RU2763727C1 - Fire-retardant intumescent composition - Google Patents
Fire-retardant intumescent composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763727C1 RU2763727C1 RU2021106543A RU2021106543A RU2763727C1 RU 2763727 C1 RU2763727 C1 RU 2763727C1 RU 2021106543 A RU2021106543 A RU 2021106543A RU 2021106543 A RU2021106543 A RU 2021106543A RU 2763727 C1 RU2763727 C1 RU 2763727C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fire
- composition
- retardant intumescent
- pentaerythritol
- melamine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/346—Clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/40—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
- C09D5/185—Intumescent paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K21/00—Fireproofing materials
- C09K21/14—Macromolecular materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся композициям, покрытия из которых могут эффективно применяться в нефтегазовой отрасли, химической промышленности для защиты от воздействия огня в условиях пожара металлических поверхностей. The invention relates to fire-retardant intumescent compositions, coatings from which can be effectively used in the oil and gas industry, the chemical industry to protect metal surfaces from the effects of fire under fire conditions.
По патенту RU 2387693 известен состав для получения огнезащитного покрытия на металлических конструкциях, содержащий эпоксидную смолу, отвердитель, интеркалированный графит и фосфорсодержащее соединение, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидроокись алюминия, борат цинка и органобентонит, а в качестве фосфорсодержащего соединения - трикрезилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.ч: интеркалированный графит 20-50, трикрезилфосфат 25-40, гидроокись алюминия 30-45, борат цинка 10-35, органобентонит 1,5-3,0, отвердитель 30-35, эпоксидная смола до 100, состав дополнительно содержит 5,0-30,0 мас.ч. микросфер.According to patent RU 2387693, a composition is known for obtaining a fire-retardant coating on metal structures, containing epoxy resin, a hardener, intercalated graphite and a phosphorus-containing compound, characterized in that it additionally contains aluminum hydroxide, zinc borate and organobentonite, and tricresyl phosphate as a phosphorus-containing compound in the following ratio of components, wt.h: intercalated graphite 20-50, tricresyl phosphate 25-40, aluminum hydroxide 30-45, zinc borate 10-35, organobentonite 1.5-3.0, hardener 30-35, epoxy resin up to 100, composition additionally contains 5.0-30.0 wt.h. microspheres.
Недостатком известного состава являются неудовлетворительная адгезия к металлическим и бетонным поверхностям.The disadvantage of the known composition are unsatisfactory adhesion to metal and concrete surfaces.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известная по патенту RU 2425078 огнезащитная вспучивающая композиция, включающая эпоксидную смолу, аминный отвердитель, полифосфат аммония, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит триглицидилфосфат, полиаминометиленфосфонат натрия, углеродные нанотрубки и пентаэритрит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная смола 100, полифосфат аммония 15-25, триглицидилфосфат, полиаминометиленфосфонат натрия 5-10, пентаэритрит 10-20, углеродные нанотрубки 0,01-0,1, аминный отвердитель 22-28.The closest to the claimed technical solution is a fire-retardant intumescent composition known from patent RU 2425078, including an epoxy resin, an amine hardener, ammonium polyphosphate, characterized in that the composition additionally contains triglycidyl phosphate, sodium polyaminomethylenephosphonate, carbon nanotubes and pentaerythritol in the following ratio of components, wt.h .: epoxy resin 100, ammonium polyphosphate 15-25, triglycidyl phosphate, sodium polyaminomethylenephosphonate 5-10, pentaerythritol 10-20, carbon nanotubes 0.01-0.1, amine hardener 22-28.
Недостатком известной композиции является недостаточный коэффициент вспучивания покрытия, что не обеспечивает ей необходимые огнезащитные свойства.The disadvantage of the known composition is the insufficient coefficient of swelling of the coating, which does not provide it with the necessary fire-retardant properties.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение степени вспучивания и улучшение адгезии к металлическим и бетонным поверхностям. The technical result of the claimed invention is to increase the degree of swelling and improve adhesion to metal and concrete surfaces.
Технический результат достигается тем, что огнезащитная вспучивающая композиция, включающая эпоксидную смолу, полифосфат аммония, пентаэритрит и отвердитель, согласно изобретению, дополнительно содержит полые микросферы из алюмосиликатного стекла, меламин, хлорпарафин, химически модифицированный монтмориллонит и интеркалированный графит, а в качестве отвердителя используется полиамидная смола, при этом компоненты взяты в следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The technical result is achieved by the fact that the fire-retardant intumescent composition, including epoxy resin, ammonium polyphosphate, pentaerythritol and a hardener, according to the invention, additionally contains hollow aluminosilicate glass microspheres, melamine, chlorinated paraffin, chemically modified montmorillonite and intercalated graphite, and polyamide resin is used as a hardener , while the components are taken in the following ratio of components, parts by weight:
Совокупное содержание полифосфата аммония в пределах 25-30 мас. ч., меламина в пределах 10-15мас. ч., пентаэритрита в пределах 15-20мас. ч., интеркалированного графита в количестве 3 мас. ч. в сочетании с остальными компонентами композиции при повышенных температурах обеспечивают протекание эндотермических реакций с выделением газовых ингибиторов горения и интенсивным вспениванием покрытия, повышающим тепло- и огнезащитные свойства образующегося пенококса.The total content of ammonium polyphosphate in the range of 25-30 wt. hours, melamine within 10-15 wt. hours, pentaerythritol within 15-20 wt. hours, intercalated graphite in the amount of 3 wt. hours in combination with the rest of the components of the composition at elevated temperatures ensure the occurrence of endothermic reactions with the release of gas flame retardants and intensive foaming of the coating, which increases the heat and fire retardant properties of the resulting foam coke.
Использование в композиции химически модифицированного монтмориллонитав пределах 3-5 мас. ч. обеспечивает повышение адгезии покрытия к защищаемой поверхности, улучшает реологические свойства композиции.Use in the composition of chemically modified montmorillon in the range of 3-5 wt. including provides increased adhesion of the coating to the protected surface, improves the rheological properties of the composition.
Совокупное содержание полифосфата аммония, меламина, пентаэритрита, интеркалированного графита, хлорпарафина и химически модифицированного монтмориллонита в заявляемых количествах в результате синергетического эффекта позволяет усилить свойства друг друга, обеспечить высокую адгезию и достичь высоких огнезащитных свойств композиции.The total content of ammonium polyphosphate, melamine, pentaerythritol, intercalated graphite, chlorinated paraffin and chemically modified montmorillonite in the claimed amounts, as a result of a synergistic effect, makes it possible to enhance each other's properties, provide high adhesion and achieve high fire retardant properties of the composition.
Эпоксидная диановая смола марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) является пленкообразователем огнезащитной вспучивающейся композиции.Epoxy dianova resin grade ED-20 (GOST 10587-84) is a film-forming agent for a fire-retardant intumescent composition.
Полифосфат аммония марки Exflam АРР 201 выполняет в композиции функции пенообразователя. В условиях высоких температур он выделяет негорючий газ, способствующий вспениванию композиции.Exflam APP 201 ammonium polyphosphate acts as a foaming agent in the composition. At high temperatures, it emits a non-flammable gas that promotes foaming of the composition.
Меламин марки METOPAC MMSCC99 используется в композиции в качестве вспенивающего агента.Melamine brand METOPAC MMSCC99 is used in the composition as a blowing agent.
Пентаэритрит (ГОСТ 9286-2012) - карбонизирующееся соединение, является источником углерода, обеспечивает образование коксового каркаса покрытия.Pentaerythritol (GOST 9286-2012) - a carbonizing compound, is a source of carbon, provides the formation of a coke framework of the coating.
Хлорпарафин - химическое соединение, полученное путем хлорирования жидких парафинов; используется в качестве пластификатора.Chloroparaffin is a chemical compound obtained by chlorination of liquid paraffins; used as a plasticizer.
Наноструктурированный интеркалированный графит Graft EG 803 - терморасширяющийся графит. Введение в состав композиции интеркалированного графита позволяет улучшить ее вспучивающиеся свойства. Применен интеркалированный графит со степенью расширения 95 мл/гр при 350°C.Nanostructured intercalated graphite Graft EG 803 - thermoexpanding graphite. The introduction of intercalated graphite into the composition makes it possible to improve its intumescent properties. Applied intercalated graphite with an expansion ratio of 95 ml/g at 350°C.
Химически модифицированный монтмориллонит марки Монамет 103 придает тиксотропную структуру огнезащитной композиции, увеличивает адгезию композиции к металлам и бетону.Chemically modified montmorillonite brand Monamet 103 gives a thixotropic structure to the fire-retardant composition, increases the adhesion of the composition to metals and concrete.
Микросфера марки МС позволяет понизить плотность материала. Удерживаемый микросферами воздух создает теплостойкий барьер вокруг защищаемой от огня поверхности. Микросферы представляют собой застывший расплав алюмосиликатного стекла (керамики) в виде полых шариков диаметром от 5 до 250 мкм со сплошными непористыми стенками толщиной от 2 до 10 мкм, заполненных азотом или двуокисью углерода. Сферическая форма микросфер улучшает текучесть материалов, обеспечивает лучшее распределение по форме и эффективное заполнение объема частицами, уменьшает усадку.The microsphere of the MS brand allows to reduce the density of the material. The air retained by the microspheres creates a heat-resistant barrier around the fire-protected surface. Microspheres are a solidified melt of aluminosilicate glass (ceramics) in the form of hollow balls with a diameter of 5 to 250 microns with solid non-porous walls with a thickness of 2 to 10 microns, filled with nitrogen or carbon dioxide. The spherical shape of the microspheres improves the fluidity of materials, provides better shape distribution and efficient filling of the volume with particles, and reduces shrinkage.
Полиамидная смола марки ПО-300- продукт взаимодействия полимеризованных жирных кислот растительных масел и полиэтиленполиаминов - применяется в качестве отвердителя огнезащитного состава.Polyamide resin grade PO-300 - a product of the interaction of polymerized fatty acids of vegetable oils and polyethylene polyamines - is used as a fire retardant hardener.
Таким образом, заявленная огнезащитная вспучивающаяся композиция обеспечивает образование вспучивающегося покрытия, обладающего высокими огнезащитными свойствами и превосходной адгезией к защищаемой поверхности.Thus, the claimed flame retardant intumescent composition provides the formation of an intumescent coating with high fire retardant properties and excellent adhesion to the protected surface.
Пример 1. Композиция изготавливается следующим образом:Example 1. The composition is made as follows:
Компонент 1. Эпоксидную смолу ЭД-20 100 г смешивают с 7 г хлорпарафина, 3 г химически модифицированного монтмориллонита, 25 г полифосфата аммония, 10 г меламина, 15 г пентаэритрита, затем добавляют 3 г интеркалированного графита Graft EG 803 и 4 г микросферы. Перед использованием в полученную композицию вводят 15 г полиамидной смолы. Композицию наносят (намазкой, заливкой, распылением) на образец металла толщиной слоя 2-2,1 мм и отверждают при комнатной температуре в течение двух суток.Component 1. Epoxy resin ED-20 100 g is mixed with 7 g of chlorinated paraffin, 3 g of chemically modified montmorillonite, 25 g of ammonium polyphosphate, 10 g of melamine, 15 g of pentaerythritol, then 3 g of Graft EG 803 intercalated graphite and 4 g of microspheres are added. Before use, 15 g of polyamide resin is introduced into the resulting composition. The composition is applied (by spreading, pouring, spraying) onto a metal sample with a layer thickness of 2-2.1 mm and cured at room temperature for two days.
Теплоизолирующие свойства огнезащитных покрытий по металлу определяли в соответствии с методикой ВНИИПО [ВНИИПО, 1998. Определение теплоизолирующих свойств огнезащитных покрытий по металлу. Методика].The heat-insulating properties of fire-retardant coatings for metal were determined in accordance with the VNIIPO method [VNIIPO, 1998. Determination of the heat-insulating properties of fire-retardant coatings for metal. Method].
Сущность метода заключается в определении времени прогрева необогреваемой стороны образца до критической температуры (для стали + 500°С) в процессе испытаний, которые проводятся по заданному температурному режиму.The essence of the method is to determine the heating time of the unheated side of the sample to the critical temperature (for steel + 500°C) in the process of testing, which are carried out according to a given temperature regime.
По изменению толщины образца до и после испытания и рассчитывают коэффициент вспучивания покрытия.By changing the thickness of the sample before and after the test, the coefficient of swelling of the coating is calculated.
Измерение адгезии проводится методом отрыва, суть которого состоит в измерении растягивающего усилия, достаточного для отделения покрытия от поверхности, на которую покрытие нанесено.The measurement of adhesion is carried out by the pull-off method, the essence of which is to measure the tensile force sufficient to separate the coating from the surface on which the coating is applied.
Толщина не стекающего мокрого слоя характеризует реологические свойства композиции. Композицию наносят на металлическую пластину с помощью аппликатора. Затем пластину ставят в вертикальное положение и после выдержки течение 1 ч при температуре 20±2°С осматривают состояние пленки на наличие подтеков. За предельную толщину не стекающего мокрого слоя принимают максимальную толщину щели аппликатора, при котором не наблюдается стекания композиции. The thickness of the non-drip wet layer characterizes the rheological properties of the composition. The composition is applied to a metal plate using an applicator. Then the plate is placed in a vertical position and after exposure for 1 hour at a temperature of 20 ± 2°C, the condition of the film is examined for smudges. The maximum thickness of the applicator slit, at which no flow of the composition is observed, is taken as the maximum thickness of the wet layer that does not flow down.
Примеры 2-9. Композиции готовятся аналогично примеру 1. Соотношения компонентов приведены в таблице 1.Examples 2-9. The compositions are prepared analogously to example 1. The ratios of the components are shown in table 1.
Таблица 1.Table 1.
100before
one hundred
100before
one hundred
100before
one hundred
100before
one hundred
100before
one hundred
100before
one hundred
100before
one hundred
100before
one hundred
100before
one hundred
Испытания на огнезащитные свойства проводились согласно указанной выше методике. Результаты испытаний представлены в таблице 2.Tests for fire retardant properties were carried out according to the above method. The test results are presented in table 2.
Таблица № 2Table number 2
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106543A RU2763727C1 (en) | 2021-03-13 | 2021-03-13 | Fire-retardant intumescent composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106543A RU2763727C1 (en) | 2021-03-13 | 2021-03-13 | Fire-retardant intumescent composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763727C1 true RU2763727C1 (en) | 2021-12-30 |
Family
ID=80040032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106543A RU2763727C1 (en) | 2021-03-13 | 2021-03-13 | Fire-retardant intumescent composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2763727C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000239492A (en) * | 1999-02-19 | 2000-09-05 | Sekisui Chem Co Ltd | Fire-resistant resin composition |
RU2387693C1 (en) * | 2008-08-13 | 2010-04-27 | Закрытое акционерное общество "УНИХИМТЕК" (ЗАО "УНИХИМТЕК" | Fire-resistant coating composition |
RU2425078C1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ им. А.Н. Туполева) | Fire-retardant intumescence composition |
RU2012112450A (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-27 | Марина Викторовна Гравит | FIRE PROTECTIVE ATMOSPHERIC RESISTANT EPOXY COMPOSITION |
US10113071B2 (en) * | 2013-07-16 | 2018-10-30 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Intumescent coating composition |
-
2021
- 2021-03-13 RU RU2021106543A patent/RU2763727C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000239492A (en) * | 1999-02-19 | 2000-09-05 | Sekisui Chem Co Ltd | Fire-resistant resin composition |
RU2387693C1 (en) * | 2008-08-13 | 2010-04-27 | Закрытое акционерное общество "УНИХИМТЕК" (ЗАО "УНИХИМТЕК" | Fire-resistant coating composition |
RU2425078C1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ им. А.Н. Туполева) | Fire-retardant intumescence composition |
RU2012112450A (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-27 | Марина Викторовна Гравит | FIRE PROTECTIVE ATMOSPHERIC RESISTANT EPOXY COMPOSITION |
US10113071B2 (en) * | 2013-07-16 | 2018-10-30 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Intumescent coating composition |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jimenez et al. | Characterization of the performance of an intumescent fire protective coating | |
US6251961B1 (en) | Flame-retartant coating | |
BRPI0519233B1 (en) | curable precursor of an essentially halogen free low density flame retardant epoxy composition, essentially halogen free low density flame retardant epoxy composition, and use of a precursor | |
SA01220273B1 (en) | Flexible bulging coating formula | |
JPH08508051A (en) | Expander composition | |
KR101424898B1 (en) | Fire-retardant polyamide cast item including an intumescent coating | |
RU2580132C2 (en) | Method for producing fire-retardant coating on surface of combustible and non-combustible materials, microencapsulated agents for obtaining fire-retardant coating on surface of combustible and non-combustible materials, method for preparation thereof and method to create fire retardant intumescent coatings | |
WO2021078117A1 (en) | Hydrophobic efficient fire-retardant coating and preparation method therefor | |
NZ223358A (en) | Fire-resistant plastics compositions | |
RU2763727C1 (en) | Fire-retardant intumescent composition | |
RU2387693C1 (en) | Fire-resistant coating composition | |
CN115029029A (en) | Low-smoke flame-retardant water-based epoxy fireproof coating as well as preparation method and application thereof | |
US4654263A (en) | Polymer composition | |
RU2425078C1 (en) | Fire-retardant intumescence composition | |
KR101729075B1 (en) | Fire resistant intumescent coating composition | |
RU2540650C1 (en) | Method of producing fireproof coating for rubber | |
RU2199564C1 (en) | Fire-protective foaming composition for containing metallic constructions | |
RU2527997C2 (en) | Composition for thermal barrier coatings | |
RU2422489C1 (en) | Fire-retarding composition for metal structures | |
RU2190649C2 (en) | Cellular composition for fireproofing covering | |
Shahidi et al. | Synergistic effect of nano hybrid multi-layered graphene oxide/talc and silica fume on the fire and water-resistance of intumescent coatings | |
RU2185408C2 (en) | Fire-retardant composition for metal structure coatings | |
EP0004634A1 (en) | Incombustible insulating material | |
RU2715541C1 (en) | Polyurethane coating composition | |
RU2782533C1 (en) | Flame-retardant swelling composition based on epoxy resin modified with epoxyphosphazene |