Вспучивающиеся огнезащитные покрытия. О компании. Светло-серый, оттенок не нормируется
В современном строительстве практически ни одно промышленное здание и сооружение не обходится без использования стальных конструкций. Для повышения фактических пределов их огнестойкости применяются различные средства огнезащиты, которые создают на поверхности теплоизолирующий экран, замедляющий нагревание металла и сохраняющий его функциональные свойства в условиях пожара в течение заданного периода времени.
На сегодняшний день среди всего многообразия способов огнезащиты широкую популярность приобрели вспучивающиеся краски, во многом благодаря декоративности создаваемого покрытия и экономичности производимых работ. Основные принципы построения рецептур огнезащитных вспучивающихся (интумесцентных) красок аналогичны рецептурам лакокрасочных материалов: пленкообразователь, наполнители, пигменты (если необходимо), реологические ингредиенты, сиккативы (отвердители), если покрытие отверждаемого типа. Главное отличие заключено в наличии интумесцентной системы, отвечающей за процесс образования пенококса.
В общем случае интумесцентая система состоит из трех основных компонентов: пенообразователь − вещество, разлагающееся с образованием паров или газов; вещество, образующее скелет пенококса – углеводородную структуру, которая формируется газообразователем; неорганические кислоты или вещества, выделяющие кислоту, являющуюся катализатором коксообразования (фосфорная кислота, ее эфиры и соли, соли аммония, меламинфосфат и полифосфат аммония).
Для вспучивающихся покрытий применяют специальные компоненты, подразделяемые на четыре группы:
полиолы – органические гидроксилсодержащие соединения с большим содержанием углерода (пентаэритрит, ди-, трипентаэритрит, крахмал, декстрин и др.);
неорганические кислоты или вещества, выделяющие кислоту при 100 − 250 ºС (фосфорная кислота, ее эфиры и соли, соли аммония, меламинфосфат и полифосфат аммония);
амиды или амины (мочевина, дициандиамид, гуанидин и др.);
галогенсодержащие соединения, чаще всего хлорпарафины с 70%-м содержанием хлора.
Известно, что при введении минеральных наполнителей уменьшается относительное содержание горючей составляющей покрытия, изменяются его теплофизические характеристики, а также условия тепло- и массообмена при горении. Такое действие оказывают практически все инертные, заметно не разлагающиеся при температуре пламени минеральные пигменты и наполнители, из которых наибольшее применение получили технический углерод, диоксид титана, оксид кремния, каолин, тальк, слюда, графит, керамзит.
Кроме того, ряд наполнителей (гидроксид алюминия Аl (OH)3 6H2O, оксалаты, карбонаты металлов, борная кислота и ее соли, фосфаты, содержащие кристаллизационную воду) также проявляет свойства антипиренов. Огнезадерживающее действие наполнителей-антипиренов обусловлено выделением паров воды при разложении в пламени. В некоторых случаях происходит образование оксидной пленки на горящей поверхности, выделение газов, не поддерживающих горение.
Очень часто используются галогенсодержащие антипирены, их доля в общем выпуске составляет почти 25%. В качестве добавок к полиолефинам применяют хлорпарафины, которые хорошо совмещаются с полимером, они достаточно эффективны, однако могут выпотевать; гексахлорциклопентадиен, его димеры и аддукты с бутадиеном, дивинилбензолом, циклооктадиеном, дивинилбензолом или малеиновым ангидридом; броморганические циклоалифатические соединения – гексабромциклододекан, тетрабромциклооктан и др. Если сравнивать эффективность различных галогенов в их смесях с оксидом сурьмы (Sb2O3), то бром проявляет наибольший эффект. Так, при одновременном присутствии в системе хлора и брома преимущественно образуются бромиды сурьмы, а хлор выделяется в виде хлороводорода.
Широко известны неорганические и органические соединения фосфора. В настоящее время только эфиры фосфорных кислот составляют более 15% всех антипиренов-добавок. Также существенное значение имеют реакционноспособные фосфорсодержащие антипирены, например, фосфорсодержащие полиолы. Введение фосфорсодержащих фрагментов в системы покрытий не только снижает их горючесть, но и повышает адгезию, противокоррозионную стойкость и улучшает важные свойства. Добавки на основе фосфора единственные препятствуют тлению − фосфорсодержащие антипирены действуют на начальных стадиях процесса горения, предотвращая разогрев и вызывая дегидратацию полимера, ускоряя его коксование, поэтому они больше подходят для зоны пиролиза.
В настоящее время наметилась тенденция к использованию для огнезащиты безгалогенных материалов на основе меламина (например, меламинцианурат), кроме того, минимизируются добавки оксидов сурьмы. Требования к таким веществам следующие: они не должны подвергаться коррозии ни в течение переработки, ни в случае пожара; выделять при сгорании минимальное количество дымогазовой смеси; по возможности исключать возникновение диоксинов. Применительно к этим веществам должна быть указана термостабильность, т. е. температура, при которой возникают первые признаки разложения. Они должны быть нерастворимы в воде и индифферентны к полимерам. Соединения подобного вида очень безопасны, выделяют небольшой объем дыма при пожаре и обладают низкой токсичностью газов сгорания. Меламинамилфосфат также может использоваться в качестве эффективного заменителя оксида сурьмы как огнезащитного вещества в эластичных поливинилхлоридах. При этом существенно уменьшается потребность в количестве вводимого одновременно тригидрата алюминия, что было установлено в испытаниях, проводимых компанией Synthetic Products Inc. В отличие от тригидрата алюминия меламин не проявляет синергизма с галогенами, но хорошо диспергируется в основном веществе, не ухудшая его термостабильности.
В качестве добавок, снижающих пожарную опасность покрытий, в настоящее время начинают применять стеклосферы, полые стеклянные микрошарики, и углеродные нанотрубки. Это достаточно новый, но уже доказавший свою перспективность материал, представляющий собой полые трубки размером от 20 до 30 тысяч нм, состоящие из свернутых слоев углерода.
Выбор полимерного связующего определяется требованиями к физико-химическим, эксплуатационным и огнезащитным свойствам вспучивающихся красок. Для получения лакокрасочных материалов можно использовать пленкообразующие системы различных видов, в том числе водные дисперсии, органодисперсии и 100%-е пленкообразующие системы. Наиболее распространены однофазные пленкообразующие системы, представляющие собой растворы пленкообразующих в органических растворителях.
Стоит отметить, что не бывает полностью универсальных вспенивающихся систем антипиренов со строго определенным соотношением компонентов. Все композиции разрабатываются эмпирически и рассматриваются как одно целое, поэтому при создании вспучивающейся краски всегда стоит задача обоснованного подхода к выбору компонентов.
В качестве катализатора карбонизации во вспенивающихся композициях широко используются различные фосфаты. Большинство из них водорастворимы, и, следовательно, их существенным недостатком является низкая водо- и атмосферостойкость. Поэтому главным критерием при выборе должна стать невысокая растворимость в воде.
С другой стороны, для интенсивного пенококсообразования и обеспечения эффективной огнезащиты необходимо, чтобы процессы, происходящие в покрытии при воздействии на них теплового потока, протекали в строго определенной последовательности, и, если учесть, что она зависит в первую очередь от температуры разложения составляющих компонентов покрытия, следующим критерием является значение температур при начале разложения фосфатов.
Наиболее целесообразно использовать в качестве катализатора фосфат меламина, пирофосфат аммония, полифосфат аммония, так как эти соединения нерастворимы в воде, а температуры их разложения лежат в области температур эффективного разложения выбранных пленкообразователей (100 − 200 ºС). Среди подобных материалов самым доступным считается полифосфат аммония. Рассмотрим его свойства на примере полифосфатов аммония марок JLS (Таблица 1).
Таблица 1. Свойства антипиренов серии полифосфат аммония JLS-APP
|
Фосфор , % (m/m) |
Азот , % (m/m) |
Р2О5,% (m/m) |
Вязкость, mPas |
Водораство-римость % , (m/m) |
Характеристики |
|
|
JLS — APP |
31.0-32.0 |
14.0-15.0 |
≤100 |
≤0.50 |
кристаллический, фаза II, n>1000 |
|
|
JLS-APP Special |
31.0-32.0 |
14.0-15.0 |
≤5 |
≤0.50 |
JLS — APP более мелкие и правильные гранулы, чем JLS — APP |
|
|
JLS — APP 101 |
28.0-30.0 |
17.0-20.0 |
≤20 |
≤0.50 |
дает меньшуювязкость и более стабилен в акриловых системах чем JLS — APP |
|
|
JLS-APP 101R |
28.0-30.0 |
17.0-20.0 |
≤20 |
≤0.50 |
модифицированный меламином полифосфат аммония, свободный от формальдегида; мельче, чем JLS — APP 101 лучше диспергируется в пластиках и эластомерах, чем JLS — APP 101 |
|
|
JLS-APP 102 |
31.0-32.0 |
14.0-15.0 |
≤10 |
≤0.50 |
обработан силиконом менее гигроскопичен, чем JLS — APP; лучше водонепроницаемость по сравнению с JLS — APP |
|
|
JLS-APP 103 |
31.0-32.0 |
14.0-15.0 |
≤100 |
≤0.50 |
лучше диспергируется в полиолах, чем JLS — APP; лучшая стабильность вязкости в полиолах |
|
|
JLS-APP 104 |
29.0-31.0 |
12.5-14.5 |
≤10 |
≤0.20 |
мультипроцессинговая обработка; отличная водонепроницаемость; меньше «мыльность», чем у других марок JLS — APP; может давать прозрачное покрытие |
Основной характеристикой полифосфата аммония для огнезащитного состава является содержание азота и фосфора, которые должны находится в пределах 14 − 15% азота и не менее 70% фосфора соответственно. Более низкое содержание фосфора не позволит достичь нужной высоты (кратности) пены. Полифосфат аммония существует в двух видах: с кристаллической фазой I (степень полимеризации n < 1000) и кристаллической фазой II (n > 1000). Для первого типа характерны линейная структура, более низкая температура разложения и высокая степень водорастворимости, поэтому в производстве красок используется полифосфат фазы II с высокой степенью полимеризации.
Другим важным компонентом огнезащитного вспучивающегося покрытия считается карбонизирующий материал, который в условиях высокотемпературного пиролиза в смеси с катализатором карбонизации способен образовывать устойчивые конденсированные структуры. В качестве такого материала, к примеру, применяют пентаэритрит, ди- и три-пентаэритриты, различные углеводы, аминоформальдегидные олигомеры и др.
Для дополнительного усиления эффективности катализатора карбонизации и карбонизирующего материала в огнезащитные вспучивающиеся материалы добавляют вспенивающие агенты (газообразователи). Последние, благодаря выделению большого количества негорючих газов при терморазложении, способствуют образованию вспененного слоя (Таблица 2).
Согласно представленным данным, целесообразно использовать меламин и дициандиамид. Хлорпарафин же играет роль не только вспенивающего агента, но и карбонизатора. Несмотря на токсичные газообразные продукты, выделяемые в процессе пиролиза, концентрация хлорпарафина варьируется от 2 до 8%, причем этот материал выполняет также функцию пластификатора, например, в рецептурах с акрилстирольными смолами.
Несомненно, в связи с неблагоприятной экологической ситуацией наиболее распространены водно-дисперсионные вспучивающиеся покрытия, производство и применение которых не связано с использованием токсичных и пожароопасных органических веществ. Тем не менее при окраске различных сооружений возникает необходимость в атмосферостойких вспучивающихся ЛКМ, применяемых в условиях повышенной влажности (по мокрым поверхностям), с повышенной морозостойкостью при условиях нанесения в зимний период и возможностью транспортировки в районы с холодным климатом. Кроме того, в процессе строительства краски могут наноситься на конструкции недостроенных объектов без стеновых и крышных панелей, поэтому разработка вспучивающихся огнезащитных покрытий на основе органических растворителей до сих пор остается актуальной.
Таблица 2. Свойства некоторых вспенивающих агентов
| Название соединения | Растворимость в воде | Температура разложения°С | Основные продукты разложения |
| Мочевина | растворим | ||
| Гуанидин | растворим | ||
| Бутилмочевина | не растворим |
NH 3 , H 3 PO 4 , H 2 O, CO 2 |
|
| Тиомочевина | мало растворим |
NH 3 , H 3 PO 4 , H 2 O, CO 2 |
|
| Хлорпарафин | не растворим |
H 2 O, CO 2, НСl |
|
| Дициандиамид | не растворим |
NH 3 , H 2 O, CO 2 |
|
| Меламин | не растворим |
NH 3 , H 2 O, CO 2 |
Органические растворители, используемые для этих целей, играют большую роль в процессе формирования покрытий, оказывая сильное воздействие на структуру и свойства пленок, полученных из растворов полимеров.
Если до недавних пор подбор оптимального состава растворителей осуществлялся в основном эмпирическим путем, то в последнее время при выборе растворителей руководствуются термодинамическим сродством в системе полимер – растворитель и летучестью растворителя. От сродства компонентов системы зависит скорость растворения пленкообразователя, стабильность и реологические свойства растворов или дисперсий, в определенной степени – структура и свойства покрытий. Летучесть растворителя сказывается на технологических характеристиках лакокрасочных материалов и внешнем виде покрытий, которые также находятся в зависимости от методов нанесения.
В качестве пленкоообразователей для атмосферостойких растворных вспучивающих составов применяют хлосульфированный полиэтилен, пентафталевые лаки, хлорвиниловые, стирол-акриловые полимеры. Наиболее оптимальны для таких связующих системы растворитель-разбавитель, где в качестве растворителя используются ароматические растворители (толуол, ксилол, бутилацетат). Разбавителем выступают сольвент или уайт-спирит. Время высыхания до степени «3» ГОСТ 19007 – 73 при температуре 20 °С таких покрытий составляет, как правило, не более 6 часов.
В целом, для разработки рецептур огнезащитных вспучивающихся красок чаще применяют систему полифосфат аммония – донор фосфорной кислоты, меламин – газообразующий агент, пентаэрит – карбонизатор в начальном соотношении 20:10:10. Практически все производители смол и дисперсий предлагают клиентам базовые рецептуры и описание технологического процесса: растворение смол (если речь идет об органорастворимых красках), затем введение наполнителей, пигментов и реологических добавок. К примеру, такого подхода придерживается компания ELIOKEM для смол марок Pliolite.
Подводя итоги, можно сказать, что все эксперименты по подбору компонентов для вспучивающейся краски показывают, что даже незначительное изменение процентного содержания компонентов оказывает сильнейшее влияние как на огнезащитные, так и на эксплутационные свойства. При разработке такого материла необходимо опираться не только на пленкообразователь, но и на взаимодействие его с компонентами, которые непосредственно отвечают за коксообразование при температурном воздействии.
Марина Викторовна Гравит, к.т.н., зам. генерального директора ООО «НИЦС и ПБ»
Компания «ПЕСКОСТРУЙ.РУ» предоставляет услуги очистки, подготовки и защиты поверхностей . Мы выполняем выездные работы по Москве и Московской области и предлагаем сжатые сроки исполнения работ, высокое качество и разумные цены.
Пескоструйная очистка (пескоструйка) - основной вид деятельности нашей компании. Пескоструй является одним из главных этапов подготовки поверхности перед нанесением антикоррозионных или декоративных покрытий. Срок службы покрытий, нанесенных по обработанной пескоструем поверхности, многократно увеличивается вследствие улучшения адгезии за счет придания поверхности большей степени шероховатости.
Пескоструйная очистка поверхностей позволяет удалять старые лакокрасочные и защитные покрытия, грязь, остатки штукатурки, продукты коррозии, окалину, нагар и другие типы загрязнений.
Возможности пескоструйной обработки (пескоструя) не ограничиваются простой очисткой поверхности (фасадов, металла, гранита, кирпича, бетона) и подготовкой поверхности для нанесения защитного покрытия. также применяется для придания или акцентирования декоративных свойств поверхности, для выделения рельефа, структуры и текстуры различных материалов (кирпичная кладка, дерево и облицовочные материалы).
Кроме пескоструйной очистки (пескоструйки) компания «ПЕСКОСТРУЙ.РУ» предлагает в Москве и Подмосковье по доступным ценам работы по антикоррозионному покрытию поверхностей и гидрофобизации (приданию поверхности водоотталкивающих свойств).
Диагностика качества вспучивающихся огнезащитных покрытий для металлических и стальных конструкций
От качества огнезащитного покрытия строительных конструкций зависит пожарная безопасность всего здания. Поэтому, анализируя пожарную безопасность здания, следует уделять особое внимание качеству покрытия как после обработки конструкций, так и во время эксплуатации.
На сегодняшний день оценка качества огнезащитной обработки древесины регламентируется ГОСТ Р 53292−2009 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний». Для диагностики качества огнезащиты древесины широко применяются экспресс-метод испытания огнезащитного покрытия и портативный прибор ПМП-1. Оценка результатов позволяет получить достаточно информации о состоянии огнезащитного покрытия деревянной конструкции.
В то же время, контроль качества огнезащитного покрытия металлических конструкций осуществляется только по проверке его толщины и целостности по методике, изложенной в руководстве ВНИИПО МЧС России от 2011 года «Оценка качества огнезащиты и установления вида огнезащитных покрытий на объектах». Однако на строительных объектах не уделяется внимание контролю качества огнезащитного покрытия по такому важному показателю как интумесцентные свойства (способность покрытия к вспучиванию при нагревании и коксообразованию) и адгезионные свойства (качество сцепления с поверхностью). В статье мы попробуем разобраться, почему таким важным показателям не уделяется достаточно внимания при диагностике качества вспучивающихся противопожарных покрытий для металлоконструкций.
Оценка интумесцентных свойств вспучивающихся огнезащитных красок
В лабораторных исследованиях интумесцентные свойств огнезащитных терморасширяющихся материалов характеризует такой параметр, как коэффициент вспучивания . Для определения этого параметра металлическую пластину, на которую нанесена исследуемая вспучивающаяся огнезащитная краска толщиной 1 мм, выдерживают в муфельной печи при температуре 600 °С в течении 5 минут. Коэффициент вспучивания (Квс.) определяют как отношение толщины интумесцентного слоя (hвс.) к исходному слою покрытия (h0):
Квс. = hвс./ h0
Целесообразно подобным методом оценивать огнезащитные составы по металлу в полевых условиях. Для этого предлагается измерять коэффициент объемного расширения (КОР). Для его определения срезается образец покрытия с рабочей поверхности, при помощи штангенциркуля вычисляется его средний объем (проводится не менее трёх замеров). Далее огнезащитное покрытие на прободержателе помещают в устройство для определения КОР, где оно подвергается воздействию струи горячего газа температурой 600 °С (пламя газовой горелки средней части) в течение 1 минуты. Под воздействием высокой температуры поверхность образца вспучивается, образуя пенококсовый слой. После полного остывания определяют объем уже вспененного покрытия и вычисляют КОР по формуле:
Kрас. = V2/V1
V1 - объем исходного образца покрытия;
V2 - объем расширившегося покрытия.
Методика измерения коэффициента объёмного расширения считается информативной и легко воспроизводится, однако чёткие нормы значений коэффициента официально нигде не прописаны, также как и нет единой методики проведения исследования.
Оценка адгезионных свойств покрытий для огнезащиты металлоконструкций.
Составы для огнезащиты металлоконструкций необходимо проверять на адгезионные свойства, ведь от качества сцепления огнезащитного материала с защищаемой поверхностью зависит долговечность полученного покрытия. Кроме того, при низких показателях адгезии происходит осыпание теплоизолирующего слоя, снижающее качество огнезащиты металлических конструкций.
Качество сцепления огнезащитного состава с защищаемой поверхностью металлоконструкции зависит от нескольких условий:
- состав вспучивающейся огнезащитной краски,
- подготовка защищаемой поверхности,
- технология нанесения и расход состава,
- условия эксплуатации огнезащитного покрытия.
На сегодняшний день адгезия огнезащитного покрытия, если и оценивается, то в основном методом решетчатых и параллельных надрезов , согласно ГОСТ 15140-78. На металлоконструкцию, покрытую противопожарным составом, наносятся перпендикулярные надрезы, а затем визуально оценивается зона надрезов по шестибальной шкале. Оценка результатов приведена в ISO 2409:2007. Данный метод подходит для поверхностей до 250 микрометров, в то время как огнезащитное покрытия для металлоконструкций, как правило, толще 300 микрометров.
Иногда адгезионные свойства покрытия проверяют методом Х-образного надреза (ASTM D 3359). При исследовании данным методом на огнезащитное покрытие на поверхности металлической конструкции наносятся два надреза, пересекающиеся под углом 30-45°. Затем на надрез приклеивается липкая лента и через 90 сек. лента удаляется. После этого проводится визуальный осмотр поверхности с надрезом и оценка адгезии по шестибальной шкале, приведённой в стандарте ASTM В 3359. Однако показатели адгезии, определяемые этим методом, не всегда отображают реальное положение вещей.
Третий метод оценки адгезионных свойств покрытий для огнезащиты металла - метод нормального отрыва
(ISO 4624). Метод основан на измерении усилия отрыва металлического «грибка» стандартного размера от поверхности покрытия и оценке поверхности разрыва и характера разрушения. Подробная инструкция проведения исследования и оценки результатов описана в ISO 4624.
Метод нормального отрыва является самым трудоёмким, для него характерна наибольшая площадь разрушения огнезащитной поверхности металлоконструкции, требует наличия специального прибора - адгезиметра, но, по мнению специалистов в области огнезащиты, этот метод является самым информативным и эффективным. Кроме того, при использовании портативного адгезиметра возможно применение данного метода в полевых условиях.
При оценке результатов исследований необходимо учитывать тип используемого адгезиметра, т.к. различные приборы, даже соответствующие требованиям ISO 4624, выдают разные показания в одних и тех же условиях.
Основные выводы
Оценка интумесцентных свойств покрытия для огнезащиты конструкций из металла и стали осложняется отсутствием чётких границ нормы коэффициента вспучивания, а также утверждённой методики проведения оценки (какой размер образца взять для анализа, как часто осуществлять проверку покрытия). Мы считаем, что необходимо разработать нормативный документ, в котором были бы четко прописаны экспресс-методика оценки интумесцентных свойств огнезащитного покрытия и прибор для определения коэффициента вспучивания. Основным методом оценки адгезионных свойств покрытия предлагается нормативно закрепить метод нормального отрыва и также включить его в список обязательных исследований при диагностике качества огнезащитного покрытия металлических и стальных конструкций.
Конструктивные способы огнезащиты включают в себя облицовку объекта огнезащиты материалами или иные конструктивные решения по его огнезащите (облицовка кирпичом, вермикулитовыми плитами и др. теплоизоляционными материалами, закрепленными на конструкции определенным образом, использование бетона, штукатурок. Использование плитных, рулонных, листовых материалов.).
Направлено на увеличение площади поперечного сечения, создание теплоизоляционных слоев или экранов, устройство огнестойких преград для замедления прогрева, сохранение несущей способности конструкции, исключение термического разложения, воспламенения и горения материалов и предотвращение распространения огня.
Для конструкционных методов используется тяжелый и легкий бетон, глиняный силикат, кирпич, цементно-песчаные штукатурки.
Огнезащитная обработка - нанесение огнезащитного состава на поверхность объекта огнезащиты (окраска, обмазка, штукатурка).
Вспучивающиеся покрытия (ВП) являются наиболее перспективными покрытиями для огнезащиты строительных конструкций. Они наносятся тонким слоем и В процессе эксплуатации выполняют функции лакокрасочного декоративного материала. При действии высоких температур покрытие вспучивается, значительно увеличиваясь в объеме с образованием коксового пористого слоя.
Проблема разработки ВП с высокими огнезащитными свойствами связана как с обеспечением вспучиваемости и стабильности угольного слоя при действии высоких температур, так и адгезии к древесине, сохранения декоративных и огнезащитных свойств при длительной эксплуатации, простоте их устройства.
Вспучивающиеся покрытия являются многокомпонентными системами, состоящими из связующего, антипирена н пенообразователей - вспучивающих добавок. В качестве связующих в основном используют полимеры, проявляющие склонность к реакциям циклизации, конденсации, сшивания и образования нелетучих карбонизированных продуктов: аминоальдегидные полимеры, латексы на основе сополимеров винилиденхлорида с ви-нилхлоридом, галоидированные синтетические и натуральные каучуки, эпоксидные полимеры, полиуретаны и др. Компоненты, обусловливающие вспучивающие и огнезащитные свойства покрытий, подразделяются На следующие группы:
1. Вещества, разлагающиеся в интервале 100... 250 °С с образованием кислот. К ним относятся неорганические соли фосфорной и борной кислот (ортофосфаты аммония, полифосфаты аммония, бура и др.) и фосфорорганические вещества (фосфаты мочевины или меламина, фосфакрилат, полифосфориламид и др.).
2. Вещества, разлагающиеся с выделением паров воды или негорючих газов (полисахариды): крахмал, декстрин, пентаэритрит и его гомологи, стереоизомерные гекситы - манит, сорбит и др.
3. Синергиты. К ним относятся мочевина, меламин, дициандиамид, гуанидин, мелем. Также известно применение сульфогуанидина ароматических сульфамидов, б-амино-2-нитробензойной кислоты, сульфатов аминобензойной кислоты, производных триазина и других соединений.
В качестве антипиренов входит орто или полифосфаты аммония. В качестве газообразных добавок входят мочевина, дициан диамид, карбомиды и формальдегидные смолы. Общее содержание должно быть до 70%. К коксообразным добавкам относят крахмал, декстрин сахара. При нагревании под действием кислотного катализатора легко деградируются.
Жаростойкие наполнители и стабилизаторы вспеннного слоя
Ортофосфат аммония.
Антипирены – вещества, которые разлагаются под действием температуры
Не поддерживает горения, -пленка
При использовании они хорошо раствормы в воде поэтому нужно стабилизировать кислотность состава.
Вводят волокнистые наполнители не только для загущения но и еще их используют как стабилизатор вспененного слоя. Они являются неориентированными молекулами молекулами. Они движутся при нагревании за вспученным слоем и застывают в виде каркаса. При действии температуры дают усадку и выгорают. Соответственно каркас оплавляется, спекается. Используются терморасширяющиеся графиты. В отличие от перлита и вермиулита можно регулировать интервал разложения и регулировать объем вспучивания. Обладает слоистой кристаллической решеткой. Из-за наличия неподеленных электронных пар углерода графит может соединяться с гостевыми атомами. В зависимости от гостя может проявлять себя как окислитель или как восстановитель. Например с атомами металла (восстановитель) образует карбиды (карбид кальция или минусовая степень окисления). А если с окислителем (с серой) то бисульфат графита, степень плюсовая. Это соединение при нагревании 500-1000С расширяется в объеме и вспучивается засчет того что при нагревании выделяются газы способные разорвать эти плоскости. Получение: обработка природного графита бихроматом натрия в концентрированной серной кислоте 
Физико-механические и огнезащитные свойства покрытий можно улучшить введением следующих заполнителей:
Волокнистый заполнитель (распушенный асбест, стекловолокно, минеральная вата, коалиновое и базальтовое волокно). Для улучшения прочности и технологических свойств наносимой массы
Мочевин формальдегидная смола. Для улучшения удобоукладываемости и увеличения адгезии.
Дициан диамид. Повышает прочность при огневом воздействии, улучшает вспучиваемость и повышает огнестойкость.
Окись цинка. Повышает атмосферостойкость. Применяется при возрастании влажности.
Кремнефтористый натрий. Обеспечивает нарастание прочности. Позволяет вводить более толстым слоем за один раз.
Огнезащитные покрытия на основе вспученного вермикулита . Состав: вермикулитовая руда 14%, вермикулит регидротированный 2,8% и дегидратированный 0,9%, распушенный асбест 1,6%, жидкое стекло 40%, мочевин формальдегидная смола 10%, окись цинка 2,7%, дициан диамид 7,5%.
Покрытия на вермикулите очень трудно наносить, хрупкие, при влажности 95% набухают и отслаиваются. Огнестойкость 60мин. Эти добавки не только улучшают свойства в процессе эксплуатации но и улучшают свойства при огневом испытании.
Вспучиваются засчет выделения газов, разложения смолы и жидкого стекла и дегидратированного вермикулита. Для МК tкрит на 47 минуте наступает.
Композиционная огнезащита позволяет усилить физические эффекты блокирования теплового потока в защищаемую конструкцию, реализуемые при использовании простых способов огнезащиты.
В качестве примера рациональных вариантов композиционной огнезащиты можно предложить следующие конструкции:
а) сочетание термостойких волокнистых или пористых плит с покрытиями на минеральных вяжущих, выделяющих при нагреве водяной пар;
б) сочетание термостойких волокнистых или пористых материалов пониженной плотности со вспучивающимся покрытием;
в) сочетание волокнистых теплоизоляционных материалов с гипсокартонными листами;
г) сочетание волокнистых теплоизоляционных материалов с плитами вермикулитовыми на основе минеральных вяжущих.
д) кирпичная кладка с базальо-волокнистыми плитами или минеральными листами.
В последнее время на рынке появились огнезащитные вспучивающиеся краски, лаки, составы в таком огромном количестве, что часто сделать правильный выбор достаточно проблематично, даже для профессионала в этой области. Что поможет выбрать наиболее подходящий состав? На чем основан принцип работы огнезащитной вспучивающейся краски или других видов ЛКМ?
Принципы огнезащитного действия вспучивающихся покрытий
Почему огнезащита с помощью вспучивающихся составов настолько эффективна? Все дело в том, что расширяющиеся покрытия одновременно выполняют несколько важных функций. Что происходит при нагревании?- Температура вспучивания составляет 180-220°C, может меняться в зависимости от изготовителя. В момент нагрева в реакцию вступают следующие процессы.
- Верхний слой вспучивающегося покрытия растрескивается. Образуются поры, через которые начинает поступать преобразовывающийся сухой остаток. При этом первоначальная толщина увеличивается от пяти до сорока раз.
- В результате реакции вспучивающийся огнеупорный состав выделяет большое количество кокса, который является превосходным теплоизоляционным материалом.
- Дополнительно в момент увеличения выделяется большое количество инертного газа, также предотвращающего горение.
Вспучивающиеся противопожарные краски и лаки
Принцип огнезащитного действия вспучивающихся красок и лаков заключается в следующем:- Под воздействием пламени верхний слой разлагается с поглощением тепла.
- Выделяются инертные газы.
- Образуется вспененный теплоизоляционный слой.
Следует обратить внимание на следующие моменты:
Новейшие вспучивающиеся неорганические составы для огнезащиты спокойно выдерживают перепады температур и негативные атмосферные воздействия. Наносить краски можно с помощью специального пулевизатора, либо вручную валиком или кистью.
Для металлических поверхностей можно выбрать любую противопожарную органоразбавляемую вспучивающую краску. Наносится краска при температуре от +5 градусов. Возможно нанесение в несколько слоев.
Огнезащитные вспучивающиеся составы и обмазки
Преимущество вспучивающихся покрытий перед обычными состоит в их длительном сроке эксплуатации и более качественной защите во время пожара. Так как от качества обмазочных материалов зависит безопасность, проводятся специальные испытания. Рассчитывается формула коэффициента вспучивания, позволяющая установить через какой промежуток времени покрытие вступит в реакцию, и насколько большой будет толщина защитного слоя.
При выборе вспенивающейся обмазки также понадобится обратить внимание на следующие моменты:
- Состав - вспучивающаяся паста может содержать смесь газообразующих, термостойких и защитных веществ. Важен реагент, обеспечивающий вспучивание. Например, составы с поливинилхлоридом при образовании защитного слоя выделяют токсичный газ, обмазку с полифосфатом аммония придется готовить непосредственно на строительной площадке, что не всегда удобно.
Огнезащитная водоэмульсионная вспучивающаяся паста легко наносится, а для доведения ее до необходимой консистенции при загустевании используется обычная вода. Нанесение водоэмульсионной пасты ограничено внутренними работами. - Назначение - вспучивающиеся огнезащитные обмазки и пасты могут быть предназначены для дерева или металла.
- Степень защиты. Существует следующий метод определения коэффициента вспучивания. Металлическую пластину, обработанную материалом, помещают в муфельную печь и выдерживают там при температуре 600 градусов в течение 5 минут.
В полевых условиях вспучиваемость определяется с помощью специального прибора КОР. Помимо этого на таре обычно указано, какая толщина слоя требуется для достижения определенной огнестойкости. - Дополнительные свойства. Нередко можно встретить вспучивающуюся огнебиозащиту. Состав с биозащитными свойствами позволяет обойтись без предварительного грунтования поверхности различными составами против ржавчины или гниения.
