Композиция для огнебиозащитной пропитки древесины
Владельцы патента RU 2538256:
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ПОЛИФАН-Л" (RU)
Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и предназначено для поверхностной огнебиозащитной пропитки древесины и древесных плиточных материалов. Композиция для огнебиозащитной пропитки древесины содержит фосфатное соединение, в качестве которого используется кальцийцинкфосфатнитратное связующее, содержащее 25-31% фосфора (в пересчете на Р2О5), 6-8% цинка (в пересчете на ZnO), 0,7 - 1,1% кальция (в пересчете на СаО), 10,5-12,5% нитратов (в пересчете на NO3), аминосодержащее соединение, диаммонийфосфат, фторид щелочного металла или аммония, поверхностно-активное вещество, колеровочную пасту и воду. Изобретение позволяет повысить огнезащитные свойства, биостойкость древесины и древесных плиточных материалов, а также снизить вымываемость и влагопоглощение. 2 табл., 2 пр.
Изобретение относиться к области промышленности строительных материалов и предназначено для огнебиозащитной пропитки древесины и древесных плиточных материалов.
В настоящее время в РФ и за рубежом широкое распространение получил метод пропитки древесины и древесных материалов огнебиозащитными составами.
Известен трудновымываемый водорастворимый антисептик «Биодекор», предназначенный для защиты от дереворазрушающих грибов деревянных конструкций, соответствующий ТУ 5362-016002495282-96 (ТОО «Сколт», г.Москва, тел. (095) 1747375). Недостатком указанного состава является то, что он не обладает огнезащитными свойствами.
Известна композиция для огнезащитной пропитки древесины, включающая (в вес. %) мочевину - 26,65, диаммонийфосфат - 13,35 и воду - 60, (С.И. Таубкин. Основы огнезащиты целлюлозных материалов. - М., 1960 г., стр.272). Недостатком указанной композиции является относительно высокая вымываемость, а также сравнительно низкие огнезащитные свойства и биостойкость.
Наиболее близким техническим решением является композиция для огнезащитной пропитки древесины, включающая (в вес. г): ортофосфорную кислоту 0,8-1,2 и мочевину 0,9-1,5 (в пересчете на вес. %: ортофосфорную кислоту 36-54 и мочевину 40-68) (Авт.свид. СССР №517491, заявл. 21.02.75, опублик. 1976 г. Б.и. №22). Недостатком указанной композиции является относительно высокая вымываемость и влагопоглощение, а также сравнительно низкие огнезащитные свойства и биостойкость.
Целью изобретения является снижение вымываемости и влагопоглощения, а также повышение огнезащитных свойств и биостойкости композиции.
Эта цель достигается тем, что композиция для огнебиозащитной пропитки древесины, включающая фосфатные и аминосодержащие соединения, содержит в качестве фосфатного соединения кальцийцинкфосфатнитратное связующее и дополнительно диаммоний фосфат и фторид щелочного металла или аммония при следующем соотношении компонентов в вес. %:
- кальцийцинкфосфатнитратное связующее | 20-50 |
- аминосодержащее соединение | 4-20 |
- диаммонийфосфат | 2-18 |
- фторид щелочного металла или аммония | 2-6 |
- вода | остальное |
С целью ускорения проникновения состава в толщу древесины состав может дополнительно содержать поверхностно-активное вещество в количестве 0,25-1,5%. Для придания окраски поверхности древесины при сохранении прочих свойств в состав композиции вводятся колеровочные пасты в количестве 0,3-5%.
В настоящее время кальцийцинкфосфатнитратные связующее выпускается Буйским химическим заводом согласно ТУ 113-12-45-05-88 под названием «фосфатное связующее ФС-3».
По физико-химическим показателям «фосфатное связующее ФС-3» должно соответствовать следующим нормам:
1. Внешний вид - вязкая жидкость без механических включений | |
2. Массовая доля фосфора в пересчете на P2O5, % в пределах | 25-31 |
3. Массовая доля цинка в пересчете на ZnO,% в пределах | 6-8 |
4. Массовая доля кальция в пересчете на CaO, % в пределах | 0,7-1,1 |
5. Массовая доля нитратов в пересчете на NO3, % в пределах | 10,5-12,5 |
6. рН, не более | 2 |
7. Плотность, г/см3, в пределах | 1,46-1,50 |
Использование кальцийцинкфосфатнитратного связующего в сочетании с аминосодержащим соединением, диаммонийфосфатом, фторидом щелочного металла или аммония позволяет получить пропиточный состав с низкой вымываемостью, влагопоглощением, высокими огнезащитными свойствами и биостойкостью. Введение колеровочных паст обеспечивает получение поверхности древесины заданного цвета при сохранении ее прочих свойств.
Уменьшение содержания кальцийцинкфосфатнитратного связующего менее 20% вызывает кристаллизацию композиции, а увеличение содержания свыше 50% способствует увеличению вымываемости и влагопоглощения пропиточного состава.
Уменьшение содержания аминосодержащего соединения менее 4% вызывает повышение вымываемости состава и влагопоглощения композиции, а также снижение ее огнезащитных свойств, а увеличение содержания свыше 20% вызывает кристаллизацию состава.
Уменьшение содержания диаммонийфосфата менее 2% вызывает снижение огнезащитных свойств, а увеличение содержания свыше 18% вызывает ее кристаллизацию и выпадение осадка.
Уменьшение содержания фторида щелочного металла или аммония менее 2% вызывает снижение биостойкости композиции, а увеличение содержания свыше 6% нецелесообразно, так как не изменяет достигнутого уровня биостойкости.
Уменьшение содержания поверхностно активных веществ менее 0,25% уменьшает скорость пропитки, а повышение содержания свыше 1,5% нецелесообразно, так как не изменяет достигнутого уровня пропитки.
Уменьшение содержания колеровочной пасты в композиции менее 0,25% не изменяет цвет поверхности древесины, а увеличение содержания свыше 5% нецелесообразно, так как не изменяет достигнутого эффекта.
Примеры некорректного выполнения:
Пример 1
В эмалированную емкость вводят 545 г воды, нагревают ее до температуры 60°С, а затем при перемешивании последовательно вводят 40 г мочевины, 180 г диаммонийфосфата и 20 г фторида натрия. Затем в охлажденный раствор вводится кальцийцинкфосфатнитратное связующее в количестве 200 г. Перед употреблением в раствор вводится поверхностно-активное вещество (оксиэтилированный алкилфенол ОП-10) в количестве 15 г.
Пример 2
Аналогично примеру 1, только в состав дополнительно вводиться колеровочная паста в количестве 5 г. Изменение содержания компонентов дано в примерах (см. табл.1) Полученные результаты представлены в таблице 2.
Полученные данные свидетельствует о том, что использование кальцийцинкфосфатнитратного связующего, содержащего фосфаты, окись цинка, окись кальция и нитраты в сочетании с аминосодержащим соединением, диаммонийфосфатом, а также фторидом щелочного металла или аммония, обеспечивает получение пропиточного состава с низкой вымываемостью и влагопоглощением, а также высокими огнезащитными и бактерицидными свойствами. Введение поверхностно активного вещества и колеровочных паст не изменяет существа изобретения. Предполагается внедрение композиции для огнебиозащитной пропитки древесины и древесных плиточных материалов.
Таблица 1 | ||||||||||||||||||||
Компоненты композиции | Прототип | Содержание компонентов, вес, % | ||||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | ||
1. Ортофосфориая кислота | 45 | |||||||||||||||||||
2. Кальциицинкфосфатнитратное связующее | - | 20 | 20 | 20 | 38 | 38 | 38 | 50 | 50 | 51 | 19 | 50 | 38 | 38 | 38 | 38 | 38 | 38 | 38 | 38 |
3. Аминосодержащее соединение: Мочевина | 55 | 4 | 7 | 20 | 7 | 7 | 3 | 21 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | ||||||
Тиомочевина | - | 4 | 7 | 20 | ||||||||||||||||
Дициандиамид | - | 4 | 7 | 20 | ||||||||||||||||
4. Диаммонийфосфат | 18 | 18 | 18 | 10 | 10 | 10 | 2 | 2 | 2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 19 | 1 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
5. Фторид щелочного металла или аммония: Фторид натрия | - | 2 | 4 | 6 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | 7 | 4 | 4 | ||||||
Фторид калия | - | - | 2 | - | - | 4 | - | - | 6 | - | - | - | - | - | - | - | - | „ | ||
Фторид аммония | - | . | . | 2 | . | . | 4 | . | . | 6 | . | . | . | |||||||
6. Поверхностно-активное вещество: ОП-7 или ОП-10 | - | 1,5 | 0,6 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0.6 | 0,6 | 0,15 | |||||||||||
7. Колеровочная паста | - | 5 | 3 | 0,3 | 0,30 | 0,3 | 3 | 6 | 0,20 | |||||||||||
8. Вода | - | 54,5 | 51 | 56 | 37,4 | 41 | 41 | 22 | 21,45 | 20,45 | 59,45 | 25,4 | 45 | 27 | 32 | 50 | 44 | 38 | 34,4 | 40,65 |
Композиция для огнебиозащитной пропитки древесины, включающая фосфатное и аминосодержащее соединение, диаммонийфосфат, фторид щелочного металла или аммония, поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что в качестве фосфатного соединения она содержит кальцийцинкфосфатнитратное связующее, содержащее 25-31% фосфора (в пересчете на Р2О5), 6-8% цинка (в пересчете на ZnO), 0,7 - 1,1% кальция (в пересчете на СаО), 10,5-12,5 % нитратов (в пересчете на NO3) и колеровочную пасту при следующем соотношении компонентов, в масс.%:
Кальцийцинкфосфатнитратное связующее | 20-50 |
Аминосодержащее соединение | 4-20 |
Диаммонийфосфат | 2-18 |
Фторид щелочного металла или аммония | 2-6 |
Поверхностно-активное вещество | 0,25-1,5 |
Колеровочная паста | 0,3-5 |
Вода | остальное |