RU1804082C - Fireproofing composition for coating of metallic constructions - Google Patents
Fireproofing composition for coating of metallic constructions Download PDFInfo
- Publication number
- RU1804082C RU1804082C SU4866594A SU4866594A RU1804082C RU 1804082 C RU1804082 C RU 1804082C SU 4866594 A SU4866594 A SU 4866594A SU 4866594 A SU4866594 A SU 4866594A RU 1804082 C RU1804082 C RU 1804082C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- ammophos
- toluene
- urea
- sucrose
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнезащитным вспенивающимся полимерным материалам, предназначенным для покрытия металлических конструкций, трубопроводов, цистерн, топливных баков, применяемых в строительстве, авиации, судостроении. The invention relates to fire retardant foaming polymer materials intended for coating metal structures, pipelines, tanks, fuel tanks used in construction, aviation, shipbuilding.
Широко известны атмосферо-, коррозионностойкие композиции на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ), состоящие из полимерного связующего и наполнителей, используемые для защиты бетонных резервуаров и строительных конструкций. The weather- and corrosion-resistant compositions based on chlorosulfonated polyethylene (ChSPE), consisting of a polymer binder and fillers, are used to protect concrete tanks and building structures.
Кроме того, известны обладающие повышенной адгезией к металлам, другим материалам и улучшенной огнестойкостью покрытия, включающие в качестве связующего хлорсульфированный полиэтилен. In addition, coatings with improved adhesion to metals, other materials and improved fire resistance are known, including chlorosulfonated polyethylene as a binder.
Основным недостатком полимерных композиций являются низкие огнезащитные характеристики, обусловленные отсутствием наполнителей, приводящих к образованию термостойкого пористого углеродного слоя. The main disadvantage of polymer compositions is their low flame retardant characteristics, due to the absence of fillers, leading to the formation of a heat-resistant porous carbon layer.
Наиболее близкой к заявляемой является композиция, состоящая из хлорсульфированного полиэтилена и включающая следующие компоненты в соотношениях, мас.ч. Closest to the claimed is a composition consisting of chlorosulfonated polyethylene and comprising the following components in ratios, parts by weight
Хлорсульфированный полиэтилен 100 Оксид свинца 20-70 Сажа 15-50 Карбонат кальция,
модифицированный силановым агентом 10-50 Оксид сурьмы 20-50
Недостатками полимерной композиции являются высокое наполнение неорганическими добавками хлорсульфированного полиэтилена и низкие защитные свойства при воздействии огня или тепла, поскольку оксиды металлов не приводят к образованию вспененного слоя. Так, температура на защищаемой подложке указанной композиции, воспроизведенной в наших условиях, достигает 500оС в течение 10 мин, что в условиях пожара не приводит к защите стальных конструкций от действия огня и происходит быстрая потеря их конструкционной прочности. Кроме того, низкая термостойкость образующегося углеродного слоя приводит к быстрому выгоранию.Chlorosulfonated
modified with a silane agent 10-50 Antimony oxide 20-50
The disadvantages of the polymer composition are the high content of inorganic additives of chlorosulfonated polyethylene and low protective properties when exposed to fire or heat, since metal oxides do not lead to the formation of a foamed layer. So, the temperature on the protected substrate of the specified composition, reproduced in our conditions, reaches 500 o C for 10 min, which in a fire does not lead to the protection of steel structures from fire and there is a rapid loss of their structural strength. In addition, the low heat resistance of the resulting carbon layer leads to rapid burnout.
Целью изобретения является повышение огнезащитных свойств полимерной композиции. The aim of the invention is to increase the flame retardant properties of the polymer composition.
Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция на основе ХСПЭ в качестве наполнителя содержит вспененный перлит и аэросил, в качестве карбонизующего агента пентаэритрит, сахарозу и дополнительно дициандиамид, мочевину, аммофос, тетраборат водный и толуол при следующем соотношении компонентов, мас.ч. This goal is achieved in that the polymer composition based on HSPE as a filler contains foamed perlite and aerosil, as a carbonizing agent, pentaerythritol, sucrose and additionally dicyandiamide, urea, ammophos, aqueous tetraborate and toluene in the following ratio of components, parts by weight
Хлорсульфированный полиэтилен 16-20 Толуол 80-84
Отвердитель оксид магния 2,5-3,0 Пентаэритрит 30-40 Сахароза 10-12 Аммофос 40-50 Дициандиамид 20-30 Мочевина 10-12
Тетраборат натрия водный 10-15 Перлит вспененный 4,5-5,0 Аэросил 2,5-3,0
Существенным отличием предлагаемой композиции является использование сахарозы совместно с карбонизующимся ингредиентом пентаэритритом, смесь азотсодержащих соединений: дициандиамид и мочевину, аммофос, а также дополнительно к вспенивающемуся наполнителю буру, аэросил, вспененный перлит при следующих соотношениях, мас. ч. пентаэритрит 30-40, сахароза 10-12; аммофос 40-50; дициандиамид 20-30; мочевина 10-12; бура 10-15; перлит вспененный 4,5-5,0; аэросил 2,5-3,0; что позволяет придать композиции огнезащитные свойства.Chlorosulfonated Polyethylene 16-20 Toluene 80-84
Hardener magnesium oxide 2.5-3.0 Pentaerythritol 30-40 Sucrose 10-12 Ammophos 40-50 Dicyandiamide 20-30 Urea 10-12
Sodium tetraborate water 10-15 Perlite foamed 4.5-5.0 Aerosil 2.5-3.0
A significant difference of the proposed composition is the use of sucrose together with the carbonizable ingredient pentaerythritol, a mixture of nitrogen-containing compounds: dicyandiamide and urea, ammophos, and in addition to the expanding filler drill, aerosil, foamed perlite in the following proportions, wt. including pentaerythritol 30-40, sucrose 10-12; ammophos 40-50; dicyandiamide 20-30; urea 10-12; borax 10-15; foam perlite 4.5-5.0; Aerosil 2.5-3.0; that allows you to give the composition fire retardant properties.
В литературе не описано применение смеси пентаэритрита с сахарозой в хлорсульфированном полиэтилене, а также мочевины дополнительно к дициандиамиду. The literature does not describe the use of a mixture of pentaerythritol with sucrose in chlorosulfonated polyethylene, as well as urea, in addition to dicyandiamide.
Использование пентаэритрита в количестве, большем чем 40 мас.ч. и меньшем 30 мас. ч. приводит к образованию вспененного слоя при воздействии тепла или огня, но с низкими огнезащитными свойствами (см. пример 29, табл. 1). Использование сахарозы дополнительно к карбонизующемуся агенту пентаэритриту больше 12 мас.ч. приводит к обильному пенообразованию с низкими огнезащитными свойствами (см. пример 32, табл. 1), аналогичный результат по огнезащите получают и при использовании сахарозы в количестве, меньшем чем 10 мас.ч. (см. пример 31, табл. 1). Сахароза, снижающая температуру плавления и соответственно вспенивания всей композиции, участвует в повышении термостойкости образующегося кокса и, как следствие, повышает огнезащитные свойства композиций. Данные рентгеноструктурного и термогравиметрического анализов, полученные авторами, подтверждают, что термостойкость образующегося кокса повышается только в присутствии сахарозы (см. примеры 7-9, табл. 2). Использование аммофоса и дициандиамида в количествах, находящихся за пределами оптимальных, также приводит к ухудшению огнезащитных свойств композиции (см. примеры 33-36, табл. 1). Использование мочевины в количестве, меньшем чем 10 м.ч. снижает огнезащиту конструкций, а в количестве, большем чем 12 м.ч. приводит к высоковспененному пеноматериалу с открытыми порами, что также отрицательно сказывается на огнезащитных свойствах (см. примеры 39 и 40, табл. 1). Роль мочевины, по данным линейного пиролиза, заключается в повышении высоты и скорости пенококса с мелкопористой структурой. Использование буры, вспененного перлита, аэросила в предельных значениях способствует повышению прочностных свойств пеноматериала, запредельные значения ухудшают огнезащитные свойства (см. примеры 37, 38, 41-44, табл. 1). The use of pentaerythritol in an amount greater than 40 parts by weight and less than 30 wt. including leads to the formation of a foamed layer when exposed to heat or fire, but with low fire retardant properties (see example 29, table. 1). The use of sucrose in addition to the carbonizing agent pentaerythritol is more than 12 parts by weight leads to abundant foaming with low fire retardant properties (see example 32, table. 1), a similar result for fire protection is obtained when using sucrose in an amount of less than 10 parts by weight (see example 31, table. 1). Sucrose, which lowers the melting point and therefore foaming of the entire composition, is involved in increasing the heat resistance of the resulting coke and, as a result, increases the fire retardant properties of the compositions. The data of X-ray diffraction and thermogravimetric analyzes obtained by the authors confirm that the heat resistance of the resulting coke increases only in the presence of sucrose (see examples 7-9, table 2). The use of ammophos and dicyandiamide in amounts outside the optimal range also leads to a deterioration in the fire retardant properties of the composition (see examples 33-36, table. 1). The use of urea in an amount less than 10 m.h. reduces the fire protection of structures, and in an amount greater than 12 m.h. leads to highly foamed open-cell foam, which also negatively affects the fire retardant properties (see examples 39 and 40, table. 1). The role of urea, according to linear pyrolysis, is to increase the height and speed of penocox with a finely porous structure. The use of borax, foamed perlite, aerosil in the limit values helps to increase the strength properties of the foam, prohibitive values worsen the fire retardant properties (see examples 37, 38, 41-44, table. 1).
Полимерную композицию готовят по следующей методике. ХСПЭ растворяют в толуоле. В приготовленное полимерное связующее всыпают измельченные наполнители и тщательно перемешивают до получения однородной массы. Композицию наносят на защищаемую подложку шпателем толщиной 1,5-2,0 мм и выдерживают на воздухе 5-7 сут. Расход покрытия при исходной толщине 1,5-2,0 мм составляет 2,7-3,0 кг/м2.The polymer composition is prepared according to the following procedure. ChSPE is dissolved in toluene. Shredded fillers are poured into the prepared polymer binder and mixed thoroughly until a homogeneous mass is obtained. The composition is applied to the protected substrate with a spatula 1.5-2.0 mm thick and kept in air for 5-7 days. The flow rate of the coating with an initial thickness of 1.5-2.0 mm is 2.7-3.0 kg / m 2 .
Предлагаемая композиция была исследована методами термогравиметрического, рентгеноструктурного анализов, линейного пиролиза. The proposed composition was investigated by methods of thermogravimetric, x-ray diffraction analysis, linear pyrolysis.
Огнезащитные свойства композиций определяли в соответствии с инструкцией ВНИИПО МВД СССР "Определение теплозащитных свойств вспучивающихся покрытий по металлу" по времени прогрева тыльной стороны образца с покрытием под действием тепла от муфельной печи, нагретой до 1100оС. Образец вводят в печь по указанному в инструкции тепловому режиму и температуру на защищаемой подложке регистрируют с помощью термопары, соединенной с потенциометром КСП-4.Fire retardant properties of the compositions were determined in accordance with the instruction of the USSR Ministry of Internal Affairs VNIIPO "Determination of thermal protective properties of the intumescent coating on metal" warmup time backside coated sample under the influence of heat from the muffle furnace heated to 1100 C. The sample is introduced into the furnace at the specified instructions thermal mode and temperature on the protected substrate is recorded using a thermocouple connected to a potentiometer KSP-4.
Предлагаемая композиция характеризуется следующими примерами. The proposed composition is characterized by the following examples.
П р и м е р. К 2,4 г (16 мас.ч.) ХСПЭ, растворенного в 12,6 г (84 мас.ч. ) толуола, добавляют 0,45 г (3 мас.ч.) оксида магния и перемешивают при комнатной температуре в течение 1-2 мин. В приготовленный состав всыпают измельченные 4,5 г (30 мас.ч.) ПЭР, 1,5 г (10 мас.ч.) сахарозы, 6,0 г (40 мас. ч. ) аммофоса, 3,0 г (20 мас.ч.) ДЦДА, 1,5 г (10 мас.ч.) мочевины, 1,5 г (10 мас. ч.) тетрабората натрия, 0,68 г (4,5 мас.ч.) вспененного перлита, 0,38 г (2,5 мас. ч.) аэросила и тщательно перемешивают при комнатной температуре в течение 5 мин. Покрытие наносят на стальную подложку размером 140x х 80 мм и выдерживают на воздухе 5-7 сут. PRI me R. To 2.4 g (16 parts by weight) of HSPE dissolved in 12.6 g (84 parts by weight) of toluene, 0.45 g (3 parts by weight) of magnesium oxide was added and stirred at room temperature for 1-2 minutes In the prepared composition, crushed 4.5 g (30 parts by weight) of PER, 1.5 g (10 parts by weight) of sucrose, 6.0 g (40 parts by weight) of ammophos are added, 3.0 g (20 parts by weight) of DCDA, 1.5 g (10 parts by weight) of urea, 1.5 g (10 parts by weight) of sodium tetraborate, 0.68 g (4.5 parts by weight) of foamed perlite, 0.38 g (2.5 parts by weight) of aerosil and mix thoroughly at room temperature for 5 minutes. The coating is applied to a steel substrate 140x x 80 mm in size and kept in air for 5-7 days.
Приведенные в табл. 1 данные подтверждаются актом испытаний заявляемой композиции. Given in the table. 1 data is confirmed by the test report of the claimed composition.
Результаты огневых испытаний по пожарной кривой свидетельствуют о том, что ненаполненный ХСПЭ прогорает до исследуемых температур за 5 мин и горит. В предложенной композиции ПЭР используется как составная часть вспенивающегося наполнителя. Введение ПЭР в ХСПЭ не приводит к образованию вспененного слоя и время прогрева подложки до 500оС составило 7 мин. Аналогичный результат наблюдается и при использовании аммофоса как составной части вспенивающегося наполнителя, причем время прогрева подложки до исследуемых температур составило 8 мин. Образование вспененного материала наблюдается при совместном нагревании системы ПЭР, аммофоса и ДЦДА в ХСПЭ. Однако, образующийся пенококс является нетермостойким, и быстро выгорает, предохраняя прогрев стальных конструкций до 500оС от действия тепла или огня в течение 15 мин. Такая композиция обладает недостаточной эффективностью огнезащитных свойств. Увеличение высоты и скорости пенококса наблюдается только при дополнительном введении мочевины во вспенивающийся наполнитель. Повышение термостойкости карбонизованного материала и, как следствие, огнезащитных свойств композиции достигается при добавлении сахарозы. Использование сахарозы как карбонизующегося агента вспенивающегося наполнителя в сочетании с аммофосом приводит к получению высоковспененного (кратность вспенивания 20), но нетермостойкого пеноматериала. Время прогрева тыльной стороны покрытия такой композиции до 500оС составляет 7 мин, тем самым является непригодным покрытием для защиты металлоконструкций. Прогрев предлагаемой композиции происходит за 25-30 мин.The results of fire tests on the fire curve indicate that an unfilled HSPE burns to the test temperature in 5 minutes and burns. In the proposed composition, PER is used as part of an expandable filler. Introduction PED in HSPE does not lead to the formation of froth and warm-up time of the substrate to 500 ° C was 7 minutes. A similar result is observed when using ammophos as an integral part of an expandable filler, and the substrate was heated to the studied temperatures for 8 minutes. The formation of foamed material is observed during the joint heating of the PER, ammophos, and DSDA systems in ChSPE. However, the resulting penokoks is heat sensitive and rapidly fade, protecting steel structures heating to 500 ° C by the action of heat or flame for 15 minutes. Such a composition has insufficient fire retardant properties. An increase in the height and speed of penocox is observed only with the additional introduction of urea into the expandable filler. Increasing the heat resistance of the carbonized material and, as a consequence, the fire retardant properties of the composition is achieved by adding sucrose. The use of sucrose as a carbonizable agent of an expandable filler in combination with ammophos results in a highly foamed (foaming ratio of 20), but non-heat-resistant foam. The warm-up time of the back side of the coating of such a composition to 500 ° C is 7 minutes, thereby being an unsuitable coating for protecting metal structures. Warming up of the proposed composition takes 25-30 minutes.
Физико-механические свойства предлагаемой композиции:
Прочность при растяжении, кгс/см2 6,5-7,0
Относительное удлинение, 7,5-8,0 Адгезия, кг/см2
к сплаву
Д-16 4,5-5,0
к грунтовке 5,5-6,0
Для пенококсов, полученных после воздействия пропан-воздушного пламени с температурой 800-900оС в течение 15 мин, была определена термостойкость, т. е. температура, при которой происходит потеря 10, 20, 30% от первоначальной массы пенококса. Примеры, представленные в табл. 2, показывают, что термостойкость кокса значительно повышается только в присутствии сахарозы (см.примеры 7-9, табл. 2).Physico-mechanical properties of the proposed composition:
Tensile Strength, kgf / cm 2 6.5-7.0
Elongation, 7.5-8.0 Adhesion, kg / cm 2
to alloy
D-16 4.5-5.0
primer 5.5-6.0
For penokoksov obtained after exposure to air-propane flame at a temperature of 800-900 C for 15 min, the heat resistance was determined, ie. E. The temperature at which the loss of 10, 20, 30% of the original mass penokoksa. The examples presented in table. 2 show that the heat resistance of coke increases significantly only in the presence of sucrose (see examples 7–9, table 2).
Таким образом, предлагаемая композиция по сравнению с прототипом позволяет повысить время защиты металлических изделий от действия огня на 20 мин. Thus, the proposed composition in comparison with the prototype can increase the time of protection of metal products from the action of fire by 20 minutes
Claims (1)
Толуол 80 84
Отвердитель оксид магния 2,5 3,0
Пентаэритрит 30 40
Сахароза 10 12
Аммофос 40 50
Дициандиамид 20 30
Мочевина 10 12
Тетраборат натрия водный 10 15
Перлит вспененный 4,5 5,0
Аэросил 2,5 3,0Chlorosulfonated Polyethylene 16 20
Toluene 80 84
Hardener Magnesium Oxide 2.5 3.0
Pentaerythritol 30 40
Sucrose 10 12
Ammophos 40 50
Dicyandiamide 20 30
Urea 10 12
Sodium tetraborate, aqueous 10 15
Perlite foam 4.5 5.0
Aerosil 2.5 3.0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4866594A RU1804082C (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Fireproofing composition for coating of metallic constructions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4866594A RU1804082C (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Fireproofing composition for coating of metallic constructions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1804082C true RU1804082C (en) | 1995-08-20 |
Family
ID=30441946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4866594A RU1804082C (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Fireproofing composition for coating of metallic constructions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1804082C (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443744C1 (en) * | 2010-06-25 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Adhesive composition |
| RU2602138C1 (en) * | 2015-08-11 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Composition for fire-proof coating of rubber |
| RU2678067C2 (en) * | 2014-12-02 | 2019-01-22 | Омиа Интернэшнл Аг | Compacted material with treated surface |
| RU2740894C1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-01-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Composition for production of foaming fire-resistant coating |
| US20220306532A1 (en) * | 2019-06-06 | 2022-09-29 | Eco Boron LLC | Fire resistant compositions and articles and methods of preparation and use thereof |
-
1990
- 1990-07-24 RU SU4866594A patent/RU1804082C/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1682369, кл. C 09D 5/18, 1990. * |
| Заявка Японии N 61 - 136538, кл. C 08L 23/32, C 08K 13/06, 1986. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443744C1 (en) * | 2010-06-25 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Adhesive composition |
| RU2678067C2 (en) * | 2014-12-02 | 2019-01-22 | Омиа Интернэшнл Аг | Compacted material with treated surface |
| RU2602138C1 (en) * | 2015-08-11 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Composition for fire-proof coating of rubber |
| US20220306532A1 (en) * | 2019-06-06 | 2022-09-29 | Eco Boron LLC | Fire resistant compositions and articles and methods of preparation and use thereof |
| US12139438B2 (en) * | 2019-06-06 | 2024-11-12 | Eco Boron LLC | Fire resistant compositions and articles and methods of preparation and use thereof |
| RU2740894C1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-01-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Composition for production of foaming fire-resistant coating |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4273879A (en) | Intumescent fire retardant composites | |
| KR0139292B1 (en) | Latex Bonded Fire Retardant Composition | |
| US4795776A (en) | Fire-resistant composition | |
| WO2015163502A1 (en) | Inorganic expandable refractory composition | |
| GB1604072A (en) | Intumescent fire retardant composites | |
| RU1804082C (en) | Fireproofing composition for coating of metallic constructions | |
| US7045080B1 (en) | Intumescent ceramic fire retardant coating containing intumescent ceramic particles | |
| JP2004035377A (en) | Heat-insulation refractory material composition and heat-insulation refractory material using the same | |
| CN1285680C (en) | Segmental type environmental protection fireproof paint used for tunnel | |
| KR20000045052A (en) | Intumescent coating composition excellent in film strength and heat resistance | |
| JPH02172847A (en) | Expandable fireproof coating composition | |
| JP2887906B2 (en) | Fire resistant electromagnetic shielding material | |
| JPH0632667A (en) | Refractory coating material with hydrogencarbonic acid compound | |
| CA1130953A (en) | Coating for protecting structures, more particularly from fire and heat | |
| JP3181152B2 (en) | Composition for fireproof coating | |
| Koo et al. | Effect of high temperature additives in fire resistant materials | |
| JPS636596B2 (en) | ||
| JPH09227716A (en) | Fire-resistant resin composition | |
| JPH0331379A (en) | Fire resistant sealant composition | |
| JPS63273693A (en) | Fireproofing material | |
| FI92216B (en) | Fire Protective Coating Composition | |
| WO2017179969A2 (en) | Fire retardant coating composition | |
| JPH09324895A (en) | Fire-proof section through-pass member | |
| CA1118948A (en) | Intumescent fireretardant composites | |
| JPH0932152A (en) | Fire-resisting insulation method, fire-resisting insulation covering material, fire-resisting insulation covering structure and forming method thereof |