Научный Инновационый Центр Строительства и Пожарной Безопасности

2004 - "Основные принципы подбора компонентов для огнезащитной краски по металлическим конструкциям." (Т.Ю. Еремина, Ю.Н. Дмитриева)

Разработка новых лакокрасочных материалов для покрытий пониженной горючести сопровождается широким рекламированием, возникают не точности в механизме огнезащитного действия  вспучивающихся составов.
     В обычных условиях эксплуатации вспучивающиеся, или пеногенные, органические покрытия мало отличаются по внешнему виду от традиционных лакокрасочных систем. Однако при контакте с пламенем их красочная пленка плавится и вспучивается, образуя пенистый слой коэффициентом теплопередачи, приближающимся к коэффициенту теплопередачи воздуха. При этом покрытия увеличиваются по толщине до 200 раз, достигая нескольких сантиметров.
     Различают два типа вспучивающихся покрытий: системы, содержащие связующие, вспенивающиеся при высоких температурах, и системы, в которых эту функцию выполняют специальные добавки. Более перспективными являются покрытия второго типа, хотя они требуют тщательного подбора компонентов, так как даже незначительное изменение рецептуры или метода приготовления композиции может привести к образованию крупнопористой или пузырчатой пены, характеризующейся худшими теплоизоляционными свойствами.
     Традиционно специальные компоненты, чаще всего используемые во вспучивающихся покрытиях,  разделяют на четыре группы: а) полиолы - органические гидроксилсодержащие соединения с большим содержанием углерода; б) неорганические кислоты   или вещества, выделяющие кислоту при 100-250 º С; в) органические амины или амиды; г) галогенсодержащие соединения.[]
     Композиции подбирались по схеме «связующее - вспучивающиеся добавки - наполнители (модификаторы свойств)». Выбор компонентов производился по результатам анализа патентного обзора. Для обоснования выбора компонентов выполнялись исследования  с применением ДТА. Компоненты для огнезащитных составов подбирались по следующим критериям: связующее -  адгезии к защищающим материалам, переход в пластичное состояние в температурном интервале вспучивания состава, сохранение структуры при тепловом воздействии, отсутствие или незначительное дымообразование, не токсичность как при производстве работ по  нанесению составов, так и при пожаре, сохранение физико-меха-нических свойств, внешнего вида при обычной эксплуатации (долговечность), сцепление с наполнителем; наполнители - способность к вспучиванию при температурном воздействии в интервале температур для огнезащитных покрытий по стали 300-400 ºС, по дереву 200-250 ºС; уменьшение усадки состава при эксплуатации и пожаре, сохранение его свойств; стойкость при тепловом воздействии  (не разрушаться), долговечность до пожара; придания связки прочности, водостойкости и долговечности, создание вместе со связкой композиции, устойчивой к внешним факторам при эксплуатации и тепловому воздействию при пожаре, способствующих вспучиванию связки, или снижению ее усадки, для придания пластифицирующих свойств огнезащитному составу, антипирены. Для стабильного вспучивания типичных пеногенных покрытий необходимо выполнение следующих основных условий:

а) выделение при 150-215 ºС неорганической кислоты, способной  к этерификации полиола;
б) собственно этерификции при несколько более высокой температуре;
в) плавление композиции во время этерификации или непосредственно перед ней;
г) перестройка образовавшегося продукта взаимодействия полиола и неорганической кислоты в результате дегидрактации с формированием углеродно- неоганического (как правило, углеродно-фосфорного) остатка;
д) вспенивание карбонизирующей массы выделившимися негорючими газами и водяными парами;
е) желатинизация и последующее отверждение вспененного слоя.

Свойства фосфатов.

Свойства вспенивающих агентов.

Т.Ю. Еремина, Ю.Н. Дмитриева