Вогнезахисний склад

Вогнезахисний склад на основі пентаеритриту, співполімеру вінілацетату, оксиду титану, який відрізняється тим, що як донор кислоти та газоутворювач містить мікрокапсульований у акриловому співполімері монофосфат меламіну та додатково монофосфат карбаміду у кількості 1,0-4,5 мас. %. (19) (21) u200814179 (22) 09.12.2008 (24) 25.05.2009 (46) 25.05.2009, Бюл.№ 10, 2009 р. (72) ВАХІТОВА ЛЮБОВ МИКОЛАЇВНА, UA, ЛАПУШКІН МАКСИМ ПАВЛОВИЧ, UA (73) ІНСТИТУТ ФІЗИКО-ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ І ВУГЛЕХІМІЇ ІМ. Л. М. ЛИТВИНЕНКА НАН УКРАЇНИ, UA 3 незахисний склад містить монофосфати меламіну та карбаміду, пентаеритрит, оксид титану, дисперсію співполімеру вінілацетата, акриловий співполімер, цільові домішки при такому співвідношенні компонентів, мас. %: Монофосфат меламіну 6,5-17,5 Монофосфат карбаміду 1,0-4,5 Акриловий співполімер 5,0-10,0 Пентаеритрит 4,5-9,5 Оксид титану 5,0-10,0 Співполімер вінілацетату 10,0-20,0 Цільові домішки 1,0-3,0 Вода 30,0-40,0 Згідно корисної моделі для виготовлення вогнезахисного складу використовуються наступні хімічні речовини: фосфорна кислота з масовою часткою основної речовини 85% (ТУ 6-09-4229-76), меламін FR CROS С 40 (виробництва фірми Budencheim, Іспанія), пентаеритрит (ГОСТ 928689), оксид титану (9808-84). У якості вінілацетатних водорозчинних співполімерів були випробувані дисперсії фірми Clariant. Як мікрокапсулюючий реагент використовували акриловий співполімер структури [-R-CO(NH2)-]n, який попередньо розчинювали у воді з утворенням стійкого гелю із вмістом основної речовини до 5%. Для збільшення ступеню перетирання компонентів суміші й покращення реологічних властивостей вогнезахисного складу застосовуються цільові домішки: диспергатор Troysperse 90w, піногасник Troykyd D472 (виробництва Troy Corporation) та целюлозний згущувач Bermocoll EBS 451 FQ (виробництва Akzo Nobel). Вогнезахисний склад виготовляють шляхом ретельного подрібнення та перемішування твердих компонентів суміші протягом 15-20хв. до досягнення ступеню перетирання 20+10мкм, який контролюють приладом «Клин». Готовий вогнезахисний склад зберігають у полімерній або емальованій металевій тарі. Досягнутий у корисній моделі технічний ефект можна пояснити наступним чином. При змішуванні меламіну та карбаміду з фосфорною кислотою утворюються монофосфати меламіну та карбаміду. Монофосфат меламіну є речовиною малорозчинною у воді - при 20°С розчинюється 1,6г меламінфосфату у 100г води з утворенням меламіну та фосфорної кислоти. Це сприяє зміненню значення рН вогнезахисної суміші до значення 4,5-5,5, що призводить до руйнування водної дисперсії співполімеру вінілацетату та, як наслідок, до значного погіршення механічних властивостей плівкоутворювача у готовому покритті. При додаванні до монофосфату меламіну акрилового співполімеру, який містить у своєму складі аміногрупи, за рахунок водневих зв'язків утворюються міцні асоціати-мікрокапсули, які майже не дисоціюють у водних середовищах та вільно змішуються з дисперсіями співполімерів без порушення структури останніх. Завдяки цьому значно підвищується водостійкість вогнезахисних покриттів та зберігається їх вогнезахисна ефективність протягом усього терміну експлуатації. Функція монофосфату карбаміду полягає, перш за все, у зниженні температури спучення 41447 4 вогнезахисного складу до 120-150°С. Цей факт має дуже важливе практичне значення при вогнезахисті деревини, що є легкозаймистим будівельним матеріалом. Вогнезахисні склади високотемпературного спучення, які містять поліфосфати амонію чи меламіну (температура розпаду вище 300°С), найчастіше є непридатними для ефективного вогнезахисту дерев'яних конструкцій - деревина займається при 260-280°С, а це раніше, ніж починає працювати вогнезахисний склад. Наявність у заявленому вогнезахисному складі монофосфатів карбаміду та меламіну забезпечує пролонгований послідовний процес спучення, який збільшується у часі, характеризується позитивними ендотермічними перетвореннями та збільшенням ступеню вогнезахисту деревини. Оптимальна кількість монофосфату карбаміду (1,04,5%) була визначена експериментальним шляхом. Процес виготовлення вогнезахисного складу є високотехнологічним та безвідходним, простим у технологічному оформленні та не потребує виділення проміжних продуктів. Вогнезахисну ефективність складів визначали методом керамічної труби згідно з ГОСТ 16363-98, де фіксували максимальну температуру газів, що виходять (Тmах, °С) та втрату маси дерев'яного зразку (∆m, %). Водостійкість вогнезахисного покриття вивчали таким чином. Після витримання зразків деревини з покриттям у кліматичній камері (вологість повітря 100%, температура 25°С) протягом 1 місяця визначали значення Тmах та ∆m методом керамічної труби. Рецептури запропонованого вогнезахисного складу та результати його випробування далі ілюструються прикладами. Приклад 1. У дисольвері розчиняють 32г карбаміду та диспергатору Troysperse 90w у воді, додають 120г фосфорної кислоти, 100г меламіну та перемішують протягом 10хв. В одержану суміш дозують розчин акрилового співполімеру й продовжують перемішування ще 10хв. Потім суміш переносять до бісерного млину, додають 95г пентаеритриту, 60г оксиду титана, піногасник Tricky D472 та перетирають протягом 15-20хв. до досягнення ступеню перетирання 20+10мкм, який контролюють приладом «Клин». Після цього у колбі, яку забезпечено тихохідною мішалкою зі швидкістю обертів не більше 400об/хв, в суміш додають 190г згущувача Broccoli EBS 451 FQ та дисперсії співполімеру й перемішують 20хв. Приклад 2. Вогнезахисний склад одержують аналогічно прикладу 1 з вмістом 7г карбаміду. Приклад 3. У бісерному млині змішують 300г поліфосфату меламіну, 150г пентаеритриту у 300г води та перетирають протягом 15-20хв. до досягнення ступеню перетирання 20+10мкм, який контролюють приладом «Клин». Після цього у колбі, яку забезпечено тихохідною мішалкою зі швидкістю обертів не більше 400об/хв, в суміш додають 350г дисперсії 5 41447 співполімеру та 5г скловолокна цем-філ й перемішують 20хв. Таким чином, використання запропонованого складу у якості водостійкого вогнезахисного засобу забезпечує І группу вогнезахисної ефективності 6 деревини за ГОСТ 16363-98 та може застосовуватися для вогнезахисту дерев'яних будівельних конструкцій на об'єктах громадського та промислового призначення. Таблиця 1 Фізико-хімічні та вогнезахисні властивості складів за прикладами 1-3. Параметр Адгезія покриття по методу ґратчастих надрізів, не більше, бал Адгезія покриття після кліматичної камери по методу ґратчастих надрізів, не більше, бал Втрата маси зразку з покриттям, ∆m, % Температура вихідних газів, Тmах, °С Втрата маси зразку з покриттям після кліматичної камери, ∆m, % Температура вихідних газів після кліматичної камери, Тmах, °С Джерела інформації 7 1. Пат. 2225423, Российская Федерация МПК С 09 D 5/18. Огнезащитная вспучивающая краска [Текст] /Гузяева Т.Е., Манеров В.Б., Марченко О.В., Попова С.Д., Миронова Л.В.; заявитель и патентообладатель «НПК «ЯрЛИ». №2002133948/04; заявл. 18.12.02; опубл. 10.03.04. 2. Заявка 1095030 ЕПВ, МПК7 С 07 D 251/54, С 08 К 5/3492, С 09 К 21/12, С 08 G 79/04. Polyphos Комп’ютерна верстка М. Мацело 1 1 № прикладу 2 3 (прототип) 1 1 1 1 2 2,4 150 3,5 155 2,6 160 5,0 190 10,1 205 13,0 220 phate salt of a 1,3,5-triazinecompound with a high degree of condensation and its use as flame retardant in polymer compositions [Текст] /Kersjes J. G., Kersjes R. H.; заявитель и патентообладатель Ciba Specsalty Chemicals Holding Inc. 4057 Basel. №99931596.3; заявл. 07.07.99; опубл. 22.08.07, Bull, №34. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601