[1]Изобретение относится к материалам, предназначенным для огнезащиты конструктивных элементов, работающих в экстремальных условиях воздействия пламени, возникшего в результате пожара.
[2]Известна огнезащитная вспучивающаяся полимерная композиция для покрытий (RU 2176258 C1, C09D 5/18, опубл. 27.11.2001), включающая эпоксидную смолу ЭД-20, полифосфат аммония, карбамидоформальдегидную смолу КФ-Ж, отвержденную полиэтиленполиамином, продукт дегидрополиконденсации фенантрена, содержащего хром, при следующем соотношении компонентов, мас. %.
[3]| эпоксидная смола ЭД-20 | 81,97-59,89 |
| полифосфат аммония | 4,098-23,95 |
| карбамидоформальдегидная | |
| смола КФ-Ж | 0,82-2,99 |
| продукт дегидрополиконденсации | |
| фенантрена, содержащего хром | 0,82-4,19 |
| полиэтиленполиамин | 12,3-8,98. |
[4]Недостатком указанной композиции является высокая жесткость отвержденного состава.
[5]Известен огнезащитный вспучивающийся слоистый материал (RU 140812 U1, В32В 33/00, опубл. 20.05.2014), включающий огнезащитный полимерный слой, гибкую основу, в качестве которой содержится бумага с двухсторонним антиадгезионным покрытием, между гибкой основой и огнезащитным полимерным слоем расположен слой акриловой дисперсии, противоположная сторона огнезащитного полимерного слоя закрыта гидроизоляционным материалом, а огнезащитный полимерный слой выполнен из композиции, содержащей следующие компоненты в следующем соотношении, мас. %:
[6]| хлорсульфированный полиэтилен | 8,0-12,0 |
| пентаэритрит | 12,0-20,0 |
| сахароза | 5,0-8,0 |
| аммофос | 18,0-28,0 |
| дициандиамид | 10,0-15,0 |
| карбамид | 5,0-8,0 |
| тетраборат натрия водный | 5,0-8,0 |
| пудра оксида кремния | 2,0-5,0 |
| эфир глицериновый таловой канифоли | 0,6-1,0 |
| полиэтилен высокого давления | |
| в виде пленки | 1,0-2,0 |
| трихлорпропилфосфат | 1,5-3,0 |
| хлорпарафин - 470 | 4,0-6,0 |
| высокомолекулярный | |
| полиизобутилен - 200 | 2,0-4,0 |
| этилсиликат - 32 | 0,3-0,8 |
[7]Недостатком указанного материала является низкая технологичность, низкая прочность коксового остатка.
[8]Наиболее близкой к заявленной композиции является вспенивающаяся композиция для огнезащитного покрытия (RU 2190649 С2, C09D 5/18, опубл. 10.10.2002), принятая за прототип, включающая полимерную основу, отвердитель, вспенивающий агент, антипирен, органический растворитель, при этом в качестве полимерной основы используют метилфенилсилоксановый каучук, в качестве отвердителя - кремнесилазан, в качестве вспенивающего агента - смесь интеркалированного графита и перлита, в качестве антипирена - нитрид бора и дополнительно содержит метилфенилсилоксановую смолу при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
[9]| метилфенилсилоксановый каучук | 100 |
| кремнесилазан | 5-20 |
| интеркалированный графит | 15-30 |
| нитрид бора | 15-30 |
| метилфенилсилоксановая смола | 8-20 |
| органический растворитель | 40-90 |
| перлит | 15-30 |
[10]Недостатком этой композиции является низкая прочность, высокая плотность, сложная технология изготовления.
[11]Технической задачей изобретения является получение композиции для изготовления огнезащитного покрытия и способ его изготовления.
[12]Техническим результатом изобретения является повышенная прочность покрытия, снижение веса и повышение технологичности.
[13]Для достижения поставленного технического результата предложена композиция для изготовления огнезащитного покрытия включающая полиметилсилоксановый или полиметилфенилсилоксановый каучук, коксообразующий вспучивающий компонент - графит окисленный, микросферы стеклянные аппретированные, коксообразующий вспучивающий компонент - пентаэритрит, аммоний фосфорнокислый однозамещенный, коксообразующий вспучивающий компонент - меламин, гидроокись алюминия, рубленое стекловолокно, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
[14]| Полиметилсилоксановый или | |
| Полиметилфенилсилоксановый каучук | 40,0-75,0 |
| Графит окисленный | 12,0-18,0 |
| Микросферы стеклянные | |
| аппретированные | 1,5-3,5 |
| Пентаэритрит | 13,0-18,0 |
| Аммоний фосфорнокислый однозамещенный | 13,0-18,0 |
| Меламин | 4,0-6,5 |
| Гидроокись алюминия | 7,0-14,0 |
| Рубленое стекловолокно | 1,5-3,5 |
| Гидрофобизатор – кремнийорганическая | |
| жидкость | 5,0-10,0 |
| Катализатор отверждения - | |
| гаммааминопропилтриэтоксисилан | 5,0-9,0 |
[15]Кроме того, для достижения поставленного технического результата предложен способ изготовления вышеупомянутой композиции, при котором в смеситель вначале загружают полиметилфенилсилоксановый или полиметилсилоксановый каучук, затем рубленое стекловолокно, коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин, структурирующий компонент - микросферы стеклянные аппретированные, ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и гидроокись алюминия, гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость, катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.
[16]Предложенная композиция отличается от композиции прототипа тем, что содержит ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и гидроокись алюминия, снижающие экзотермический процесс при деструкции кремнийорганического каучука, за счет чего повышается перепад температуры в композиции, коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин - обеспечивают в процессе огневой защиты способность образовывать коксовое соединение с повышенной прочностью, в качестве упрочняющей системы - рубленое стекловолокно, которое в процессе перемешивания создает армированную объемную структуру, повышающую прочность, в качестве структурирующего компонента - стеклянные аппретированные микросферы, для повышения стойкости в условиях повышенной влажности использовался гидрофобизатор - кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11, в качестве катализатора отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.
[17]Способ изготовления композиции для огнезащитного покрытия состоит из следующих основных операций:
[18]- подготовка основных компонентов;
[19]- изготовление огнезащитного покрытия;
[21]Подготовка исходных компонентов включает следующие операции:
[22]- просушка аммония фосфорнокислого однозамещенного при температуре 60-70°С в течение от 2 до 3 ч.;
[23]- размол вспучивающих компонентов (графит окисленный, пентаэритрит, меламин) в шаровой мельнице или размолочном агрегате;
[24]- просев сыпучих компонентов (аммония фосфорнокислого однозамещенного, мел амина, пентаэритрита) через металлическое сито с размером ячеек до 0,7 мм;
[25]- взвешивание исходных компонентов в соответствии с рецептурой (таблица №1).
[26]Изготовление композиции для огнезащитного покрытия производится путем смешения исходных компонентов в следующей последовательности. В чистую емкость смесителя загружалось расчетное количество полиметилфенилсилоксанового или полиметилсилоксанового каучука, далее при включенном смесителе при скорости вращения от 60 до 150 об/мин загружалось рубленое стекловолокно, перемешивали в течение от 2 до 5 мин, затем загружали коксообразующие вспучивающие компоненты - графит окисленный, пентаэритрит и меламин, структурирующий компонент - микросферы стеклянные аппретированные, ингибиторы горения - аммоний фосфорнокислый однозамещенный и порошкообразный наполнитель (гидроокись алюминия), гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11. Композицию перемешивали при скорости вращения от 60 до 150 об/мин в течение от 10 до 15 мин до получения однородной консистенции. Данные по предложенной композиции приведены в таблице №1.
[27]Полученная композиция из смесителя выгружалась в емкость для хранения. Перед применением полученной композиции, в соответствии с рецептурой, вводился катализатор отверждения - гаммааминопропилтриэтоксисилан.
[28]В таблице №2 приведены результаты испытания огневых, физических и механических свойств.
[29]Проведено определение огнезащитного эффекта. Анализ свойств показал, что на образцах с заявленным составом максимальный перепад по температуре составил не более 200°С, плотность покрытия (1,0±0,1) г/см3 (прототип 1,6±0,1 г/см3). Прочность при разрыве составила не менее 35 кг/см2, относительное удлинение при разрыве не менее 14%.
[30]В технологическом процессе исключается дополнительный нагрев и отсутствует теплоизоляционный слой, как в прототипе.
[31]Составы композиции, мас. ч., приведены в таблице №1.
[32]
[33]Свойства предложенных композиций приведены в таблице №2.
[34]
[35]Заявленная композиция для изготовления огнезащитного покрытия и способ его изготовления рекомендованы для огневой защиты изделий, работающих в экстремальных условиях арктического климата в качестве огневой защиты морских и сухопутных буровых вышек, обитаемых транспортных средств и строительных сооружений.
