Результат интеллектуальной деятельности: ОГНЕСТОЙКАЯ ТЕПЛОЗАЩИТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к теплозащитным покрытиям для поверхностей любой формы, требующих тепловой защиты, применяемым в различных отраслях промышленности: в качестве теплозащитного покрытия (ТЗП) трубопроводов тепловых сетей, котлов и других тепловых аппаратов; для обработки зданий, сооружений и внутренних помещений с целью предотвращения больших тепловых потерь и повышения их пожарнобезопасности.

Известно огнестойкое теплозащитное покрытие (RU 2523818, МПК C09D 5/18, C09D 5/02, В82В 3/00, опубл. 27.07.2014), включающее акриловую дисперсию, стеклянные полые микросферы, каолин, борат цинка, жидкое натриевое стекло, гидроксид кремния, диоксид титана, перлит, гидроксид алюминия, декабромдифенилоксид, пластификатор С-3, кремнефторид натрия, а также воду.

Однако данное покрытие обладает повышенным влагопоглощением, что отрицательно сказывается на прочности сцепления с металлом и бетоном.

Известно огнестойкое теплозащитное покрытие (RU 2215765, МПК C09D 161/14, C09D 5/18, C09D 127/06, C09D 163/02, опубл. 10.11.2003), включающее сополимер винилхлорида с акрилонитрилом, фенольно-фурфурольно-формальдегидную смолу, эпоксидную диановую смолу, гексаметилентетрамин в алифатическом спирте, фосфополиол, перлит, тальк, слюду, ацетон.

Недостатком данного покрытия является использование органических растворителей (ацетон, алиатический спирт), повышающих пожароопасность при изготовлении и применении композиции.

Известен способ получения теплоизоляционного и огнестойкого многослойного комбинированного полимерного покрытия (RU 2352601, МПК C09D 5/18, C09D 5/02, В32В 27/20, опубл. 20.04.2009), включающего поливинилацетатный латекс, смесь полых микросфер, ПАВ ОП-7 и Неонол АФ, диоксид титана, оксид цинка, борат цинка, полифосфат аммония и натрия, фунгицидную и биоцидную добавки и загуститель.

Однако технический результат достигается за счет использования нескольких слоев, что увеличивает трудоемкость его нанесения и существует вероятность расслоения.

Известно антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие (RU 2304600, МПК C09D 5/02, C09D 5/08, опубл. 20.08.2007), включающее поливинилацетатный латекс, диоксид титана, литопон, тальк, мел, мумие, загуститель, полифосфат натрия, нитрит натрия, ОП-7, вода, смесь полых микросфер.

Однако данное покрытие характеризуется меньшей прочностью при разрыве, что может привести к нарушению целостности покрытия, а следовательно, и к снижению тепло - и огнестойкости покрытия в целом.

Наиболее близким по достижению технического результата является теплозащитная композиция (RU 2400506, МПК C09D 1/00, С08К 7/22, опубл. 27.09.2010), содержащая алюмокремнезоль (30-77), водную дисперсию винилацетата (6-50), полые стеклянные микросферы (12-30), вспомогательные компоненты в виде красящих пигментов, полифосфата аммония и гидросила (5-20) и двуокись титана (0-3).

Недостаток известной композиции - то, что она способна загораться при воздействии открытого пламени.

Задачей изобретения является создание композиции для теплозащитного покрытия.

Техническим результатом является огнестойкое теплозащитное покрытие, обладающее повышенной тепло- и огнестойкостью.

Поставленный технический результат достигается при использовании огнестойкой теплозащитной композиции на основе поливинилацетатной дисперсии, включающей диоксид титана, модифицирующую добавку и наполнитель, при этом композиция дополнительно содержит диспергатор - четвертичную аммонийную соль Quartamin СО-86, в качестве модифицирующей добавки - полифосфат алюминия, а в качестве наполнителя перлит при следующем соотношении компонентов, масс. %: поливинилацетатная дисперсия - 76,0; перлит - 14,0; полифосфат алюминия - 5,0; указанный диспергатор - 2,0; диоксид титана - 3,0.

В составе огнестойкой теплозащитной композиции на основе поливинилацетатной дисперсии в качестве модифицирующей добавки используют полифосфат алюминия (ГОСТ 3486-92), в качестве наполнителя - перлит (ГОСТ 30566-98), а в качестве красящих пигментов - диоксид титана (ГОСТ 9808-84). В качестве диспергатора использовали - четвертичную аммонийную соль Quartamin СО-86: диалкилдиметиламмоний хлорид, где алкил - остаток талловых кислот C₁₆-C₁₈ (пат.RU 2279450, МПК С08К 13/02, С08К 5/18, С08К 5/20, С08К 9/04, C08L 21//00, опубл. 10.07.2006). В частности, соли формул:

Составы приготовленных композиций и прототипа приведены в таблице 1.

Полифосфат алюминия в составе композиции проявляет себя эффективным пламезамедляющим антипиреном. При воздействии температуры пламени на поверхность защищаемого материала образуется полифосфорная кислота, выделяются негорючие газы и образуется пенный теплоизоляционный слой, который не допускает развития пламени. Перлит, содержащий конституционную воду, также способствует повышению тепло- и огнезащитных характеристик. Используемая в качестве диспергатора четвертичная аммонийная соль позволяет повысить качество смешения композиции, обеспечить равномерное распределение тепло- и огнезащитных компонентов, предотвратить ее расслаивание.

Свойства полученных покрытий представлены в таблице 2.

Заявленное количество перлита и полифосфата алюминия является оптимальным, так как с уменьшением их количества наблюдается снижение тепло- и огнестойкости покрытия, а увеличение их дозировки нецелесообразно, поскольку это не оказывает существенного влияния на дальнейшее улучшение комплекса свойств.

Сочетание перлита и полифосфата алюминия проявляет огнетеплозащитные характеристики по двум направлениям: при воздействии огня перлит обеспечивает протекание процесса вспучивания материала, что позволяет получить плотный кокс с равномерно распределенной мелкой пористостью, что создает эффективный теплонепроницаемый защитный слой, а полифосфат алюминия обеспечивает самозатухание с низкой плотностью дыма.

Способ получения теплозащитной композиции.

В смеситель при постоянном перемешивании вводят поливинилацетатную дисперсию, затем добавляют диспергатор диоксид титана и вводят модифицирующие добавки. Перемешивание осуществляют при комнатной температуре в течение 40-45 минут до достижения однородного состава смеси. Готовая теплозащитная композиция представляет собой однородную пастообразную массу. Состав прост в использовании, легко разбавляется водой и может быть нанесен на поверхность кистью или шпателем. В зависимости от используемого способа и инструмента нанесения композицию можно разбавлять водой, количество которой определяется необходимой для нанесения консистенцией смеси. После нанесения на поверхность и высыхания (вода испаряется) при температуре окружающей среды образуется плотное негорючее теплозащитное покрытие. Толщина готового покрытия составляет 1-3 мм.

Таким образом, применение предлагаемого огнестойкого теплозащитного покрытия на основе поливинилацетатной дисперсии позволяет получать покрытия с повышенными тепло- и огнезащитными свойствами при сохранении их физико-механических характеристик.