2006 - "Огнезащитные вспучивающиеся материалы на основе органорастворимых пленкообразователей" (Крашенинникова М.В.)
версия для печати Для защиты различных сооружений возникает необходимость использовать атмосферостойкие вспучивающиеся ЛКМ, которые можно наносить в условиях повышенной влажности, по мокрым поверхностям, в зимний период, на конструкции недостроенных объектов без стеновых и крышных панелей, а также транспортировать в районы Сибири и крайнего Севера. Такие свойства могут обеспечить ЛКМ на основе органорастворимых пленкообразователей, поэтому разработка вспучивающихся огнезащитных материалов на их основе остается актуальной в наше время, несмотря на все более широкое распространение воднодисперсионных ЛКМ.
Огнезащитные вспучивающиеся ЛКМ широко используются в строительной индустрии, начиная с 1980х гг. Они формируют тонкослойные покрытия (Пк), которые под воздействием высоких температур и открытого пламени увеличиваются в объеме в 20-100 раз, образуя вспененную поверхность с низкой теплопроводностью, препятствующую слишком быстрому нагреву стали (рис. 1). В отличие от защитного слоя, получаемого при нанесении штукатурок и мастик, лакокрасочное Пк при равной степени огнезащиты имеет крайне малую массу и практически не является дополнительной нагрузкой на несущие конструкции сооружения.
Органические растворители, используемые в составе вспучивающихся ЛКМ при их изготовлении и применении, играют большую роль в процессе формирования Пк, существенно влияя на структуру и свойства пленок, полученных из растворов полимеров.
Если до недавних пор оптимальный состав растворителей определяли в основном эмпирическим путем, то в последнее время все чаще используют объективные критерии оценки качества растворителей. При выборе растворителей необходимо, прежде всего, руководствоваться термодинамическим сродством в системе полимер - растворитель и летучестью растворителя. От сродства компонентов системы зависят скорость растворения пленкообразователя, стабильность и реологические свойства растворов или дисперсий и в определенной степени структура и свойства Пк. Летучесть растворителя сказывается на технологических свойствах ЛКМ и внешнем виде Пк*.
В качестве пленкообразователей для атмосферостойких органорастворимых вспучивающих ЛКМ используют хлорсульфированный полиэтилен, пентафталевые лаки, хлорвиниловые, стирол-акриловые полимеры.
Наилучшими для этих пленкообразователей являются смеси таких растворителей, как толуол, ксилол, бутилацетат с разбавителями, в качестве которых применяют сольвент или уайтспирит. Время высыхания материала до степени 3 при температуре 20 °С составляет, как правило, не более 6 ч.
Практически все огнезащитные ПК, полученные на основе органорастворимых ЛКМ, для повышения атмосферостойкости требуют использования покрывных лаков, одновременно выполняющих декоративные функции. Как правило, такие лаки колеруют практически в любой цвет, а Пк на их основе обладают отличной устойчивостью к атмосферным воздействиям, но разрушаются под влиянием высокой температуры. Специально подобранный состав лака не препятствует слою огнезащитного Пк выполнять свои функции во время пожара.
Такие системы Пк предлагают крупнейшие производители огнезащитных красок известных марок Uniterm, Nullifier, Hensotherm. В табл. 1 представлены наиболее распространенные материалы для вспучивающихся покрытий, информация о которых размещена на официальных сайтах компаний производителей.
Обычно в практике огнезащитных работ используют систему Пк, состоящую из трех ЛКМ. Сначала наносят антикоррозионный материал для защиты стальной конструкции и обеспечения адгезии огнезащитного состава, так как последний слой выполняет только огнезащитные функции, но не гарантирует антикоррозионных свойств и адгезии к подложке. Практически все
вспучивающиеся составы допускают использование отечественных глифталевых и меламиноформальдегидных грунтовок, но огнезащитный состав желательно применять через 1 мес после нанесения грунтовки на металлоконструкцию, поскольку толуол или ксилол, содержащийся в огнезащитном ЛКМ, способен растворять грунт.
Толщина слоя сухого Пк на основе огнезащитного ЛКМ должна обеспечивать заданную проектом степень огнестойкости металлических конструкций. Обязательное требование работы с огнезащитными ЛКМ - наличие отчетов об огневых испытаниях, сертификатов пожарной безопасности, выданных специализированными аккредитованными органами (например, ВНИИПО). В таких отчетах указана толщина Пк, расход и время огнестойкости стандартной стальной конструкции с этим Пк (ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования»).
При проведении наружных работ на огнезащитное Пк через 48 ч после его нанесения наносят два слоя покрывного лака для обеспечения атмосферостойкости Пк.
В лаборатории ООО «НИЦ С и ПБ» разабатывают вспучивающиеся органорастворимые ЛКМ, проводят анализ импортных ЛКМ, образующих Пк с огнезащитной эффективностью 90, 120 мин. Данные некоторых испытаний представлены в табл. 2 и на рис. 2.
Из приведенных данных видно, что все исследуемые ЛКМ являются высоконаполненными, что приводит к образованию Пк с недостаточно хорошими физико-механическими свойствами (прочность при ударе 15 см, адгезия 1-2 балла). Однако по требованиям ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов» адгезия Пк должна составлять не более 1 балла, прочность при ударе - не менее 20 см. Наилучшими свойствами обладает вспучивающееся Пк на основе огнезащитного состава Interchar 963.
Лакокрасочные материалы. 2006. №12
Крашенинникова М.В.