Результат интеллектуальной деятельности: Огнестойкая композиция

Изобретение находит применение при разработке огнестойких, агрессивостойких, электроизоляционных материалов на основе эпоксидных олигомеров, применяемых в радиоэлектронике и компьютерной технике.

Известна композиция для создания защитных покрытий имеющих повышенную деформационную стойкость и пониженную горючесть, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель триэтилентетрамин, минеральный наполнитель натрий кремнефтористый - технологический отход производства фосфорной кислоты, антипирен трифенилфосфат и пластификатор трихлорэтилфосфат [Патент RU 2648069, МПК C08L 63/02, C09D 163/02, C09D 5/18; 22.03.2018].

Однако данная композиция обладает недостаточным значением твердости по Бринелю и плохим распределением наполнителя, что сказывается на горючести покрытия.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является огнестойкая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель - полиэтиленполиамин, наполнитель - сшитый полиакриламид POLYSWELL в виде гранул, предварительно набухших в 20%-ном водном растворе фосфорборсодержащего олигомера ФБО [Патент RU 2574271, МПК C08L 63/02, C08L 33/26, C08J 5/00, С09K 21/12; 10.02.2016].

Данный состав позволяет получать композиты на основе эпоксидной диановой смолы с повышенной огнестойкостью, однако увеличение количества указанного наполнителя набухшего в водном растворе, так же приводит к снижению твердости, ударной вязкости, электрической проницаемости и прочности на статический изгиб композиций. Кроме этого, эффект микровзрывов, указанный авторами, может приводить не только к затуханию и выбросу воды в зону пламени, но и к переносу пламени в результате отстреливания не затухших частиц материала.

Задачей изобретения является разработка твердой, огнестойкой композиции на основе эпоксидной смолы.

Техническим результатом является повышение огнестойкости композитов на основе эпоксидной диановой смолы при сохранении их высоких физико-механических показателей.

Поставленный технический результат достигается в огнестойкой композиции на основе эпоксидной диановой смолы, содержащей отвердитель - полиэтиленполиамин и наполнитель, при этом композиция дополнительно содержит дибутилфталат, а в качестве наполнителя содержит гидроксосиликат магния или гидроксосиликат никеля, при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.:

Сущность изобретения заключается в использовании в качестве наполнителя гидроксосиликатов, которые обеспечивают механизм защиты от действия пламени:

Сольватная вода гидратированных кристаллитов гидроксисиликата концентрируется в межкристаллитном пространстве и, при нагревании, испаряется и удаляется из зоны горения предотвращая доступ окислителей в зону горения, вызывая затухание материала.

При этом введение в композицию гидроксосиликата магния или никеля обеспечивает повышение огнестойкости эпоксидных композитов при сохранении высокого уровня физико-механических свойств композиции.

Для создания композиции использовались:

Эпоксидная диановая смола марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-84);

Аминный отвердитель - полиэтиленполиамин (ПЭПА) (ТУ 6-02-594-85);

Пластификатор - дибутилфталат ДБФ (ГОСТ 8728-88);

Наполнитель - гидроксисиликаты магния или никеля, полученные посредством горячего (*) или холодного (**) синтеза. Синтез наполнителей проводили по методике, представленной в статье [Тужиков, О.О. Влияние температуры синтеза на структуру и свойства силикатов переходных металлов / О.О. Тужиков и др. // В.: Известия ВолгГТУ - №4 (199)-2017-75-82 с.].

Заявленный состав позволяет получать экологичные композиты на основе эпоксидной диановой смолы и гидроксосиликатов металлов с повышенной стойкостью к действию огня.

Составы полученных композиций представлены в таблице 1.

* - гиброксосиликат, полученный посредством горячего синтеза;

** - гиброксосиликат, полученный посредством холодного синтеза.

Огнестойкую композицию приготавливают в две стадии. На первой стадии в эпоксидиановую смолу в расчетных количествах вводится пластификатор и наполнитель, после чего данная система перемешивается до состояния однородности. Затем вводят отвердитель и перемешивают 5 минут и заливают в приготовленную для отверждения в форму, вакуумируют и отверждают в течение 24 часов, затем образцы термостатируют в печи при 80°С в течение 2 часов.

Результаты исследования полученных образцов и прототипа представлены в таблице 2.

Анализ ударной вязкости образцов эпоксидной смолы проводили по методу Изода в соответствии с ГОСТ 19109-84.

Определение твердости по Бринелю в соответствии с ГОСТ 9012-59.

Исследование данных композиций на статический изгиб в соответствии с ГОСТ 4648-2014 (ISO 178:2010).

Скорость распространения пламени оценивали в соответствии с ГОСТ Р 57924-2017.

Для сравнения полученных данных, по прототипу был выбран материал, обладающий лучшими характеристиками по скорости распространения пламени (пример 4 прототипа).

Из данных таблицы 2 следует, что предлагаемые материалы, по сравнению с прототипом, обладают большей стойкостью к действию пламени, сохраняя при этом высокие физико-механические характеристики.

Предлагаемые композиции проявляют большую огнестойкость по сравнению с контрольным примером. При прекращении действия пламени данные образцы не поддерживают горение и способны к самозатуханию.

Таким образом, огнестойкая композиция на основе эпоксидной диановой смолы, содержащая отвердитель - полиэтиленполиамин, наполнитель - гидроксосиликат магния или гидроксосиликат никеля и пластификатор - дибутилфталат, при заявленном соотношении компонентов обеспечивает повышение огнестойкости композитов при сохранении высоких физико-механических показателей.