Патент на изобретение №2244727

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2244727 (13) C1
(51) МПК 7
C09D5/18, C09D125/08, C09D125/10, C09D127/24, C09D131/04, C09D183/04, C09D5/02
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 27.01.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2003133194/04, 12.11.2003

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

12.11.2003

(45) Опубликовано: 20.01.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2174527 C1, 10.10.2001. RU 2105029 C1, 20.02.1998. RU 2028348 C1, 09.02.1995. WO 0227934 А, 01.10.2002.

Адрес для переписки:

603000, г.Нижний Новгород, ул. Ильинская, 160, кв.2, Н.К. Ганюшкиной

(72) Автор(ы):

Аверченко А.С. (RU),
Варюхин В.А. (RU),
Жидков С.А. (RU),
Карцев В.К. (RU),
Объедков А.М. (RU),
Рябов С.А. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр “Карбон ПБ” (RU)

(54) ОГНЕЗАЩИТНАЯ ВСПУЧИВАЮЩАЯСЯ КРАСКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к огнезащитным лакокрасочным материалам, предназначенным для защиты различных конструкций и материалов, и может быть использовано, например, в строительстве, авиации, железнодорожном транспорте и в других областях, где требуется защита поверхностей от огня. Краска содержит полимерное связующее, растворитель и вспучивающую добавку на основе пентаэритрита и полифосфата аммония и дополнительно содержит в составе вспучивающей добавки расширенный графит. Соотношение пентаэритрита и полифосфата аммония равно 1:1,3-2,6 соответственно. Технический результат от использования изобретения заключается в расширении функциональных возможностей краски, увеличении огнестойкости и расширении температурного интервала вспучивания. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к огнезащитным лакокрасочным материалам, предназначенным для защиты различных конструкций и материалов, и может быть использовано, например, в строительстве, авиации, железнодорожном транспорте и в других областях, где требуется защита поверхностей от огня.

Известен огнезащитный вспучивающийся состав, защищенный патентом РФ №2028348, МПК С 09 D 161/30, С 09 D 161/24, С 09 D 5/18, опубл. 1995.02.09. Состав включает водорастворимую мочевиноформальдегидную смолу, n-трет-бутилфенолформальдегидную смолу, полифосфат аммония, дициандиамид, каолин, стекловолокно, пентрол или пентаэритрит, воду.

Недостатком состава является невысокое вспенивание при воздействии огня.

Известен огнезащитный материал для покрытий и способ его получения, защищенный патентом РФ №2105029, МПК С 09 К 21/14, опубл. 1998.02.20. Известный огнезащитный материал для покрытий содержит окисленный графит со степенью расширения 50-400, расширенный графит с насыпной плотностью 5-10 кг/м3 и дополнительно тройной этилен-пропилен-диеновый или бутадиен-нитрильный каучук. Недостатком материала является низкая эффективность, поскольку материал начинает работать при высокой температуре (300°С), а образующаяся пена имеет невысокую механическую прочность в газовом потоке. Из-за того, что известный материал получается в виде эластичных листов, сужается область его применения и увеличиваются трудозатраты на обеспечение огнезащиты различных конструкций.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату, выбранной в качестве прототипа, является огнезащитная вспучивающаяся краска, защищенная патентом РФ №2174527, кл. С 09 D 5/18, 131/04, 133/00, опубл. 2001.10.10. Огнезащитная краска представляет собой водную дисперсию на основе акриловой дисперсии или смеси ее с гомо- или сополимерной дисперсией винилацетата и содержит в качестве вспучивающих добавок смесь пентаэритрита и полифосфата аммония при соотношении их 1:1,3-2,6 соответственно, а также анионоактивное и/или неионогенное поверхностно-активное вещество, пеногаситель, эфироцеллюлозный загуститель, консервирующую добавку, двуокись титана, тальк или микротальк, возможно тетраборат натрия и воду при определенных соотношениях этих компонентов. Недостатком известного состава являются: то, что огнезащитная краска применяется только для внутренних работ из-за низкой устойчивости к атмосферным воздействиям (дождь, снег и т.п.), невысокая степень вспучивания и вследствие этого недостаточная огнестойкость, а также малый температурный диапазон вспучивания краски.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, – совершенствование огнезащитной вспучивающейся краски.

Технический результат от использования изобретения заключается в расширении функциональных возможностей краски, увеличении огнестойкости и расширении температурного интервала вспучивания.

Указанный результат достигается тем, что огнезащитная вспучивающаяся краска, содержащая полимерное связующее, растворитель и вспучивающую добавку на основе пентаэритрита и полифосфата аммония, дополнительно содержит в составе вспучивающей добавки расширенный графит при следующем соотношении компонентов, масс.%:

полимерное связующее – 25,0-42,0

пентаэритрит – 10,0-19,0

полифосфат аммония – 18,0-32,0

расширенный графит – 5,0-15,0

растворитель – остальное

Количественное соотношениие пентаэритрита и полифосфата аммония равно 1:1,3-2,6 соответственно.

Растворителя должно быть достаточно для обеспечения рабочей вязкости раствора.

В краске по изобретению в качестве полимерного связующего используют полимерные дисперсии, например стирол-акриловую, поливинилацетатную либо бутадиен-стирольную дисперсии, а также могут быть использованы перхлорвиниловый лак или кремнийорганический лак, например КО-075, в органическом растворителе, например в ксилоле или толуоле.

Краска может содержать дополнительно антипирены, например жидкое стекло (силикат натрия); пигменты, например диоксид титана; ПАВ, например синтанолы; стабилизаторы, например карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), и пластификаторы, например диоктилфталат (ДОФ) в количестве, не превышающем 10% от массы состава. Расширенный графит может быть использован, например, марки РГ-М (ТУ 5728-006-115907317-99), перхлорвиниловый лак по ОСТ 6-01-37-88 любых производителей, пентаэритрит и полифосфат аммония – технические, полимерная водная дисперсия, например, марки “Лакрил Э-21” ТУ 2241-017-50955201-2001.

Огнезащитную вспучивающуюся краску изготавливают следующим образом. Первоначально готовят вспучивающую добавку. Для этого пентаэритрит, полифосфат аммония и расширенный графит затирают на краскотерке до однородной тонкодисперсной массы.

В смеситель загружают водную дисперсию полимера или лак в органическом растворителе и полученную вспучивающую добавку. Образовавшуюся смесь перемешивают в течение 20-25 мин.

Затем в смеситель добавляют воду либо растворитель. Композицию перемешивают в течение 1-1,5 часов.

По окончании технологического процесса получают однородную массу, которую наносят на защищаемую поверхность. Состав может наноситься кистью, валиком или при помощи распылителя. Расход состава не менее 0,3 кг/м2 для дерева и не менее 1,5 кг/м2 для металла. Сушка первого слоя осуществляется 1,5 часа, последующих 1 час. Окончательно формирование защитного слоя – через 36 часов.

Предлагаемое соотношение компонентов в краске является оптимальным, найдено экспериментально и обеспечивает получение материала с высокими огнезащитными свойствами. Изменение процентного соотношения полимерного связующего приводит к ухудшению свойств краски. Увеличение количества полимерного связующего выше 42 мас.% приводит к ухудшению огнезащитных свойств за счет увеличения содержания горючей фазы. При уменьшении количества полимерного связующего менее 25,0 мас.% ухудшаются физико-механические свойства краски, в частности адгезия к поверхности защищаемого материала. Увеличение количества расширенного графита в краске более 15 мас.% приводит к значительному ее удорожанию при незначительном увеличении огнезащитных свойств, а уменьшение количества расширенного графита менее 5,0 мас.% приводит к снижению огнезащитных характеристик. Изменение соотношения пентаэритрита к полифосфату аммония в сторону уменьшения или увеличения одного из компонентов приводит к ухудшению вспучивающейся способности состава. Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение.

Пример №1.

13,0 г пентаэритрита, 18,0 г полифосфата аммония и 10 г расширенного графита затирают на краскотерке до однородной тонкодисперсной массы. В смеситель загружают 42 г водной стирол-акриловой дисперсии марки “Лакрил” Э-21 и полученную однородную тонкодисперсную массу.

Смесь перемешивают в течение 20 мин. Затем добавляют воду в количестве, достаточном для обеспечения рабочей вязкости раствора. Композицию перемешивают в течение 1-1,5 часов.

Готовая огнезащитная вспучивающаяся краска в соответствии с НПБ 251-98 обеспечивает 1 группу огнезащитной эффективности (средства, обеспечивающие получение трудносгораемой древесины), потеря массы при сжигании менее 2%.

Огнезащитные свойства данной композиции для металлических конструкций оценивают путем замера температуры защищаемой поверхности образца 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.

Адгезию определяли по ГОСТ 15140.

Примеры № 2, 3 проведены аналогично примеру № 1. Данные о составе композиций приведены в таблице №1.

Основные харктеристики полученных составов приведены в таблице №2.

Пример №4.

15,0 г пентаэритрита, 30,0 г полифосфата аммония и 14 г расширенного графита затирают на краскотерке до однородной тонкодисперсной массы. В смеситель загружают полученную массу и 25 г перхлорвинилового лака.

Смесь перемешивают в течение 20 мин. Затем последовательно загружают 16 г растворителя ксилола. Композицию перемешивают в течение 1-1,5 часов. Примеры № 5, 6, 7 проведены аналогично примеру №4. Данные сведены в таблицы №1 и 2. Готовая огнезащитная вспучивающаяся краска в соответствии с НПБ 251-98 обеспечивает 1 группу огнезащитной эффективности (средства, обеспечивающие получение трудносгораемой древесины), потеря массы при сжигании менее 2%.

Как видно из таблицы № 2, введение расширенного графита в заявленный состав значительно повышает его огнезащитные свойства по сравнению со смесью пентаэритрита и полифосфата аммония, за счет большего коэффициента вспучивания, и увеличивает рабочий интервал температур данного покрытия. Так как у смеси полифосфата аммония и пентаэритрита температурой вспенивания является 250-300°С, то введение в состав расширенного графита приводит к тому, что вспучивание продолжается и выше 300°С.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет применять краску не только для внутренних, но и наружных работ благодаря использованию в качестве связующего перхлорвинилового лака в органическом растворителе или его заменителей. Преимуществами заявленной краски перед прототипом являются повышение огнестойкости и увеличение рабочего интервала температур данного покрытия, а также ее более низкий расход, при этом более тонкий слой покрытия обеспечивает ту же степень огнезащиты.

Таблица №1
Наименование компонентов Соотношение компонентов, масс %
1 2 3 4 5 6 7
50% стирол-акриловая дисперсия марки “Лакрил” Э-21, ТУ 2241-017-50955201-2001 42,0
50% поливинилацетатная дисперсия 39,0
50% бутадиен-стирольная дисперсия 32,0
Перхлорвиниловый лак (содержание смолы 40%) 25,0 35,0
Кремнийорганический лак КО-075 ТУ 6-02-1-030-91 (содержание смолы 40%) 25,0 35,0
Полифосфат аммония 18,0 24,0 32,0 30,0 20,0 30,0 20,0
Пентаэритрит 13,0 12,0 19,0 15,0 10,0 15,0 10,0
Расширенный графит 10,0 6,0 5,0 14,0 11,0 15,0 10,0
Вода 17,0 19,0 12,0
Растворитель ксилол или толуол 16,0 24,0 15,0 25,0

Таблица №2
Характеристики составов
№ состава коэффициент адгезии (баллы) степень расширения, % температура на тыльной поверхности через 15 минут огневого воздействия,°С температурный интервал вспучивания,°С
1 2 2080 139 250-700
2 2 1920 158 250-700
3 3 1830 167 250-700
4 2 2370 114 250-700
5 1 2130 130 250-700
6 2 2480 100 250-700
7 1 2050 147 250-700

Формула изобретения

1. Огнезащитная вспучивающаяся краска, включающая полимерное связующее, растворитель и вспучивающую добавку на основе пентаэритрита и полифосфата аммония, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в составе вспучивающей добавки расширенный графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полимерное связующее 25,0-42,0

Пентаэритрит 10,0-19,0

Полифосфат аммония 18,0-32,0

Расширенный графит 5,0-15,0

Растворитель Остальное

2. Огнезащитная вспучивающаяся краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимерного связующего полимерные водные дисперсии, например, стирол-акриловую, поливинилацетатную, либо бутадиен-стирольную дисперсии.

3. Огнезащитная вспучивающаяся краска по п.1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимерного связующего перхлорвиниловый лак или кремнийорганический лак.


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.11.2005

Извещение опубликовано: 27.12.2006 БИ: 36/2006


Categories: BD_2244000-2244999