огнезащитный вспучивающийся материал

Формула изобретения

Огнезащитный вспучивающийся материал, выполненный из полимерной композиции, содержащей поливинилхлорид, пластификатор и вспучивающийся компонент, отличающийся тем, что в качестве вспучивающего компонента он содержит расширенный графит, а в качестве пластификатора - смесь диоктилфталата с трихлорэтилфосфатом при соотношении их в смеси (0,5-2,0):1 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Расширенный графит 20 - 60

Смесь диоктилфталата с трихлорэтилфосфатом 30 - 60

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химии, в частности к огнестойким материалам, содержащим высокомолекулярные соединения.

Известен огнестойкий полимерный многослойный материал, защищенный патентом РФ №2120956, МПК С 09 К 21/14, опубл. 27.10.1998.

В известном огнестойком полимерном многослойном материале с лицевым огнезащитным слоем на основе пластифицированного суспензионного или эмульсионного поливинилхлорида, включающим антипирен, стабилизаторы и фосфорсодержащий пластификатор, и слоем, следующим за лицевым, содержащим полимерное связующее, пластификатор и антипирен, слой, следующий за лицевым, содержит в качестве полимерного связующего эмульсионный поливинилхлорид или перхлорвиниловую смолу и дополнительно содержит соединение, выбранное из группы, включающей диамидазодикарбоновую кислоту, 2,2"-азо-бис-(изобутиронитрил), N,N"-динитрозолентаметиленпентетрамин, метиловый эфир n-гидразиносульфонилкарбаминовой кислоты, диазоаминобензол, малеиновую кислоту и амалоновую кислоту.

Однако данный материал не технологичен в изготовлении, так как представляет собой сложную многослойную конструкцию и, кроме того, не обеспечивает достаточную огнестойкость. Вследствие низких физико-механических характеристик материала требуется обязательное армирование тканью.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является огнезащитный вспучивающийся материал, защищенный патентом РФ №2091424, кл. С 09 К 21/12, опубл. 27.09.1997. Материал выполнен в виде ткани из стекловолокна с нанесенным на нее полимерным покрытием из поливинилхлоридной композиции, содержащей в качестве аммониевой соли фосфорной кислоты двузамещенный фосфорнокислый аммоний и дополнительно в качестве пластификатора диоктилфталат. Вспучивающимся компонентом в материале являются двузамещенный фосфорнокислый аммоний и пентаэритрит.

Недостатком известного материала является то, что защитная композиция наносится на ткань и не может существовать самостоятельно из-за хрупкости. Используемый пластификатор диоктилфталат поддерживает горение. Разрушение (вспучивание) начинается при ~200°С. Известная композиция с малым содержанием полимерного связующего не обладает необходимым комплексом физико-химических свойств, предъявляемых к защитным материалам, и определяется свойствами ткани, на которую наносится композиция.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - создание эластичного огнезащитного материала, не требующего армирования тканью.

Технический результат от использования изобретения заключается в уменьшении толщины материала при сохранении его высоких огнезащитных свойств.

Указанный результат достигается тем, что огнезащитный вспучивающийся материал, выполненный из полимерной композиции, содержащей поливинилхлорид, пластификатор и вспучивающийся компонент, в качестве вспучивающего компонента содержит расширенный графит, а в качестве пластификатора смесь диоктилфталата с трихлорэтилфосфатом при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Расширенный графит 20-60

Смесь диоктилфталата с трихлорэтилфосфатом 30-60

Соотношение диоктилфталата к трихлорэтилфосфату в смеси равно (0,5-2,0):1.

Использование в качестве вспучивающего компонента расширенного графита обеспечивает увеличение объема огнезащитного материала при воздействии огня ~1000°С, а также повышает термостабильность поливинилхлорида (полимерного связующего) на ~ 20°С. Использование в качестве пластификатора смеси диоктилфталата с трихлорэтилфосфатом в соотношении (0,5-2,0):1 снижает общую горючесть материала, поскольку является антипиреном.

Расширенный графит может быть использован, например, марки РГ-М (ТУ 5728-006-115907317-99), поливинилхлорид - суспензионный или эмульсионный любых производителей, диоктилфталат и трихлорэтилфосфат - технические. В качестве целевых добавок к поливинилхлориду используют свето- и термостабилизаторы, смазки и наполнители.

Огнезащитный материал изготавливают следующим образом.

Навеску расширенного графита с заранее приготовленной смесью трихлорэтилфосфата с диоктилфталатом затирают в краскотерке. В смеситель загружают полученную пасту, поливинилхлорид, целевые добавки, перемешивают в течение 20-30 минут. Затем пластифицированную массу подают на каландр и получают пленку толщиной 1,0±0,1 мм.

Огнезащитный материал может быть получен в виде:

- эластичной пленки, которая может быть ламинирована декоративным покрытием или нанесена на ткань (хлопчато-бумажную, синтетическую, стеклоткань и т.д.);

- эластичной трубки (например, в качестве огнезащитной оболочки для электрических и других кабелей);

- огнезащитных уплотнительных профилей;

- твердых поливинилхлоридных изделий: труб (воздуховодов), стеновых панелей, защитных листов и других.

Предлагаемое соотношение компонентов является оптимальным, найдено экспериментально и обеспечивает получение материала с высокими огнезащитными свойствами.

Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение.

Пример 1.

60 г расширенного графита (РГ) с заранее приготовленной смесью 30 г трихлорэтилфосфата (ТХЭФ) с 30 г диоктилфталата (ДОФ) затирают в краскотерке. В смеситель загружают полученную пасту, 100 г поливинилхлорида (ПВХ), 10 г мела, 1 г эпоксидированного соевого масла, 1 г стеарата кальция и 1 г стеарата бария. Перемешивают в течение 30 минут. Затем пластифицированную массу подают на каландр и получают пленку толщиной 1,0 мм.

Примеры 2-5 проведены аналогично примеру 1. Данные сведены в таблицу.

Испытания на огнестойкость проводили в соответствии с ГОСТ 30247.0-94 "Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования".

Физико-механические характеристики материала оценивали по стандартным методикам. Плотность всех образцов составила 1,37-1,45 г/см³. Потеря массы при 300°С в течение 6 часов для всех образцов 1,5-2,5%.

Как видно из таблицы, предлагаемый огнезащитный материал имеет высокие огнезащитные свойства при толщине 1,0±0,1 мм до 65 мин.

При уменьшении количества смеси диоктилфталата с трихлорэтилфосфатом менее 30 мас.ч. материал становится недостаточно эластичным и непрочным, увеличение ее количества более 60 мас.ч. технологически нецелесообразно, материал становится текучим. При уменьшении количества терморасширенного графита менее 20 мас.ч. огнезащитные свойства материала не обеспечиваются (менее 30 минут), а увеличение его количества более 60 мас.ч. технологически нецелесообразно и может сказаться на ухудшении физико-механических характеристик. При уменьшении количества диоктилфталата в смеси и соответственно увеличении количества трихлорэтилфосфата снижается эластичность композиции и, кроме того, повышается токсичность при ее горении.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать огнезащитный материал, не требующий армирования тканью, обладающий высокими огнезащитными свойствами, при толщине 1,0±0,1 мм.