Огнестойкая композиция

Огнестойкая композиция

Реферат

Изобретение относится к области строительных материалов и касается разработки методов и средств защиты технологического оборудования от огня и нераспространения пожара в огнеопасные зоны и может быть использовано при осуществлении работ по устройству огнезащитных покрытий на металлические конструкции в условиях эксплуатации.

Известна композиция, содержащая кварцевое стекло и равное ему количество неразбухшего перлита, который увеличивается под действием тепла [1]. Однако такая композиция не может применяться из-за дефицита компонентов, указанных в составе.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является огнезащитная сырьевая смесь [2], включающая жидкое стекло, обожженный и необожженный вермикулит при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Жидкое стекло	4,0-96,0
Обожженный вермикулит	5,0-16,0
Необожженный вермикулит	0,2-80,0

Недостатком, лимитирующим ее применение, является то, что покрытие слоем в 10 мм, выполненное из этой композиции, сообщает металлической конструкции предел огнестойкости не более 0,75 ч., что ниже необходимого предела огнестойкости.

Задачей изобретения является создание огнестойкой композиции с повышенной прочностью и огнестойкостью покрытия.

Поставленная задача достигается тем, что композиция на основе жидкого стекла содержит комбинированный наполнитель, модификатор, антипирин и агент, вытесняющий воду.

Сущность изобретения заключается в том, что огнестойкая композиция, включающая жидкое стекло и наполнитель, дополнительно содержит полиэфирную смолу, хлорпарафин, сульфат натрия, а в качестве наполнителя содержит перлит и алюминиевую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Жидкое стекло	100
Полиэфирная смола	9-10
Хлорпарафин	7-10
Перлит	11-12
Алюминиевая пудра	7-8
Сульфат натрия	18-20

Введение полиэфирной смолы модифицирует свойства жидкого стекла и тем самым улучшает адгезию к стальной поверхности.

Введение же перлита и алюминиевой пудры обеспечивает прочностные свойства композиции, хлорпарафина - огнестойкость.

Дополнительное введение сульфата натрия сокращает время высыхания. Введение при необходимости небольшого количества (10-12 мас.ч.) воды перед применением обеспечивает хорошее нанесение композиции на защищаемую поверхность, а также хорошую растушевку.

В качестве полиэфирной смолы используют лапрол марки 3003-2Б-10, который получают полимеризацией окиси пропилена с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена, где в качестве катализатора реакции применяют раствор моноглицерата калия в глицерине. Лапрол с молекулярной массой 3003 - прозрачная жидкость.

Жидкое стекло получают путем обработки двуокиси кремния едкой щелочью. Используют натриевое жидкое стекло

Na2О×SiO2

модулем 2,7 и выше

Вспученный перлитовый песок (ГОСТ 10832-91) биологически стойкий, нетоксичный, негорючий, легкий теплоизоляционный материал (перлит).

Алюминиевая пудра	ГОСТ 5494-71
Сульфат натрия	ГОСТ 4166-89

В таблице 1 приведены конкретные составы композиций.

Композиция по предлагаемому изобретению готовится в шаровой мельнице в лабораторных условиях по приведенной рецептуре (табл.1) путем перемешивания компонентов в следующей последовательности:

в жидкое стекло, полиэфирную смолу и хлорпарафин после перемешивания добавляют перлит и тщательно перемешивают и далее вводят алюминиевую пудру, также тщательно перемешивают до однородного состояния по следующему режиму (табл.2).

Пример: к 100 мас.ч. жидкого стекла добавляют 10 мас.ч. полиэфирной смолы, 8 мас.ч. хлорпарафина перемешивают, далее добавляют 11 мас.ч. перлита - тщательно перемешивают, затем добавляют 7 мас.ч. алюминиевой пудры - тщательно перемешивают до однородного состояния. После каждой загрузки компонентов шаровая мельница вращается в течение 20-30 мин. Перед применением добавляют 18 мас.ч. сульфата натрия и при необходимости 12 мас.ч. воды.

Полученные таким образом составы композиции подвергались испытаниям и определяли следующие характеристики:

- предел прочности при сжатии по ГОСТ 10180-85;

- прочность сцепления с поверхностью металла (адгезия) по ГОСТ 15140-92;

- испытание на огнестойкость проводилось по методике НПБ 236-97 (Огнезащитные составы для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности), Москва.

Таблица 1ПРИМЕРЫ КОМПОЗИЦИИ И ПРОТОТИПА
Компоненты, мас.ч.	Примеры содержания компонентов, в мас.ч.
Варианты
1	2	3	4	5 по а.с. 509563
Жидкое стекло модуль 2,7	100	100	100	100	4-96
Полиэфирная смола	8	11	9	10	-
Хлорпарафин	7	11	8	10	-
Перлит	10	13	11	12	-
Алюминиевая пудра	7	8	7	8	-
Сульфат натрия	17	21	18	20	-
Обожженный вермикулит		-			3-16
Необожженный вермикулит					0,2-80,8

Примечание:

Примеры 3 и 4 - в пределах притязаний

1-2 - вне пределах притязаний

5 - прототип

Таблица 2Режим изготовления композиции по заявке
	Наименование операции	Оборудование, приспособление	Режим операции, мин	Наименование компонента
1.	Загрузка жидкого стекла, полиэфира, хлорпарафина	Шаровая мельница, весы	15-20	Жидкое стекло Полиэфирная смола Хлорпарафин
2.	Вращение мельницы		20-25	-
3.	Остановка мельницы и загрузка перлита	Тоже	10-15	Перлит
4.	Вращение мельницы	-	20-30	-
5.	Остановка мельницы и загрузка алюминиевой пудры	То же	10-15	Алюминиевая пудра
6.	Вращение мельницы	-	20-30	-
7.	Остановка мельницы и выгрузка композиции	-
8.	Перед применением введение сульфата натрия, затем воды

Таблица 3СРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ
Показатели	Составы
1	2	3	4	5 по а.с. 509563
Предел прочности при сжатии, кгс/см2	65	50	130	135	47,8
Прочность сцепления с поверхностью металла, кгс/см2	7	5	15	15	7
Огнестойкость, мин	60	60	н/м60	н/м 60	48
Толщина покрытия, мм	1,5-2	1,5-2	1,5-2	1,5-2	10,0

Сравнительные результаты свойств покрытий на основе композиций и прототипа показаны в таблице 3.

Анализ полученных результатов при испытании огнестойких композиций показывает, что увеличение полиэфирной смолы до 11 мас.ч. приводит к увеличению времени высыхания и уменьшению предела прочности на сжатие и адгезию. Уменьшение количества полиэфирной смолы до 7 мас.ч. также приводит к отрицательным результатам. Это объясняется тем, что для образования полиэфирной пленки необходим отвердитель, например полиизоционат. Как видно из данных таблицы 1, в состав композиции не входит отверждающий агент, как полиизоционат. Далее можно сказать, что выбранные интервалы соотношений компонентов являются оптимальными, при которых показатели свойств покрытий выше, чем у прототипа. Так, при толщине покрытия всего 1,5-2,0 мм достигается предел прочности 130-135 кг/см², огнестойкость не менее 60 мин.

Источники информации

1. Патент США № 4443258,1984 г., С 09 К 3/28.

2. Авт. св-во СССР № 509563, С 04 В 43/10, 1976 г.

Огнестойкая композиция, включающая жидкое стекло и наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полиэфирную смолу, хлорпарафин, сульфат натрия, а в качестве наполнителя содержит перлит и алюминиевую пудру при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Жидкое стекло	100
Полиэфирная смола	9-10
Хлорпарафин	7-10
Перлит	11-12
Алюминиевая пудра	7-8
Сульфат натрия	18-20