% in excess of 100%.

Концентрат вермикулитовой руды обеспечивает высокую и длительную во времени вспучиваемость покрытия в интервале 350-650^oC с выделением физической и конституционной воды из состава. При содержании вермикулитовой руды менее 35% не обеспечивается высокая огнестойкость покрытия, содержание более чем 50% экономически не оправдано.Vermiculite ore concentrate provides a high and long-time swelling of the coating in the range of 350-650 ^o C with the release of physical and constitutional water from the composition. When the content of vermiculite ore is less than 35%, high fire resistance of the coating is not provided, the content of more than 50% is not economically justified.

При содержании силикатного связующего ниже и выше заявленных пределов не обеспечивается требуемая для нанесения покрытия консистенция состава и снижается его адгезия к металлу. When the content of the silicate binder is lower and higher than the stated limits, the consistency of the composition required for coating is not ensured and its adhesion to the metal is reduced.

Полифосфат натрия или калия дополнительно отверждает покрытие и служит пластификатором. При содержании полифосфата ниже 3 мас.% не обеспечиваются пластифицирующие свойства силикатных пленок и возрастает время отверждения, более чем 6 мас.% - содержание полифосфата экономически нецелесообразно. Sodium or potassium polyphosphate further cures the coating and serves as a plasticizer. When the polyphosphate content is below 3 wt.%, The plasticizing properties of silicate films are not ensured and the curing time increases, more than 6 wt.% - the polyphosphate content is not economically feasible.

Вспученный вермикулит уменьшает теплопроводность покрытия. При содержании вспученного вермикулита менее чем 3 мас. % не обеспечиваются требуемые теплофизические свойства покрытия, а при содержании вспученного вермикулита более чем 6 мас. % - ухудшается огнестойкость покрытия. Expanded vermiculite reduces the thermal conductivity of the coating. When the content of expanded vermiculite is less than 3 wt. % the required thermophysical properties of the coating are not provided, and when the content of expanded vermiculite is more than 6 wt. % - fire resistance of the coating worsens.

Доломит способствует улучшению теплофизических свойств покрытия вследствие того, что при температурах пожара выделяется углекислота, дополнительно вспучивающая покрытие. Кроме того, доломит улучшает отверждение пасты огнезащитного покрытия с образованием прочного силикатного камня. При содержании доломита в покрытии ниже 10 мас.% - не обеспечивается низкая теплопроводность покрытия и требуемое время отверждения, при содержании выше 20 мас. % - ухудшаются теплофизические свойства, вследствие увеличения объемной массы покрытия. Dolomite helps to improve the thermophysical properties of the coating due to the fact that carbon dioxide, an additional intumescent coating, is released at fire temperatures. In addition, dolomite improves the cure of the flame retardant paste to form a strong silicate stone. When the content of dolomite in the coating is below 10 wt.% - the low thermal conductivity of the coating and the required curing time are not provided, if the content is above 20 wt. % - thermophysical properties deteriorate due to an increase in the bulk density of the coating.

Гидроокись алюминия является эффективным антипиреном, выделяющим воду. Кроме того, при температурах пожара гидроокись алюминия обеспечивает температуростойкость покрытия, увеличивает прочность силикатных пленок. Aluminum hydroxide is an effective fire retardant that releases water. In addition, at fire temperatures, aluminum hydroxide provides thermal stability of the coating, increases the strength of silicate films.

При содержании гидроокиси алюминия менее 3 мас.% не обеспечивается высокая огнестойкость покрытия, при содержании выше 10 мас.% ухудшаются теплофизические свойства. When the content of aluminum hydroxide is less than 3 wt.%, The high fire resistance of the coating is not ensured; when the content is above 10 wt.%, The thermal properties are deteriorated.

Минеральное волокно заметно снижает усадочные явления и повышает прочность поверхности. При содержании минерального волокна менее 1% снижаются прочностные свойства покрытия, при содержании более 4% снижается предел огнестойкости. Mineral fiber significantly reduces shrinkage and increases surface strength. When the content of mineral fiber is less than 1%, the strength properties of the coating are reduced, with a content of more than 4% the fire resistance limit is reduced.

Поверхностно-активное вещество - алкил-, арил-, алкиларил-, сульфат и/или сульфонат, и/или соль жирной кислоты снижают усадочные явления в покрытии, снижая его срок службы. A surfactant — alkyl, aryl, alkylaryl, sulfate and / or sulfonate, and / or a fatty acid salt reduces shrinkage in the coating, reducing its service life.

При содержании ПАВ менее 0,5 мас.% от массы связующего затрудняется процесс ценообразования, что ухудшает теплофизические свойства покрытия, содержание более 1 мас.% ухудшает адгезионную прочность покрытия. When the surfactant content is less than 0.5 wt.% By weight of the binder, the pricing process is hindered, which affects the thermal properties of the coating, the content of more than 1 wt.% Worsens the adhesive strength of the coating.

Покрытие, изготовленное на предлагаемом составе, обладает высоким огнезащитным свойством - эффективность действия в 1,5 раза выше, чем у известных. Кроме того, исключается выделение токсических веществ в условиях пожара. Снижается расход сырьевых материалов и повышается производительность труда при выполнении огнезащитных работ. The coating made on the proposed composition has a high flame retardant property - the effectiveness of the action is 1.5 times higher than that of the known ones. In addition, the elimination of toxic substances in a fire. The consumption of raw materials is reduced and labor productivity is increased when performing fireproofing operations.

Оценка огнезащитных свойств покрытия была произведена применительно к металлоконструкциям. Evaluation of the fire retardant properties of the coating was carried out in relation to metal structures.

Примеры составов для огнезащитных покрытий и их свойства приведены в таблице 1 (см. в конце описания). Examples of compositions for flame retardant coatings and their properties are shown in table 1 (see the end of the description).

При изготовлении состава для огнезащитного покрытия используются сырьевые материалы определенного качества:
концентрат вермикулитовой руды марки КВК-1 по ТУ 21-25-276-85;
вспученный вермикулит по ГОСТ 12865-67;
доломит по ГОСТ 23672-79;
полифосфат натрия или калия по ГОСТ 13493-83;
гидроокись алюминия по ТУ 1711-046-00196368-95.In the manufacture of the composition for fire retardant coatings, raw materials of a certain quality are used:
KVK-1 grade vermiculite ore concentrate according to TU 21-25-276-85;
expanded vermiculite according to GOST 12865-67;
dolomite according to GOST 23672-79;
sodium or potassium polyphosphate according to GOST 13493-83;
aluminum hydroxide according to TU 1711-046-00196368-95.

Технология изготовления покрытия заключается в следующем. The manufacturing technology of the coating is as follows.

Сухие компоненты состава, кроме связующего, перемешивают в смесителе принудительного действия до образования однородной смеси. Затем сухую смесь затворяют жидким стеклом (силикатным связующим) при комнатной температуре при перемешивании. Приготовленная паста наносится вручную или механически на предварительно подготовленную поверхность металлоконструкции или воздуховода в виде "шубы" с заданной толщиной покрытия, которая обусловлена минимальным пределом огнестойкости. Время отверждения состава составляет 1-15 суток. The dry components of the composition, in addition to the binder, are mixed in a forced action mixer until a homogeneous mixture is formed. Then the dry mixture is closed with liquid glass (silicate binder) at room temperature with stirring. The prepared paste is applied manually or mechanically to the previously prepared surface of the metal structure or duct in the form of a "coat" with a given coating thickness, which is due to the minimum fire resistance. The curing time of the composition is 1-15 days.

Испытания на огнестойкость (огнезащитные свойства) проводились по ГОСТ 1000-87 на специальной установке с регулированием температуры по стандартному графику. Fire tests (fire retardant properties) were carried out according to GOST 1000-87 on a special installation with temperature control according to a standard schedule.

Время отверждения составов определялось на приборе Вика по стандартной методике. The curing time of the compositions was determined on a Wick device according to the standard method.

Вспучиваемость покрытия рассматривалась исходя из результатов замера средней высоты вспученного слоя покрытия (с точностью до 1 мм) после завершения огневых испытаний. The swelling of the coating was considered based on the results of measuring the average height of the expanded coating layer (with an accuracy of 1 mm) after completion of the fire tests.

Экспериментально установлено, из приведенных данных таблицы 1, видно, что наилучший эффект по огнезащите металлоконструкций достигается при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Силикатное связующее - 34-40
Концентрат вермикулитовой руды - 38-43
Полифосфат натрия или калия - 3-5
Вспученный вермикулит - 3-6
Доломит - 10-12
Гидроокись алюминия - 3-6
Минеральное волокно - 1-4
Указанный состав для огнезащитного покрытия составляет основу и может быть дополнен другими добавками.It is experimentally established, from the data in table 1, it is seen that the best effect on the fire protection of metal structures is achieved with the following ratios of components, wt.%:
Silicate Binder - 34-40
Vermiculite Ore Concentrate - 38-43
Sodium or potassium polyphosphate - 3-5
Expanded Vermiculite - 3-6
Dolomite - 10-12
Aluminum hydroxide - 3-6
Mineral fiber - 1-4
The specified composition for fire retardant coating forms the basis and can be supplemented with other additives.

В качестве добавок используют материалы, улучшающие теплофизические свойства покрытия, повышающие газовыделение и вспучиваемость, улучшающие прочность вспученного покрытия. As additives, materials are used that improve the thermophysical properties of the coating, increase gas evolution and swelling, and improve the strength of the expanded coating.

Дополнительно к массе силикатного связующего в качестве добавки вводят поверхностно-активное вещество -алкил-, арил-, алкил-арил-, сульфат и/или сульфонат, и/или соль жирной кислоты в количестве 0,5-1% от массы силикатного связующего. In addition to the mass of the silicate binder, the surfactant -alkyl-, aryl-, alkyl-aryl-, sulfate and / or sulfonate, and / or a fatty acid salt in the amount of 0.5-1% by weight of the silicate binder is added as an additive.

Claims

1. The composition for a fire retardant coating, comprising a silicate binder and a concentrate of vermiculite ore, characterized in that it further comprises dolomite, expanded vermiculite and sodium or potassium polyphosphate in the following ratio of components, wt.%:
Silicate binder - 34 - 40
Vermiculite Ore Concentrate - 35 - 50
Expanded Vermiculite - 3 - 6
Dolomite - 10 - 20
Sodium or potassium polyphosphate - 3 - 5
2. The composition according to claim 1, characterized in that it further comprises aluminum hydroxide in an amount of 3 to 10 wt.%.

3. The composition according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises mineral fiber in an amount of 1 to 4 wt.%.

4. The composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it further comprises a surfactant, at least one of the group: alkyl, aryl, alkyl-aryl, sulfate, sulfonate, fatty acid salt in the amount of 0.5 to 1 wt.%, in excess of 100%.