PL204445B1 - Masa ogniochronna - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest masa ogniochronna otrzymana na bazie poliuretanów, przeznaczona do wykonywania przegród przeciwpożarowych, kształtek i płyt ogniochronnych, okładzin ogniochronnych oraz do wypełniania wnęk, pustek, przepustów kablowych i rurowych w konstrukcjach budowlanych i specjalnych.

Uodpornienie materiałów palnych na działanie wysokich temperatur przeprowadza się przy użyciu środków ogniochronnych, które są kompozycjami różnych związków chemicznych występujących w postaci roztworów, farb, lakierów lub mas plastycznych. W wyniku zjawisk fizykochemicznych zachodzących pod wpływem temperatury, środki te wykazują działanie ogniochronne.

Znane są środki ogniochronne, które w wyniku działania podwyższonej temperatury pęcznieją tworząc gąbczastą masę oraz środki, które w takich warunkach topią się okrywając chroniony przedmiot szczelną powłoką przeciwogniową

Dopuszczone przez Instytut Techniki Budowlanej do stosowania w budownictwie zaporowe, warstwowe okładziny pęczniejące składają się z mieszaniny krzemianów sodu i potasu z dodatkiem plastyfikatorów, wypełniaczy i poroforów, przy czym nośnikiem tej mieszaniny jest włóknina szklana nasycona lepiszczem z żywicy syntetycznej. W podwyższonej temperaturze wywołanej pożarem, okładziny te pęcznieją tworząc drobnoporowatą masę o temperaturze topnienia powyżej 900°C.

Z polskiego opisu patentowego nr 166 657 znana jest masa ogniochronna składająca się z nośnika, którym jest spieniony polistyren (styropian) oraz z materiału zwiększającego swoją objętość pod wpływem temperatury, posiadającego w swym składzie szkło wodne, krzemionkę koloidalną hydrofobizator w postaci alkalicznego roztworu wodnego metylosilikonianu sodowego, pigment barwiący w postaci glinokrzemianu sodowego oraz tlenek cynku jako pigment kryjący.

Opisywane masy charakteryzują się jednak znacznym ciężarem objętościowym i małą wytrzymałością mechaniczną po wykonaniu próby ogniowej.

Poliuretany stanowią obszerną grupę tworzyw sztucznych, których właściwości zależą od sposobu ich wytwarzania oraz od rodzaju użytych substratów.

Znane są poliuretany termoplastyczne lub utwardzalne. Stosowane są one jako kauczuki, tworzywa konstrukcyjne, pianki sztywne lub miękkie, włókna oraz jako kleje o dużej sile wiązania. Szersze stosowanie zwłaszcza pianek poliuretanowych w budownictwie oraz przemyśle odzieżowym i meblarskim było możliwe dzięki obniżeniu ich palności. Dotyczy to pianek poliuretanowych trudno palnych oraz pianek samogasnących.

W celu obniżenia ciężaru objętościowego poliuretanów stosowane są dodatkowo różnego rodzaju porofory.

Opis patentowy PL 186 332 (PCT7EP97/02457) podaje sposób wytwarzania spienionych polimerów styrenu zawierających cząstki grafitu. Polimeryzacja styrenu odbywa się w wodnej suspensji z dodatkiem inicjatorów nadtlenkowych w obecnoś ci czą stek grafitu, a w trakcie procesu wprowadzony jest porofor.

Z opisu zgł oszenia patentowego P 328594 znany jest lekki kompozytowy materiał porowaty otrzymany na bazie poliuretanów.

Do składnika poliolowego i/lub składnika izocyjanianowego z ewentualnymi dodatkami katalizatorów i środków powierzchniowo czynnych wprowadza się perełki z tworzyw termoplastycznych zawierające uwięziony składnik poroforowy, korzystnie ciecz wrzącą w zakresie temperatur 28 - 65°C. W praktyce stosowane są perełki polistyrenu spienialnego.

Celem wynalazku jest otrzymanie nowego tworzywa poliuretanowego o niskim ciężarze objętościowym, które pod działaniem wysokiej temperatury zmienia swoje właściwości fizykochemiczne tworząc sztywną strukturę porowatą o dużej odporności ogniowej i niskim współczynniku przewodzenia ciepła.

Ponadto celem wynalazku jest otrzymanie masy o wytrzymałości mechanicznej zapewniającej jej własności użytkowe również po wykonaniu próby ogniowej.

Istotą wynalazku jest masa ogniochronna na bazie poliuretanów uzyskiwanych z polioli i izocyjanianów, z dodatkiem poroforów i opcjonalnie perełek polistyrenu spienialnego, która według wynalazku zawiera modyfikatory w postaci węgla krystalicznego i dwuamidu kwasu węglowego (karbamidu) w postaci sproszkowanej o uziarnieniu poniż ej 0,063 mm, których udzia ł w stosunku do ogólnej iloś ci składników bazowych poliuretanu wynosi odpowiednio 0,1 - 14% wagowych i 0,1 - 15% wagowych.

Korzystnie masa według wynalazku zawiera modyfikator w postaci krzemionki koloidalnej w ilości 0,1 do 2,8% wagowych w stosunku do składników bazowych poliuretanu.

PL 204 445 B1

Ponadto masa według wynalazku zawiera korzystnie modyfikator w postaci polichlorku winylu w ilości 0,1 do 2,8% wagowych w stosunku do składników bazowych poliuretanu.

Korzystnym modyfikatorem masy według wynalazku są również woski polietylenowe w ilości 0,1 do 14% wagowych w stosunku do składników bazowych poliuretanu.

Ponadto masa według wynalazku może zawierać wypełniacze mineralne o uziarnieniu poniżej 0,063 mm w ilości 0,1 do 20% wagowych w stosunku do składników bazowych poliuretanu.

Wszystkie modyfikatory wprowadza się do jednego i/lub drugiego składnika bazowego poliuretanów przed ich połączeniem.

Stosowany węgiel krystaliczny jest uprzednio preparowany w środowisku stężonego roztworu kwasu fluorowodorowego w temperaturze 250°C i ciśnieniu 1 MPa w celu dokonania przebudowy jego sieci krystalograficznej. Nieoczekiwanie okazało się, że masa według wynalazku pod wpływem działania wysokiej temperatury zmienia całkowicie swoje właściwości fizykochemiczne. Powstający układ porowaty wykazuje pełną homogenizację oraz szczególnie powtarzalną strukturę porów zamkniętych. Powstałe tworzywo poliuretanów o minimalnej anizotropii jest nowym rodzajem struktury porowatej powstałej na bazie destruktu poliuretanowego. Produkty pirolizy poliuretanów w połączeniu z modyfikatorami, a szczególnie z węglem krystalicznym tworzą nową strukturę termoizolacyjną i ogniochronną powstającą samoczynnie podczas pożaru. Charakteryzuje się ona dużym oporem cieplnym warstw przypowierzchniowych, dzięki czemu chronione są warstwy podległe.

Masa ogniochronna według wynalazku może być zastosowana do wykonywania lekkich, przeciwpożarowych przegród budowlanych, drzwi przeciwpożarowych, jako osłona rurociągów dla mediów wysokotemperaturowych oraz do wyrobów tapicerskich i odzieżowych.

Przedmiot według wynalazku został przedstawiony bliżej w przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d 1

Do 55 części wagowych bazowego składnika A zawierającego mieszaninę polieteru, dwuizocyjanianu tolilenu i trójfluorochlorometanu wprowadzono 5 części wagowych preparowanego grafitu oraz 1,5 części wagowych dwuamidu kwasu węglowego w postaci sproszkowanej i dokładnie wymieszano, a następnie połączono z 45 częściami wagowymi składnika B zawierającego poliester i trój(dwuchloropropylo)fosforan, a następnie ponownie homogenizowano w czasie 30 sek. w mieszadle mechanicznym. Tak przygotowaną mieszaniną napełniono formy stosowane w procesie produkcji wyrobów poliuretanowych.

Otrzymane tworzywo określane jest jako sztywna pianka poliuretanowa, która podczas działania wysokiej temperatury np. pożaru uzyskuje nowe właściwości fizykochemiczne i techniczno - użytkowe.

Claims (4)

1. Masa ogniochronna na bazie poliuretanów uzyskiwanych z polioli i izocyjanianów, z dodatkiem poroforów i opcjonalnie perełek polistyrenu spienialnego, znamienna tym, że zawiera modyfikatory, których udział w stosunku do ogólnej ilości składników bazowych poliuretanu wynosi:

- węgiel w postaci krystalicznej 0,1 - 14% wagowych

- dwuamid kwasu węglowego w postaci sproszkowanej o uziarnieniu poniżej 0,063 mm 0,1 - 15% wagowych

2. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dodatkowy modyfikator w postaci krzemionki koloidalnej w ilości 0,1 - 2,8% wagowych w stosunku do składników bazowych poliuretanu.

3. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dodatkowy modyfikator w postaci polichlorku winylu w ilości 0,1 - 2,8% wagowych w stosunku do składników bazowych poliuretanu.

4. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dodatkowy modyfikator w postaci wosków polietylenowych w ilości 0,1 - 14% wagowych w stosunku do składników bazowych poliuretanu.