RU2825384C1 - Полимерная композиция для получения вспучивающихся огнезащитных покрытий - Google Patents

Полимерная композиция для получения вспучивающихся огнезащитных покрытий Download PDF

Info

Publication number
RU2825384C1
RU2825384C1 RU2024115796A RU2024115796A RU2825384C1 RU 2825384 C1 RU2825384 C1 RU 2825384C1 RU 2024115796 A RU2024115796 A RU 2024115796A RU 2024115796 A RU2024115796 A RU 2024115796A RU 2825384 C1 RU2825384 C1 RU 2825384C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fire
composition
retardant
polymer composition
carbon nanotubes
Prior art date
Application number
RU2024115796A
Other languages
English (en)
Inventor
Вадим Евгеньевич Старожилов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Уральский Генерирующий Конверсионный холдинг"
Вадим Евгеньевич Старожилов
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Уральский Генерирующий Конверсионный холдинг", Вадим Евгеньевич Старожилов filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Уральский Генерирующий Конверсионный холдинг"
Application granted granted Critical
Publication of RU2825384C1 publication Critical patent/RU2825384C1/ru

Links

Abstract

Изобретение предназначается для получения огнезащитных лакокрасочных покрытий несущих конструкций. Полимерная композиция для получения вспучивающихся огнезащитных покрытий включает перхлорвиниловую смолу, в качестве армирующего компонента однослойные углеродные нанотрубки, в качестве вспенивающих агентов интеркалированный графит и полифосфат аммония, в качестве антипирена гидроксид алюминия, в качестве регулятора вязкости полиуретановый олигомер в растворе н-метилпиролидона с концентрацией 66 мас.% и органические растворители - этилацетат, толуол и бутилацетат. Изобретение позволяет увеличить степень расширения, антикоррозионные свойства и адгезию к металлическим поверхностям покрытия, полученного из предложенной композиции. 2 табл., 3 пр.

Description

Область техники
Изобретение относится к огнезащитным лакокрасочным материалам, предназначенным для защиты от действия огня металлических конструкций и может быть использовано в строительстве, транспорте, нефтегазовой, нефтехимической и химической отраслях и других отраслях, где требуется защита металлоконструкций от огня.
Уровень техники
Применение огнезащитных красок позволяет обеспечить защиту металлических конструкций в течение времени, необходимого для безопасной эвакуации людей из здания.
В этой связи в настоящее время существует потребность в разработке альтернативных композиций лакокрасочных покрытий с улучшенными свойствами для защиты металлоконструкций от огня.
Известна термоотверждающаяся вспучивающаяся композиция для нанесения покрытия (RU 2654760 С2, дата публикации 22.05.2018), которая подходит для защиты конструкций от углеводородных пожаров. Композиция состоит из одного или более органических термоотверждающихся полимеров и отверждающих агентов для органических термоотверждающихся полимеров; одного или более источников фосфорной кислоты и/или сульфокислоты; одного или более источников ионов металла и/или металлоида, выбираемых из оксидов, гидроксидов, карбонатов, бикарбонатов, фосфатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, силикатов и боратов Al, Ti, Zn, Cu, Zr, Mg, Na или Ca; и оксидов, гидроксидов, карбонатов Si и B; а также их комплексов; аминофункциональных вспенивающих веществ, выбранных из мочевины, дициандиамида, меламина и их производных. Покрытие на основе данной композиции под действием высоких температур позволяют получить пенококс с высокими прочностными характеристиками. К недостаткам данной композиции можно отнести то, что она является двухупаковочной и смешение компонентов является необратимым процессом, при этом время жизнеспособности не превышает нескольких часов, при этом показатели вспучивания невелики.
Известна огнезащитная вспучивающаяся краска (RU 2718870 С1, дата публикации 15.04.2020), которая состоит из меламина, в качестве вспенивающего агента, гидроксида алюминия в качестве антипирена, гидроксид калия в качестве ингибитора коагуляции, аэросил в качестве регулятора вязкости состава и неионогенное поверхностно-активное вещество, а в качестве связующего используется жидкое калиевое стекло. Данная композиция является однокомпонентной, с хорошими показателями огнестойкости, однако ее недостатком является значительное время высыхания даже при нанесении тонкослойного покрытия.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является огнезащитная вспучивающаяся краска (RU 2312878 С1, дата публикации 20.12.2007), включающая полимерное связующее - перхлорвиниловый лак, растворитель - ксилол, вспучивающиеся добавки - смесь пентаэритрита, полифосфата аммония и расширенного графита, а также ингибитора коррозии порошка цинка. Покрытия на основе данной композиции обладают удовлетворительными защитными свойствами, однако, недостатком данной композиции является то, что при температурном интервале вспучивания в пределах 250-700°С степень расширения (вспучивания) не превышает 2480. Данная композиция была взята за прототип.
Технической задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, состоит в решении задачи по созданию однокомпонентной композиции, покрытия на основе которой, обладают высокими физико-механическими свойствами пенококса, образующегося при воздействии высоких температур на покрытия на ее основе.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом изобретения является создание однокомпонентной композиции, покрытия на основе которой, обладают высокими физико-механическими свойствами пенококса, образующегося при воздействии высоких температур на покрытия на ее основе, в частности, предложенная композиция обладает повышенной степенью расширения (вспучивания), высокой адгезией к металлическим поверхностям и высокими антикоррозионными свойствами. Также предложенная композиция расширяет ассортимент реагентов для получения стойких к огню лакокрасочных покрытий.
Решение поставленной задачи и достижение технического результата осуществляется путем создания композиции с высоким коэффициентом вспучивания, включающей продукт дополнительного хлорирования поливинилхлорида (перхлорвиниловую смолу), интеркалированный графит, полифосфат аммония, гидроксид алюминия, полиуретановый олигомер в растворе н-метилпиролидона (66 мас.%) в качестве регулятора вязкости состава, органические растворители и армирующий компонент - однослойные углеродные нанотрубки, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
продукт дополнительного хлорирования поливинилхлорида (перхлорвиниловая смола) 10,0 - 17,0
интеркалированный графит 17,0 - 23,0
полифосфат аммония 6,0 - 10,0
гидроксид алюминия 1,0 - 2,0
полиуретановый олигомер в растворе н-метилпиролидона (66 мас.%) 0,1 - 0,3
однослойные углеродные нанотрубки 1,0 - 2,5
этилацетат 17,0-20,0
толуол 15,0-17,0
бутилацетат остальное
В качестве продукта дополнительного хлорирования поливинилхлорида (перхлорвиниловая смола) использовались смола промышленной марки ПСХ-ЛС с содержанием хлора 61,0-65,0 мас.%.
В качестве интеркалированного графита использовался графит окисленный терморасширяющийся марки EG-350 с содержанием углерода не менее 95,0 мас.%.
В качестве полифосфата аммония использовался полифосфат аммония промышленный марки НТ-208 с содержанием фосфора не менее 31,0 мас.% и с содержанием азота не менее 14,0 мас.%.
В качестве регулятора вязкости композиции полиуретанового олигомера в растворе н-метилпиролидона (66 мас.%) использовалась добавка марки Reobyk 410.
В качестве однослойных углеродных нанотрубок использовались однослойные углеродные нанотрубки (ОУНТ УДО) с содержанием однослойных углеродных нанотрубок не менее 80 мас.% (в пересчете на сухое вещество).
В качестве гидроксида алюминия подходит любой промышленно выпускаемый химически чистый продукт.
Органический растворитель - толуол соответствовал ГОСТ 5789.
Органические растворители этилацетат и бутилацетат соответствовали ГОСТ 8981. Использование указанных органических растворителей позволяет улучшить реологические свойства композиции и ее обрабатываемость.
Примеры указанных реагентов не ограничивают возможность использования однотипных веществ других марок из того же общего класса веществ, идентичных или схожих по своим свойствам и функциям.
Количественное соотношение компонентов было установлено экспериментально для получения оптимальных физико-механических характеристик композиции и получаемого покрытия. Изменение соотношения компонентов до значений, выходящих из заявленных интервалов, ухудшает реологические свойства композиции, ее обрабатываемость, а также свойства получаемого покрытия.
Материал получают следующим образом. Вначале в смеситель загружаются растворители (толуол и этилацетат), смола перхлорвиниловая, масса перемешивается при окружной скорости вращения рабочего органа 3,0-5,0 м/c до однородной массы. Затем при перемешивании, последовательно загружают полифосфат аммония, гидроксид алюминия, интеркалированный графит и однослойные углеродные нанотрубки. После чего приступают к переработке материала путем диспергирования при скорости вращения рабочего органа с окружной скоростью не менее 15,0 м/c в течение 45 минут. После чего при перемешивании в смесь вводят бутилацетат и добавку Reobyk 410 и перемешивают при окружной скорости вращения рабочего органа 3,0-5,0 м/c в течение 30 минут.
Осуществление изобретения
Получали несколько составов заявленных композиций с различным соотношением компонентов, а также состав по прототипу. Покрытия наносили на металлические поверхности с помощью безвоздушного распыления, используя стандартное оборудование, настройки и режимы.
Степень вспучивания лакокрасочной композиции оценивали, как объем (в см3) 1 г образца вспененного покрытия после 15-минутного воздействия на него открытым пламенем с температурой 900-1000°С. Пламя создавалось газовой горелкой, сопло которой находилось на расстоянии 80 мм от поверхности образца. Температуру защищаемой поверхности замеряли с помощью термопары в паре с потенциометром. Коэффициент вспучивания оценивали по ГОСТ Р 59637. Адгезию оценивали по ГОСТ 32702.2.
Противокоррозионные свойства по отношению к углеродистой стали оценивали визуально после экспозиции в 3%-ном растворе NaCl и отделении лакокрасочной пленки от стального образца.
Составы предлагаемой композиции и известной по прототипу приведены в таблице 1; свойства покрытий - в таблице 2.
Таблица 1
Компоненты Примеры по изобретению (в мас.%)
прототип 1 2 3
продукт дополнительного хлорирования поливинилхлорида марки ПСХ-ЛС с содержанием хлора 61,0-65,0 мас.%. 32,0 10,0 15,0 17,0
интеркалированный графит марки EG-350 10,0 17,0 20,0 23,0
полифосфат аммония марки НТ-208 26,0 6,0 8,0 10,0
гидроксид алюминия - 1,0 1,5 2,0
пентаэритрит 14,0 - - -
полиуретановый олигомер в растворе н-метилпиролидона (66 мас.%) добавка Reobyk 410 - 0,3 0,1 0,1
цинковый порошок 10,0
однослойные углеродные нанотрубки - 1,0 2,5 2,5
органические растворители
этилацетат - 17,0 17,0 20,0
толуол - 15,0 15,0 17,0
бутилацетат - остальное
ксилол 13,0 - - -
Таблица 2
Показатели композиций Значения показателей
RU 2312878 Примеры по изобретению
1 2 3
Степень вспучивания 2310 3200 3650 3800
Коэффициент вспучивания - 2,28 2,32 2,36
Адгезия, балл - 1 1 0
Наличие коррозионных очагов после экспозиции в 3%-ном NaCl, через 30 сут. металл чистый металл чистый
Из таблицы 2 видно, что предлагаемая краска по сравнению с прототипом обладает повышенной степенью вспучивания, а также хорошими антикоррозионными и адгезионными свойствами и может быть использована в нефтегазовой и других отраслях промышленности, а также в строительстве, в качестве противокоррозионной и огнезащитной краски.

Claims (2)

  1. Полимерная композиция для получения вспучивающихся огнезащитных покрытий, отличающаяся тем, что включает в качестве армирующего компонента однослойные углеродные нанотрубки, продукт дополнительного хлорирования поливинилхлорида - перхлорвиниловую смолу, в качестве вспенивающих агентов - интеркалированный графит и полифосфат аммония, гидроксид алюминия в качестве антипирена, полиуретановый олигомер в растворе н-метилпиролидона с концентрацией 66 мас.% в качестве регулятора вязкости композиции и органические растворители - этилацетат, толуол и бутилацетат, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. продукт дополнительного хлорирования поливинилхлорида - перхлорвиниловая смола 10,0-17,0 интеркалированный графит 17,0-23,0 полифосфат аммония 6,0-10,0 гидроксид алюминия 1,0-2,0 полиуретановый олигомер в растворе н-метилпиролидона с концентрацией 66 мас.% 0,1-0,3 однослойные углеродные нанотрубки 1,0-2,5 этилацетат 17,0-20,0 толуол 15,0-17,0 бутилацетат остальное
RU2024115796A 2024-06-07 Полимерная композиция для получения вспучивающихся огнезащитных покрытий RU2825384C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2825384C1 true RU2825384C1 (ru) 2024-08-26

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6706793B2 (en) * 2002-01-23 2004-03-16 Delphi Technologies, Inc. Intumescent fire retardant composition and method of manufacture thereof
RU2244727C1 (ru) * 2003-11-12 2005-01-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Карбон ПБ" Огнезащитная вспучивающаяся краска
RU2312878C1 (ru) * 2006-07-10 2007-12-20 Виктор Васильевич Кравцов Огнезащитная вспучивающаяся краска
RU2425078C1 (ru) * 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) Огнезащитная вспучивающая композиция
RU2612720C1 (ru) * 2015-12-31 2017-03-13 Андрей Анатольевич Константинов Огнезащитная полимерная композиция
US10138421B2 (en) * 2013-11-12 2018-11-27 3M Innovative Properties Company Hot melt intumescent materials for fire protection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6706793B2 (en) * 2002-01-23 2004-03-16 Delphi Technologies, Inc. Intumescent fire retardant composition and method of manufacture thereof
RU2244727C1 (ru) * 2003-11-12 2005-01-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Карбон ПБ" Огнезащитная вспучивающаяся краска
RU2312878C1 (ru) * 2006-07-10 2007-12-20 Виктор Васильевич Кравцов Огнезащитная вспучивающаяся краска
RU2425078C1 (ru) * 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) Огнезащитная вспучивающая композиция
US10138421B2 (en) * 2013-11-12 2018-11-27 3M Innovative Properties Company Hot melt intumescent materials for fire protection
RU2612720C1 (ru) * 2015-12-31 2017-03-13 Андрей Анатольевич Константинов Огнезащитная полимерная композиция

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5356568A (en) Intumescent heat- and fire-resistant composition and substrate coated therewith
AU2004202450B2 (en) The use of thermally expandable graphite intercalation compounds for producing fire-protection seals and method for their production
CA2246888C (en) Intumescent coating stable under tropical conditions
CA1058455A (en) Fireproofing paint composition
US20140005298A1 (en) Composition for an intumescent fire protection coating, fire protection coating, its use and manufacturing process for an intumescent fire protection coating
EP0587876A1 (en) Intumescent coating and method of manufacture
Kaur et al. The role of bentonite clay on improvement in char adhesion of intumescent fire-retardant coating with steel substrate
KR20090116042A (ko) 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 건축물에 내화성부여 방법
CN101503591B (zh) 水性低烟低毒薄型钢结构防火涂料及其制备方法
KR20190030148A (ko) 불연성 코팅층이 형성된 건축용 판넬 및 불연성 코팅층 형성 방법
RU2612720C1 (ru) Огнезащитная полимерная композиция
US7045079B2 (en) Aqueous intumescent fire barrier composition
GB2377223A (en) Fire retardant intumescent coating
RU2825384C1 (ru) Полимерная композиция для получения вспучивающихся огнезащитных покрытий
RU2318782C1 (ru) Теплоизоляционное покрытие
GB2274459A (en) Intumescent fire protection coatings
CN101519563A (zh) 溴碳丙烯酸隧道防火涂料及其制备方法
RU2826386C1 (ru) Эпоксидная композиция для получения вспучивающихся огнезащитных покрытий
CN113185875A (zh) 一种防火涂料及其制备方法
JP2974247B1 (ja) 耐火被覆材組成物
RU2825383C1 (ru) Композиция для получения огнезащитных покрытий
Kharchouf et al. Stereoselective synthesis and corrosion inhibition behaviour of Allyldihydrocarveols on steel in molar hydrochloric acid
JP2001064548A (ja) 耐火被覆層の形成方法
RU2224775C1 (ru) Огнезащитная вспучивающаяся краска
Jesbains et al. The study of bonding mechanism of expandable graphite based intumescent coating