RU2265631C2 - Flameproof coating - Google Patents

Abstract

FIELD: protective coatings and fire protection.

SUBSTANCE: invention relates to flameproof swelling coatings mainly for vermiculite-based wood materials for use in construction, especially for coating wood and metallic surfaces and wood articles designed for use in high-temperature media. Claimed flameproof coating is made from composition containing Portland cement, swelled vermiculite, water, and additionally mullite-silica fiber, Al₂O₃, and Mecellese additive. Such composition leads to prolonged activity, reduced heat conductance of coating, widened application area thereof, and possibility of using material to protect articles and stuffs against high temperature-caused inflammation. Coating also allows time needed to heat article to critical temperature to be increased by a factor of 1.5-2, consumption of coating per unit area to be increased by 10-15%, and coating-article surface adhesion quality to be improved.

EFFECT: improved performance characteristics of coating.

1 tbl

Description

Изобретение относится к огнезащитным вспучивающимся покрытиям, преимущественно для древесных материалов на основе вермикулита. И может быть использовано по своему прямому назначению при покрытии деревянных изделий и материалов из древесины для эксплуатации их в средах с высокой температурой.The invention relates to fire retardant intumescent coatings, mainly for wood materials based on vermiculite. And it can be used for its intended purpose when coating wooden products and wood materials for their operation in high temperature environments.

Известно огнезащитное покрытие для деревянных конструкций, включающее асбест, наполнитель, силикат натрия или калия и воду, в качестве наполнителя в нем использована белая сажа, двуокись титана и эмульсионный поливинилхлорид (см., например, авторское свидетельство СССР, №1180389 по кл. С 09 К 21/00 за 1985 год).Known fire retardant coating for wooden structures, including asbestos, filler, sodium or potassium silicate and water, white carbon black, titanium dioxide and emulsion polyvinyl chloride are used as filler (see, for example, USSR author's certificate, No. 1180389, class C 09 By 21/00 for 1985).

Недостаток данного покрытия - это невозможность использования для покрытия деревянных изделий и древесных материалов, используемых в воздушной среде, т.к. при воздействии на него большой температурой поливинилхлорид разлагается и разрушает все покрытие. Кроме того, при разложении покрытия выделяется отравляющее вещество типа хлора, что делает небезопасным его использование в народном хозяйстве.The disadvantage of this coating is the inability to use for coating wooden products and wood materials used in the air, because when exposed to high temperature, polyvinyl chloride decomposes and destroys the entire coating. In addition, during the decomposition of the coating, a toxic substance such as chlorine is released, which makes it unsafe to use it in the national economy.

Также известно огнезащитное покрытие на основе жидкого стекла, в которое вводится органическое связующее в виде водорастворимого полимера К-9, содержащее омыленные отходы нитронного волокна и раствор коагулюмов (см. авторское свидетельство СССР №1604830 по кл. С 09 К 21/00 за 1990 г.).Also known is a fire-retardant coating based on liquid glass, into which an organic binder is introduced in the form of a water-soluble polymer K-9, containing saponified waste nitron fiber and a solution of coagulum (see USSR author's certificate No. 1604830, class C 09 K 21/00 for 1990 .).

Недостаком данного покрытия является то, что он может быть использован только для заполнения щелей на контейнерах, предназначенных для железнодорожных перевозок грузов, и защищает только возможность попадания источников возгорания через неплотности контейнеров. Кроме того, входящее в состав покрытия жидкое стекло является аккумулятором влаги с последующим разрушением покрытия под воздействием воздушной среды при высоких и низких температурах.The disadvantage of this coating is that it can only be used to fill gaps in containers intended for rail transportation of goods, and protects only the possibility of sources of ignition through container leaks. In addition, the liquid glass included in the coating is a moisture accumulator with subsequent destruction of the coating under the influence of the air at high and low temperatures.

Наиболее близким по своей технической сущности с предлагаемым является покрытие для огнестойких палубных конструкций, содержащее асбест, портландцемент, вспученный вермикулит и сульфат алюминия, растворенные в воде (см. авторское свидетельство СССР №1342906, по кл. С 09 К 21/04 за 1987 год).The closest in technical essence to the proposed one is a coating for fire-resistant deck structures containing asbestos, Portland cement, expanded vermiculite and aluminum sulfate dissolved in water (see USSR author's certificate No. 1342906, class C 09 K 21/04 for 1987 )

Однако при всех присущих преимуществах данного покрытия, оно обладает существенными недостатками. Одним из недостатков данного покрытия является низкая стойкость покрытия при воздействии на него высоких температур (менее 0,5 часа), сползание покрытия с места его нанесения, а также большой расход самого покрытия при нанесении его на поверхность изделия. Кроме того, известное покрытие предназначено для металлических поверхностей и его теплопроводность велика. В результате, под воздействием высокой температуры поверхность изделия или материала под покрытием перегревается и воспламеняется. Поэтому данное огнестойкое покрытие предназначено для металлических изделий и материалов и не пригодно для деревянных изделий и материалов.However, with all the inherent advantages of this coating, it has significant disadvantages. One of the disadvantages of this coating is the low resistance of the coating when exposed to high temperatures (less than 0.5 hours), sliding of the coating from the place of its application, as well as the high consumption of the coating itself when applied to the surface of the product. In addition, the known coating is intended for metal surfaces and its thermal conductivity is great. As a result, under the influence of high temperature, the surface of the product or material under the coating overheats and ignites. Therefore, this fire-resistant coating is intended for metal products and materials and is not suitable for wooden products and materials.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, увеличение срока действия покрытия при воздействии высоких температур, снижение теплопроводности покрытия и возможность его использования при защите деревянных изделий и материалов от возгорания под воздействием высоких температур.The technical task of the invention is to eliminate the above disadvantages, increase the duration of the coating when exposed to high temperatures, reduce the thermal conductivity of the coating and the possibility of its use in protecting wooden products and materials from fire under the influence of high temperatures.

Указанная техническая задача достигается тем, что в предлагаемом огнезащитном покрытии, содержащем портландцемент, вспученный вермикулит и воду, дополнительно содержится муллито-кремнеземистое волокно (Al₂O₃) и MECELLESE (FMC - 2070) в виде гидроксипропил метилцеллюлозы в следующем соотношении компонентовThe specified technical problem is achieved by the fact that the proposed fire retardant coating containing Portland cement, expanded vermiculite and water additionally contains mullite-siliceous fiber (Al ₂ O ₃ ) and MECELLESE (FMC - 2070) in the form of hydroxypropyl methylcellulose in the following ratio of components

ПортландцементPortland cement - 35-40%- 35-40% Вспученный вермикулитExpanded Vermiculite - 8-10%- 8-10% Муллито-кремнеземистое волокноMullite-siliceous fiber - 5-10%- 5-10% Добавка MecelleseMecellese supplement - 0,4-0,8%- 0.4-0.8% ВодаWater - Остальное.- The rest.

Состав покрытия готовят следующим образом. Все компоненты согласно рецептуре перед загрузкой в смеситель подвергаются исследованию на соответствие техническим условиям. После этого каждый из компонентов взвешивается и загружается в смеситель. Затем в течение определенного промежутка времени производится перемешивание с переменой направления вращения. После этого смесь расфасовывают в тару (обычно в клапанные мешки) и отправляют потребителю, например на строительные площадки. У потребителя в смесь добавляется вода и вновь производится перемешивание непосредственно на строительной площадке перед нанесением покрытие на поверхность до получения однородной массы.The composition of the coating is prepared as follows. All components according to the recipe before being loaded into the mixer are tested for compliance with technical specifications. After that, each of the components is weighed and loaded into the mixer. Then, for a certain period of time, mixing is performed with a change in the direction of rotation. After this, the mixture is packaged in containers (usually in valve bags) and sent to the consumer, for example at construction sites. At the consumer, water is added to the mixture and again mixing is carried out directly at the construction site before applying the coating to the surface until a homogeneous mass is obtained.

Полученное покрытие наносится на деревянные конструкции одним из известных способов (кистью, краскораспылителем, окунанием и т.д.). Перед нанесением покрытия поверхность деревянной конструкции смачивается раствором соды. Формирование покрытия осуществляется при комнатной температуре в течение 24 часов. Для ускорения формирования покрытия может быть использована принудительная сушка при температуре 80°С. Характеристиками сравнения покрытия является время достижения предельно допустимого среднего превышения первоначальной температуры на необогреваемой поверхности, которая принимается равной 200°С. Толщина испытываемых образцов выбрана 4 мм.The resulting coating is applied to wooden structures using one of the known methods (brush, paint sprayer, dipping, etc.). Before coating, the surface of the wooden structure is wetted with a soda solution. The coating is formed at room temperature for 24 hours. For accelerated coating formation can be used forced drying at a temperature of 80 ° C. The characteristics of the comparison of the coating is the time to reach the maximum permissible average excess of the initial temperature on an unheated surface, which is assumed to be 200 ° C. The thickness of the test samples selected 4 mm

На испытания представлены 7 образцов в разном процентном соотношении выбранных компонентов. Результаты испытаний приведены в таблице. Как видно из представленных в таблице данных, предлагаемый состав для огнезащитного покрытия обладает повышенной огнестойкостью и прочностью сцепления с поверхностью образца, стоек к воздействию на него температуры. При этом потери массы деревянного образца не превышают 9%.For testing, 7 samples are presented in different percentages of selected components. The test results are shown in the table. As can be seen from the data presented in the table, the proposed composition for fire retardant coating has increased fire resistance and adhesion to the surface of the sample, it is resistant to temperature. In this case, the weight loss of the wooden sample does not exceed 9%.

Применение предлагаемого покрытия позволяет увеличить время нагрева образца до критической температуры в 1,5-2 раза, уменьшить количество расхода покрытия на единицу площади на 10-15% и повысить качество сцепления покрытия с поверхностью образцов по сравнению с известными огнезащитными покрытиями на основе вспученного вермикулита.The application of the proposed coating allows to increase the heating time of the sample to a critical temperature by 1.5-2 times, reduce the amount of coating consumption per unit area by 10-15% and improve the adhesion of the coating to the surface of the samples in comparison with the known fire retardant coatings based on expanded vermiculite.

ТаблицаTable № образцаSample No. Компоненты состава покрытия, %Components of the coating composition,% Температура нагрева в камере в градусах по ЦельсиюChamber heating temperature in degrees Celsius Время достижения предела огнестойкости, минThe time to reach the limit of fire resistance, min Вид покрытия после воздействия огняType of coating after exposure to fire   Портланд-цементPortland cement Вспученный вермикулитExpanded Vermiculite Муллитокремнеземистое волокноMullite-siliceous fiber МетилгидроксипропилцеллюлозаMethylhydroxypropylcellulose ВодаWater         2525 55 5,05,0 1,01,0 64,064.0 139139 45,245,2 ПотемнелоDarkened 22 3535 88 5,05,0 0,80.8 51,251,2 139139 47,447.4 Отслоений нетNo exfoliation 33 4040 9nine 1010 0,70.7 40,340.3 139139 52,852.8 -«-- "- 44 4040 1010 1010 0,60.6 39,439,4 139139 90,390.3 -«-- "- 55 4040 1010 1010 0,40.4 39,639.6 139139 60,160.1 -«-- "- 66 4040 15fifteen 15fifteen 0,40.4 29,629.6 139139 48,148.1 -«-- "- 77 4545 15fifteen 20twenty 0,30.3 19,719.7 139139 40,140.1 ПотемнелоDarkened ИзвестныйFamous 5555 1010 -- -- 35.035.0 139139 37,837.8 Обуглилось и осыпаетсяCharred and crumbles

Claims (1)

Огнезащитное покрытие, выполненное из композиции, содержащей портландцемент, вспученный вермикулит и воду, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит муллитокремнезистое волокно Al₂O₃ и добавку Mecellese при следующем соотношении компонентов, мас.%:A fire retardant coating made of a composition containing Portland cement, expanded vermiculite and water, characterized in that it additionally contains mullite-siliceous fiber Al ₂ O ₃ and Mecellese additive in the following ratio, wt.%: Вспученный вермикулитExpanded Vermiculite 8-108-10 ПортландцементPortland cement 35-4035-40 Муллитокремнезистое волокно Al₂O₃ Mullite-siliceous fiber Al ₂ O ₃ 5-105-10 Добавка MecelleseMecellese supplement 0,4-0,80.4-0.8 ВодаWater ОстальноеRest