Результат интеллектуальной деятельности: СУХАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ ПОНИЖЕННОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

Изобретение относится к сухим смесям для получения энергосберегающего покрытия для нанесения на трубопроводы тепловых сетей, паровых и водонагревательных котлов, технологического оборудования, строительных конструкций с целью снижения тепловых потерь с наружных поверхностей, для покрытия высокотемпературного оборудования с целью защиты обслуживающего персонала от контактных ожогов горячими поверхностями, для получения антиконденсатного покрытия, предотвращающего образование конденсата на холодных поверхностях при эксплуатации в неблагоприятных влажностно-температурных условиях, а также в условиях с повышенными требованиями по пожаробезопасности.

Известен состав теплоизоляционной штукатурной смеси (пат. RU 2490234, МПК C04B 41/50, C04B 28/04, C04B 111/20, опубл. 20.08.2013), содержащий, мас.%: известь гашеную 3-7, перлит вспученный 2-4, известняковую муку 20-28, пеностекло 15-25, метилцеллюлозу 0,1-0,2, вспениватель на основе лаурилсуьфата натрия 0,015-0,045, водорастворимую добавку на основе модифицированного эфира крахмала 0,03-0,08, полипропиленовое фиброволокно 0,02-0,1, редиспергируемый порошок сополимера винилацетата и этилена 2-5, портландцемент 30-36, песок кварцевый 10-20.

Недостатком данной штукатурной смеси является высокое значение коэффициента теплопроводности (λ=0,1 Вт/мК) и, как следствие, невысокие теплоизолирующие свойства.

Известна композиция для получения антикоррозионного, огнестойкого и теплоизолирующего покрытия (пат. RU 2288927, МПК C04D 1/02, опубл. 10.12.2006), включающая, мас.%: жидкое натриевое или калиевое стекло 4,5-95,0, наполнитель - смесь полых микросфер 4,5-95,0, неионогенное поверхностно-активное вещество 0,5-20,0, армирующий наполнитель - вспученный вермикулит или асбестовые нити 0,0-50,0, двуокись титана 0,0-20,0.

Недостатками данной композиции являются повышенное водопоглощение покрытия, связанное с гидрофильностью жидкого стекла и присутствием поверхностно-активного вещества, жесткость системы, вероятность появления трещин и снижение основного свойства покрытия - теплозащиты.

Известна сухая теплоизолирующая гипсопенополистирольная строительная смесь для покрытий, изделий и конструкций (пат. RU 2338724, C04B 38/00, C04B 16/08, опубл. 20.11.2008), включающая, мас.%: пенополистирольные гранулы 2,0-6,0; гипсовое вяжущее 91,0-96,0; технические лигносульфонаты натрия 0,3-0,4; полифосфат натрия 0,03-0,2; гидроксид кальция 1,3-1,9; поликарбоксилат натрия 0,06-0,13; вода - остальное. Также описан способ получения указанной выше сухой теплоизолирующей гипсопенополистирольной строительной смеси.

Недостатками данного изобретения являются сложность разведения сухой смеси и получения покрытия, горючесть.

Наиболее близким по технической сущности является теплоизоляционное покрытие (пат. RU 2318782, МПК C04B 111/20, опубл. 10.03.2006), включающее следующие компоненты: связующее в сухом виде, полые микросферы и воду до требуемой консистенции. Связующее выбирают из группы, включающей: сухой сополимерный редиспергируемый порошок или смесь его в количестве до 95 мас.% с сухим редиспергируемым жидким стеклом в количестве до 80 мас.% и/или с цементом в количестве до 60 мас.%, сухое редиспергируемое жидкое стекло или смесь его в количестве до 80 мас.% с цементом в количестве до 60 мас.%. В качестве полых микросфер используют боросиликатное стекло насыпной плотностью 0,05-0,35 г/м³. Композиция может содержать наполнитель в количестве до 45 мас.%.

Недостатками известного покрытия являются его недостаточная эластичность в связи с наличием жидкого стекла, а также повышенное водопоглощение покрытия, связанное с гидрофильностью жидкого стекла.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание сухой композиции для получения энергосберегающего покрытия пониженной пожарной опасности, обладающего высокими теплоизолирующими и физико-механическими, бактерицидными и фунгицидными свойствами, низким водопоглощением, термостойкостью и трудногорючестью, не поддерживающего горение.

Технический результат достигается тем, что сухая композиция для получения энергосберегающего покрытия пониженной пожарной опасности включает сухой сополимерный редиспергируемый порошок, наполнитель - замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм, представляющие собой легкосыпучий порошок с насыпной плотностью 0,18-0,30 г/см³, дополнительно содержит функциональные добавки - нанополитетрафторэтилен, фосфат полигексаметиленгуанидина, гидроксид алюминия, декабромдифенилоксид, борат цинка, трехокись сурьмы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: сухой сополимерный редиспергируемый порошок - 38,70-44,44; наполнитель - замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм - 27,38-38,70; нанополитетрафторэтилен - 5,70-7,70; фосфат полигексаметиленгуанидина - 2,10-3,10; гидроксид алюминия - 4,70-4,88; декабромдифенилоксид - 3,70-5,38; борат цинка - 2,70-3,70; трехокись сурьмы - 3,70-4,70.

Отличительным признаком предлагаемой сухой композиции для получения энергосберегающего покрытия пониженной пожарной опасности является наличие в ее составе комплекса функциональных добавок: нанополитетрафторэтилена, фосфата полигексаметиленгуанидина, декабромдифенилоксида, бората цинка, трехокиси сурьмы, гидроксида алюминия, придающего покрытию водостойкость, трудногорючесть, бактерицидные, фунгицидные и высокие теплоизолирующие свойства.

Сухой сополимерный редиспергируемый порошок марки «ELOTEX FL 2280» представляет собой редиспергируемый полимерный порошок на основе сополимера винилацетата и этилена. Являясь пленкообразователем, обеспечивает оптимизацию таких свойств покрытия, как стойкость к истиранию и ударопрочность, отсутствие усадки и трещинообразования.

Наполнитель - замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм марки МС или МС-В (ТУ 6-48-91-92, ОАО «НПО Стеклопластик» НПК «Терм»), МС-А, АСМ-500. Смесь стеклянных полых микросфер с нулевым водопоглощением создает в композиции большой объем недоступного для воды изолированного пространства, заполненного разреженным газом и, как следствие, высокие теплозащитные свойства. Использование замкнутых негорючих стеклянных полых микросфер размером от 20 до 200 мкм придает покрытию устойчивость теплозащитных свойств при увлажнении покрытия.

Нанополитетрафторэтилен марки «Флуралит» (ТУ 2213-001-42515356-2005) - ультрадисперсный порошок с малым молекулярным весом. Особенностью данной функциональной добавки являются размеры гранул 100-900 нанометров, что способствует понижению коэффициента теплопроводности. Наполнитель обеспечивает покрытию износо- и термостойкость, гидрофильность. Кроме того, нанополитетрафторэтилен инертен практически ко всем химикалиям и растворителям, устойчив к ультрафиолетовому и атмосферному воздействию, не поглощает влагу и негорюч, заполняет практически любые микротрещины и создает сверхплотную, гладкую поверхность.

Фосфат полигексаметиленгуанидина выпускают под маркой «Фогуцид» (ТУ 2499-001-00480136-95) и «Фосфопаг» (ТУ 9392-007-415447288-99), является эффективным фунгицидом и антисептиком. Эффективность фунгицидной защиты определяли в лаборатории Казанского НИИ эпидемиологии и микробиологии. Установили фунгицидную активность в отношении следующих видов грибов: Aspergillus niger van Tiehem, Aspergillus terreus Thorn, Penicillium funiculosum Thorn, Penicillium ochro-chloron Biourge, Paecilomyces variotii Bainier, Trichoderma viride Pers. ex Fr.

Функциональные добавки: декабромдифенилоксид (ТУ 6-22-43-79, ЗАО "Химэкс"), гидроксид алюминия (ТУ 6-47-107-88 изм. 1, ЗАО "Химэкс"), борат цинка (ТУ 2146-001-61914412-2010, ООО «НеоСинтез»), трехокись сурьмы (ТУ 48-14-1-88) представляют собой антипирены.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Ингредиенты смешивают в следующем соотношении: сухой редиспергируемый порошок - 33,36 мас.ч., замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм - 28,32 мас.ч., нанополитетрафторэтилен - 9,32 мас.ч., фосфат полигексаметиленгуанидина - 3,72 мас.ч., гидроксид алюминия - 6,32 мас.ч., декабромдифенилоксид - 7,32 мас.ч., борат цинка - 5,32 мас.ч., трехокись сурьмы - 6,32 мас.ч.

Пример 2

Ингредиенты смешивают в следующем соотношении: сухой редиспергируемый порошок - 38,7 мас.ч., замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм - 38,7 мас.ч., нанополитетрафторэтилен - 5,7 мас.ч., фосфат полигексаметиленгуанидина - 2,1 мас.ч., гидроксид алюминия - 4,7 мас.ч., декабромдифенилоксид - 3,7 мас.ч., борат цинка - 2,7 мас.ч., трехокись сурьмы - 3,7 мас.ч.

Пример 3

Ингредиенты смешивают в следующем соотношении: сухой редиспергируемый порошок - 42,7 мас.ч., замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм - 28,7 мас.ч., нанополитетрафторэтилен - 7,7 мас.ч., фосфат полигексамети-ленгуанидина - 3,1 мас.ч., гидроксид алюминия - 4,7 мас.ч., декабромдифенилоксид - 4,7 мас.ч., борат цинка - 3,7 мас.ч., трехокись сурьмы - 4,7 мас.ч.

Пример 4

Ингредиенты смешивают в следующем соотношении: сухой редиспергируемый порошок - 44,44 мас.ч., замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм - 27,38 мас.ч., нанополитетрафторэтилен - 7,38 мас.ч., фосфат полигексаметиленгуанидина - 2,78 мас.ч., гидроксид алюминия - 4,88 мас.ч., декабромдифенилоксид - 5,38 мас.ч., борат цинка - 3,38 мас.ч., трехокись сурьмы - 4,38 мас.ч.

Пример 5

Ингредиенты смешивают в следующем соотношении: сухой редиспергируемый порошок - 53,81 мас.ч., замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы размером от 20 до 200 мкм - 18,77 мас.ч., нанополитетрафторэтилен - 4,77 мас.ч., фосфат полигексаметиленгуанидина - 4,07 мас.ч., гидроксид алюминия - 4,77 мас.ч., декабромдифенилоксид - 4,77 мас.ч., борат цинка - 4,27 мас.ч., трехокись сурьмы - 4,77 мас.ч.

Для приготовления энергосберегающего покрытия пониженной пожарной опасности из сухой композиции добавляют воду при перемешивании при комнатной температуре до достижения однородной суспензии.

Рецептуры сухой композиции для получения энергосберегающего покрытия пониженной пожарной опасности приведены в таблице 1.

Результаты испытаний энергосберегающих покрытий пониженной пожарной опасности, изготовленных по примерам 1-5, приведены в таблице 2.

Наилучшие результаты были получены в примерах 2, 3, 4. Заявленные пределы содержания сухого сополимерного редиспергируемого порошка обусловлены тем, что уменьшение заданных пределов (пример 1) приводит к снижению адгезии и появлению трещин на покрытии, увеличение заданных пределов (пример 5) приводит к снижению теплозащитных свойств покрытия. Уменьшение содержания функциональных добавок (пример 5) приводит к снижению термостойкости и выделению дыма при воздействии открытого пламени. При уменьшении содержания замкнутых негорючих стеклянных полых микросфер размером от 20 до 200 мкм (пример 5) происходит увеличение коэффициента теплопроводности, что неблагоприятно сказывается на теплофизических свойствах покрытия. При увеличении содержания нанополитетрафторэтилена (пример 1) наблюдается снижение эластичности покрытия.

Данные, представленные в таблице 2, показывают, что сухая композиция для получения энергосберегающего покрытия пониженной пожарной опасности обладает всем необходимым комплексом физико-механических и теплоизолирующих, бактерицидных и фунгицидных свойств и обеспечивает защищаемой поверхности низкое водопоглощение, трудногорючесть и термостойкость.

В настоящее время сухая композиция для получения энергосберегающего покрытия пониженной пожарной опасности выпускается в соответствии с техническими условиями ТУ 2329-148-00209600-2015 «Композиция энергосберегающая сухая «Энергопрофит».