Вогнезахисне покриття для деревини

Реферат: Вогнезахисне покриття для деревини складається з рідинного натрієвого скла, гідроксиду натрію, алюмінатної добавки. Як алюмінатну добавку містить суміш гідроксиду алюмінію, тринатрійфосфату, карбаміду в співвідношенні 1,5:1:0,5 відповідно. Додатково містить модифікуючий наповнювач, який включає метакаолін, мікрокремнезем, мелений вапняк у співвідношенні 2,5:1,5:1. UA 95440 U (12) UA 95440 U UA 95440 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до покриттів, що надають вогнестійкість і може бути використана для нанесення на дерев'яні конструкції чи споруди з метою підвищення їх вогнестійкості. Відома вогнезахисна спучувана композиція для покриття металевих конструкцій (UA № 96124591, опубл. 15.02.2001 p.), що складається з рідинного скла, мікрокременезема, дегідратованої глини і наповнювача. Недоліком цієї композиції обмежена область застосування (покриття тільки для металу), обмежена атмосферостійкість (покриття застосовується тільки для внутрішніх конструкцій з відносною вологістю повітря не більше 80 %) та висока собівартість. Також відомий склад для виготовлення вогнезахисного покриття для деревини (SU 1782964, опубл. 23.12.92 p.), що складається з рідинного скла, горілої породи і продукту конденсації аміноефірів. Недоліком цього складу є значне руйнування цілісності покриття при взаємодії з вуглекислотою повітря та низькі строки експлуатації. Найбільш близьким за складом і результатом, що досягається до розробленого покриття вважається вогнезахисне покриття для деревини (RU 2140948, опубл. 10.11.1999 p.), яке містить рідинне скло, алюмінатну добавку, їдкий натр, воду при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: рідинне скло - 75-82, алюмінатна добавка - алюмінат натрію - 0,5-0,62, їдкий натр - 2,4-3,3, вода - решта. Недолік цього покриття - невисока адгезійна здатність до дерев'яної поверхні, низька вогнестійкість та довговічність. Задачею корисної моделі є вдосконалення вогнезахисного покриття для деревини: забезпечення вогнезахисної ефективності, високої адгезійної міцності і довготривалих строків експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що вогнезахисне покриття для деревини, яке містить рідинне натрієве скло, гідроксид натрію, алюмінатну добавку, і відрізняється тим, що як алюмінатну добавку містить суміш гідроксиду алюмінію, тринатрійфосфату, карбаміду в співвідношенні 1,5:1:0,5 відповідно та додатково містить модифікуючий наповнювач, який включає метакаолін, мікрокремнезем, мелений вапняк у співвідношенні 2,5:1,5:1 відповідно, мас. %: рідинне натрієве скло - 62,5-72,4; гідроксид натрію - 0,4-0,6; модифікуючий наповнювач 23,2-30,9; алюмінатна добавка - 4-6. За рахунок сумісної взаємодії компонентів утворюється структура високоефективного вогнезахисного покриття. А саме використання алюмінатної добавки дозволяє суміші глибше ніж прототип проникнути в структуру деревини, забезпечивши тим самим більш високу адгезію. Застосування модифікуючого наповнювача з рідинним склом призводить до синтезу алюмінатних гідрослюд і цеолітоподібних новоутворень типу гейландиту, усингіту, фожазиту, що при нагріванні більш ніж 180 °С спучуються за рахунок виділення цеолітоподібної води. Надалі під час дії більш високих температур за рахунок додаткової дегідратації алюмінатних гідрослюд утворюється пористий керамічний шар низької теплопровідності (0,02...0,03 Вт/м·°С) і середньої 3 густини (176...188 кг/м ), тим самим покриття виконує вогнезахисне призначення. Для виготовлення запропонованого покриття використовують сировинні матеріали: натрієве 3 рідинне скло з силікатним модулем Мo = 3,2, густиною  = 1400 кг/м ; метакаолін, 2 мікрокремнезем, мелений вапняк помелені до питомої поверхні 600-750 м /кг (по Блейну); суміш добавок - гідроксид алюмінію, тринатрійфосфат, карбамід і гідрооксид натрію. Запропоноване покриття готується наступним чином. Сухий компонент: змішують метакаолін, мікрокремнезем, мелений вапняк. Рідкий компонент: в натрієвому рідинному склі розчиняють всі добавки і гідроксид натрію. Всі компоненти змішують за допомогою кавітаційної обробки при температурі 30-60 °С і тиску 2-8 атм. продовж 10 хв. В результаті кавітаційної обробки лужна алюмосилікатна дисперсія здатна утворювати приховано-кристалізаційні та метастабільні (аморфні) фази, що при нанесенні на поверхню деревини сприяє підвищенню довговічності вогнезахисного покриття. Для експериментальної перевірки вогнезахисної ефективності запропонованого покриття були виготовлені зразки вогнезахисної деревини з прототипом і з покриттям, що заявляється. Зразки деревини з прототипом і з покриттям, що заявляється, було випробувано на горючість за ГОСТ 12.1.044. Адгезійні випробування здійснювали методом нормального силового відриву за ГОСТ 28574-90 за допомогою адгезіометра Proceq AKL 2230. Термін експлуатації визначався за ГОСТ 9.401-91 "Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов". Витрата покриття визначалася експериментально. Склад і властивості вогнезахисних покриттів наведено в табл. 1 і табл. 2 відповідно. 60 1 UA 95440 U Таблиця 1 Склади Рідинне скло Запропоноване покриття 1 2 3 Прототип 72,4 65,9 62,5 75-82 Вміст компонентів, % Гідроксид Модифікуючий Алюмінатна натрію наповнювач добавка 0,4 0,5 0,6 2,4-3,3 23,2 28,6 30,9 4 5 6 0,5-0,62 Вода 14,2-20,2 Таблиця 2 Вогнезахищений зразок деревини Запропоноване покриття 1 2 3 За прототипом 5 Витрата 2 покриття, кг/м Адгезійна міцність, МПа 0,34 0,35 0,32 0,75 Властивості покриттів Максимальний Втрата маси приріст Термін зразків після температури експлуатації, випробування, газоподібних рік % продуктів горіння (t, °С) 2,3 2,6 2,5 1,2 9,2 8,1 10,2 14,4 188 180 198 236 12 15 10 4,6 Як засвідчують результати випробувань зразків деревини (табл. 2), вогнезахисна деревина покриттям, що заявляється, потребує меншої витрати матеріалу при меншій середній втраті маси зразків після вогневих випробувань, також адгезійна міцність значно більша, тому ефективність вогнезахисного покриття, що заявляється, є вищою. Таке вогнезахисне покриття можна використовувати для підвищення протипожежного захисту різних дерев'яних об'єктів, і таким чином воно знайде застосування як у будівництві, так і в інших галузях. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Вогнезахисне покриття для деревини, яке складається з рідинного натрієвого скла, гідроксиду натрію, алюмінатної добавки, яке відрізняється тим, що як алюмінатну добавку містить суміш гідроксиду алюмінію, тринатрійфосфату, карбаміду в співвідношенні 1,5:1:0,5 відповідно та додатково містить модифікуючий наповнювач, який включає метакаолін, мікрокремнезем, мелений вапняк у співвідношенні 2,5:1,5:1 відповідно, рідинне натрієве скло 62,5-72,4 гідроксид натрію 0,4-0,6 алюмінатна добавка 4-6 модифікуючий наповнювач 23,2-30,9. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2