Композиція для вогнебіозахисту целюлозовмісних матеріалів

Композиція для вогнебіозахисного покриття, що містить карборансилоксановий лак та алюміній (III) оксид, яка відрізняється тим, що додатково містить цинк (II) оксид та базальтове волокно при такому співвідношенні компонентів, мас.%: карборансилоксановий лак 25-40 алюміній (III) оксид 37,5-57,5 цинк (II) оксид 10-20 базальтове волокно 2,5-7,5. (13) 51650 (11) карборансилоксановий лак 25-35 алюміній (III) оксид 35-45 цирконій (IV) оксид 27-29 титан (IV) оксид 1-3. (Патент України №42264, клас С09D5/18, 2009p.). Дане покриття використовують для захисту металевих конструкцій зі сталі марки Ст 5 від дії вогню та газової корозії в інтервалі температур 873...1573К. Недоліком даної композиції є те, що таке покриття не можна використовувати для вогнебіозахисту целюлозовмісних матеріалів через низьку стійкість його компонентів до дії мікроорганізмів та високих температур. В основу корисної моделі покладено завдання у композиції для вогнебіостійкого захисного покриття шляхом введення нових компонентів підвищити біо- та вогнестійкість целюлозовмісних матеріалів за рахунок утворення у процесі життєдіяльності мікроорганізмів нових біостійких фаз, які при нагріванні є вогнестійкими. Поставлене завдання вирішується введенням у склад композиції для вогнебіостійкого захисного покриття, що містить карборансилоксано UA зв'язку - карборансилоксановий лак. Рецептура цієї композиції наступна (в мас. %): (19) Корисна модель належить до текстильної галузі що стосується створення захисних матеріалів і належить до складів захисних покриттів, які володіють вогнебіостійкістю. Запропоноване покриття може бути використане для захисту целюлозовмісних матеріалів (деревина, тканини, інші текстильні матеріали) від дії мікроорганізмів, пліснявих грибів та вогню. Відома композиція для вогнезахисного покриття, яка містить в якості зв'язки полісилоксан і наповнювач у вигляді алюміній (III) та цирконій (IV) оксидів (Патент України №30757, клас С093/82, 2008p.). Таке покриття призначене для захисту конструкційних матеріалів від дії газової корозії та вогню в інтервалі температур 873...1573 К. Недоліком вказаного складу для покриттів є те, що він не забезпечує біо- та вогнезахисту целюлозовмісних матеріалів, оскільки має низькі показники бактерицидної і адгезійної міцності та суцільності через значне збільшення пористості під час термоокисної деструкції зв'язки. Найбільш близькою до запропонованої корисної моделі є композиція для захисного покриття, яка містить наповнювач у вигляді алюміній (III) оксиду, цирконій (IV) оксиду, титан (IV) оксиду і U . 3 51650 вий лак, алюміній (III) оксид, додатково цинк (II) оксид та базальтове волокно у такому співвідношенні компонентів, мас. %: карборансилоксановий лак 25-40 алюміній (III) оксид 37,5-57,5 цинк (II) оксид 10-20 базальтове волокно 2,5-7,5. Це забезпечує утворення біостійких гідратів Zn(OH)2 Al(OH)3 за рахунок життєдіяльності мікроорганізмів при експлуатації захисних покриттів в атмосферних умовах і створення вогнестійкого бар'єрного шару за температури вище від 300°С. При цьому утворення армуючої вогнестійкої мулітової фази проходить при нагріванні вище від 670°С, що є значно нижчою порівняно із прототипом. Встановлено, що введення до складу покриття базальтового волокна збільшує еластичність і у 1,4-2,7 рази вогнестійкість; а цинк (II) оксиду - у 4,8-20 разів - біостійкість. Для одержання композиції для вогнебіостійкого покриття використовували такі матеріали у наступному співвідношенні: 4 карборансилоксановий лак (К-2104), ТУ 231-48-83 25-40 алюміній (III) оксид ГОСТ 30 569-98 37,5-57,5 цинк (II) оксид ТУ У 14-10-0241-99 10-20 базальтове волокно ТУ 6-09-1211-77 2,5-7,5. Композицію для вогнебіостійкого захисного покриття готували сумісним диспергуванням алюміній (III) оксиду, цинк (II) оксиду та базальтового волокна у 45% толуольному розчині карборансилоксану. Покриття наносили на поверхню матеріалу методом пульверизації або валіком товщиною 300-500мкм. Розміри зразка становили 30 60 150мм. Стійкість до біопошкоджень зразків після оброблення захисними покриттями перевіряли згідно із ГОСТ 9.048-89. Ефективність вогнезахисту визначали відповідно до вимог ГОСТ 16363-98. Приклади складів композицій для вогнебіостійкого покриття і результати випробувань наведені у табліцях 1 і 2. Таблиця 1 Динаміка біообростання целюлозовмісних матеріалів Ступінь біообростання матеріалу (%), за термін (доби) деревина брезент 30 60 90 30 60 90 Склад композиції, мас. % Композиція-прототип Карборансилоксановий лак алюміній (III) оксид цирконій (IV) оксид титан (IV) оксид Запропоновані композиції №1 карборансилоксановий лак алюміній (III) оксид цинк (II) оксид базальтове волокно №2 карборансилоксановий лак алюміній (III) оксид цинк (II) оксид базальтове волокно №3 карборансилоксановий лак алюміній (III) оксид цинк (II) оксид базальтове волокно 25-35 35-45 27-29 1-3 25 57,5 10 7,5 32,5 47,5 15 5 40 37,5 20 2,5 0 18 38 0 12 19 0 3,7 6,2 0 2,1 4,7 0 1,2 4,3 0 0,6 3,2 0 0,9 3,1 0 2,0 3,6 Таблиця 2 Результати вогневих випробувань зразків целюлозовмісних матеріалів Склад композиції, мас. % Композиція-прототип Карборансилоксановий лак алюміній (III) оксид цирконій (IV) оксид титан (IV) оксид Втрата маси зразка, % Температура вогневої камери, °С 25-35 35-45 27-29 1-3 деревина брезент 200 3,2 2,7 500 54,7 59,3 5 51650 6 Продовження таблиці 2 Запропоновані композиції №1 карборансилоксановий лак алюміній (III) оксид цинк (II) оксид базальтове волокно №2 карборансилоксановий лак алюміній (III) оксид цинк (II) оксид базальтове волокно №3 карборансилоксановий лак алюміній (III) оксид цинк (II) оксид базальтове волокно 200 1,92 1,12 500 30,4 30,3 32,5 47,5 15 5 200 1,83 0,93 500 27,4 29,3 40 37,5 20 2,5 200 1,76 1,03 500 28,2 27,3 25 57,5 10 7,5 При випробуванні складів захисних покриттів із заграничними співвідношеннями компонентів були одержані незадовільні результати. Недостатній вміст карборансилоксанового лаку та цинку (II) оксиду зменшує біостійкість на 30÷50%, а алюміній (III) оксиду - при незначному збільшенні біостійкості практично не впливає на вогнестійкість. Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко Перевищення вмісту всіх компонентів також негативно впливає на вогнебіостійкість. Згідно із даними таблиц 1 і 2 можна зробити висновок, що при використанні запропонованого складу покриття можна перевести целюлозовмісні матеріали у біостійкі та важкозаймисті із витратою 350-450г/м2. Підписне Тираж 26 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