Композиція для вогнебіостійкого захисного покриття

Реферат: UA 89734 U UA 89734 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до текстильної галузі і стосується створення та застосування захисних матеріалів та належить до складів захисних покриттів, які мають вогне- та біозахисні властивості. Запропоноване покриття може бути використане для захисту целюлозовмісних матеріалів (тканини, покриття для підлоги та інші матеріали) від дії мікроорганізмів, високих температур та вогню. Відома композиція для вогнезахисного покриття містить зв'язуюче - карборансилоксан і мінеральний наповнювач. Рецептура цієї композиції наступна (мас. %): карборансилоксановий лак (25-35), алюмінію (III) оксид (35-45), цирконію (IV) оксид (27-29), титану (IV) оксид (1-3) (Патент України № 42264, клас С09 D 5/18, 2009 p.). Недоліком вказаної рецептури вищезазначеної композиції є те, що композицію для вогнезахисного покриття не можна використовувати для вогнебіозахисту целюлозовмісних матеріалів через низьку стійкість його компонентів до дії високої вологи, мікроорганізмів та вогню. Найбільш близькою до запропонованої корисної моделі є композиція для вогнезахисного покриття, яка містить зв'язку у вигляді поліметилфенілсилоксану та мінеральний наповнювач у вигляді алюмінію (III) оксиду, цирконію (IV) оксиду, водного натрію тетраборату. Рецептура цієї композиції наступна (мас. %): поліметилфенілсилоксан (за 25-35 сухим залишком) алюмінію (ІІІ) оксид 20-30 цирконію (IV) оксид 15-25 водний натрію тетраборат 20-30. (Патент України № 41585, клас С 09 В 3/00, 2009 p.). Вищезазначена композиція використовують для захисту металевих конструкцій зі сталі марки Ст 5 від дії вогню та газової корозії в інтервалі температур 873-1573 K. Недоліком даної композиції є недостатня біостійкість покриття, що робить неможливим використовувати його для біовогнезахисту текстильних матеріалів через низьку стійкість його компонентів до дії мікроорганізмів та вогню. В основу корисної моделі поставлено задачу у композиції для біовогнестійкого захисного покриття шляхом введення нових компонентів підвищити біо- та вогнестійкість целюлозовмісних текстильних матеріалів, зокрема целюлозовмісних, за рахунок утворення у процесі життєдіяльності мікроорганізмів нових біостійких фаз, які під час нагрівання внаслідок взаємодії між собою формують вогнестійкий шар. Поставлена задача вирішується введенням у склад композиції для вогнебіостійкого захисного покриття, що містить поліорганосилоксановий компонент, а саме поліметилфенілсилоксановий лак та алюмінію (III) оксид, додатково цинку (II) оксид, базальтове волокно та борна кислота у такому співвідношенні компонентів, мас. %: поліметилфенілсилоксановий 30-40 лак алюмінію (III) оксид 25-50 цинку (II) оксид 12-20 борна кислота 22-29 базальтове волокно 3,0-5,0. Це забезпечує утворення біостійких гідратів Zn(OH) 2, Аl(ОН)3 за рахунок життєдіяльності мікроорганізмів при експлуатації захисних покриттів у вологих умовах та дії високих температур. Наявність борної кислоти на 20…25 % збільшує біостійкість порівняно із прототипом, а також вогнестійкість внаслідок утворення парів води при її розкладанні в інтервалі температур 70…170 °C. За рахунок плавлення В2О3 при нагріванні вище від 300 °C у 1,5-2,0 рази зростає вогнестійкість матеріалів. Встановлено, що введення до складу базальтового волокна збільшує у 1,2-1,5 разу еластичність покриття та у 1,3-2,4 разу вогнестійкість. Для одержання композиції для біовогнезахисного покриття використовували такі матеріали: поліметилфенілсилоксановий лак (КО-923), ТУ 231-48-83, алюмінію (III) оксид ГОСТ 30 569-98, цинку (II) оксид ТУ У 14-10-0241-99, базальтове волокно ТУ У 6-09-1211-77, борна кислота ГОСТ 9656-61. Композицію для біовогнезахисного покриття готували сумісним диспергуванням алюмінію (III) оксиду, цинку (II) оксиду, борної кислоти та базальтового волокна у 45 % толуольному розчині поліметилфенілсилоксанового лаку. Покриття наносили на поверхню матеріалу 1 UA 89734 U 5 методом пульверизації або занурюванням. Розміри зразка текстильних матеріалів становили 50×200 мм. Стійкість зразків до біопошкоджень після оброблення захисними покриттями перевіряли згідно із ГОСТ 26603-85. Ефективність вогнезахисту проводили відповідно до вимог ГОСТ 16363-83. Приклади рецептур композицій для біовогнезахисного покриття і результати випробувань наведені у табл. 1 і 2. Таблиця 1 Динаміка біообростання текстильних матеріалів Склад композиції, мас. % Композиція-прототип поліметилфенілсилоксан 30 алюмінію (III) оксид 25 цирконію (IV) оксид 20 натрію гідротетраборат 25 (Na2B4O710H2O) Запропоновані композиції №1 поліметилфенілсилоксановий лак 25 алюмінію (III) оксид 35 цинку (II) оксид 12 базальтове волокно 5 борна кислота 23 №2 поліметилфенілсилоксановий лак 27,5 алюмінію (III) оксид 27,5 цинку (II) оксид 5 базальтове волокно 4 борна кислота 26 №3 поліметилфенілсилоксановий лак 30 алюмінію (III) оксид 20 цинку (II) оксид 18 базальтове волокно 3 борна кислота 29 Ступінь біообростання матеріалу (%), за термін (доби) поліефір бавовна льон 30 60 30 60 30 60 1,78 1,81 1,67 1,83 2,12 2,42 1,23 1,50 0,71 0,98 1,23 1,62 1,31 1,53 0,83 1,03 1,14 1,53 1,21 1,47 0,53 0,83 0,97 1,21 10 2 UA 89734 U Таблиця 2 Результати вогневих випробувань зразків текстильних матеріалів Температура вогневої камери, °C Рецептура композиції, мас. % Композиція-прототип поліметилфенілсилоксан алюмінію (III) оксид цирконію (IV) оксид натрію гідротетраборат (Na2B4O710H2O) Запропоновані композиції №1 поліметилфенілсилоксановий лак алюмінію (III) оксид цинку (II) оксид базальтове волокно борна кислота №2 поліметилфенілсилоксановий лак алюмінію (III) оксид цинку (II) оксид базальтове волокно борна кислота №3 поліметилфенілсилоксановий лак алюмінію (III) оксид цинку (II) оксид базальтове волокно борна кислота 5 10 30 25 20 25 Втрата маси зразків, % поліефір бавовна льон 200 500 25 35 12 5 23 200 500 1,9 30,7 1,7 28,1 1,6 28,9 27,5 27,5 15 4 26 200 500 2,1 32,9 1,5 27,4 1,4 28,1 30 20 18 3 29 200 500 1,8 29,3 1,1 22,1 1,1 26,8 При випробуванні композицій захисних покриттів із заграничними співвідношеннями компонентів були одержані незадовільні результати. Недостатній вміст поліметилфенілсилоксанового компонента (а саме поліметилфенілсилоксанового лаку), борної кислоти та цинку (II) оксиду зменшує біостійкість на 2128 %, а алюмінію (III) оксиду - при незначному збільшенні біостійкості - практично не впливає на вогнестійкість. Перевищення вмісту поліметилфенілсилоксанового лаку, борної кислоти і базальтового волокна практично не впливає на вогнестійкість, але зменшує біостійкість у 1,3-1,5 разу, а алюмінію оксиду збільшує вогнестійкість у 1,3-1,6 разу. Згідно із даними табл. 1 і 2 можна зробити висновок, що при використанні запропонованої композиції для біовогнестійкого захисного покриття можна перевести текстильні матеріали у 2 біостійкі та важкозаймисті із витратою 250-450 г/м залежно від волокнистого складу та структурних характеристик матеріалу. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Композиція для вогнебіозахисного покриття, що містить поліметилфенілсилоксановий компонент та алюмінію (III) оксид, яка відрізняється тим, що додатково містить цинку (II) оксид, борну кислоту та базальтове волокно при такому співвідношенні компонентів, мас. %: поліметилфенілсилоксановий лак 30-40 алюмінію (III) оксид 25-50 цинку (II) оксид 12-20 борна кислота 22-29 базальтове волокно 3-5. 3 UA 89734 U Комп’ютерна верстка О. Рябко 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 4