Важнейшим элементом системы пожарной безопасности зданий и сооружений является огнезащита строительных конструкций. Она должна обеспечивать повышение огнестойкости конструкций до необходимого уровня, снижение их пожарной опасности, предотвращение развития и распространения пламени. Выполнение этих требований снижает вероятность гибели людей и материальные потери от пожаров. Одним из наиболее эффективных и доступных способов придания огнестойкости различным материалам служит окраска их огнезащитными ЛКМ.

Главная цель различных способов огнезащиты строительных конструкций – максимально снизить скорость нагрева защищаемой поверхности, сохранив при этом на определенный период времени их прочностные характеристики. Так, металлические конструкции, быстро нагреваясь при пожаре, уже при 500 0 С теряют несущую способность. Наглядной иллюстрацией недостаточной защиты несущих металлоконструкций является трагедия, произошедшая в Нью-Йорке 11 сентября 2001 года.

Для повышения пределов огнестойкости конструкций применяют различные материалы и способы защиты: бетонирование, оштукатуривание специальными составами, использование кирпичной кладки, негорючих листовых теплоизоляционных материалов и др.

В настоящее время среди огнезащитных материалов наиболее перспективны лакокрасочные покрытия вспучивающегося (интумесцентного) типа. Интумесцентная технология защиты изделий от горения является сравнительно новой и заключается во вспучивании и превращении в кокс поверхностного слоя материала, подверженного воздействию пламени. Образующийся при этом вспененный коксовый слой предохраняет в течение определенного времени защищаемую поверхность (или нижележащие слои) от воздействия пламени и высоких температур.

Целесообразность использования огнезащитных вспучивающихся покрытий (ОВП) обусловлена прежде всего тем, что они тонкослойны, при нагревании не выделяют токсичных веществ, обладают высокой огнезащитной эффективностью и могут быть нанесены на защищаемую поверхность различными механизированными методами. В обычных условиях эксплуатации эти покрытия похожи по внешнему виду на традиционные лакокрасочные покрытия и выполняют аналогичные защитно-декоративные функции. При воздействии высокой температуры толщина и объем вспучивающегося покрытия увеличиваются в десятки раз за счет образования негорючего и твердого вспененного слоя (кокса) с плотностью 3∙10 -3 – 3∙10 -2 г/см 3 и коэффициентом теплопередачи, близкому к таковому для воздуха. Слой действует как физический барьер для подвода тепла от пламени к нижележащим слоям покрытия и защищаемой поверхности, уменьшая теплопередачу примерно в 100 раз.

ОВП широко применяются для повышения огнестойкости стальных, деревянных, бетонных, кирпичных строительных конструкций, воздуховодов, кабелей, кровли и других изделий. Требования к огнезащитным материалам, включая вспучивающиеся покрытия , предназначенным для нанесения на различные поверхности, изложены в следующих Нормах пожарной безопасности (НПБ):

НПБ 251-98 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний»;

НПБ 236-97 «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Метод определения огнезащитной эффективности»;

НПБ 238-97 «Огнезащитные кабельные покрытия. Общие требования и методы испытаний».

Эффективное вспенивание данного вида покрытий достигается только при обязательном наличии в их составе ряда специальных компонентов, выполняющих определенные функции, а также оптимальном количественном соотношении между ними. Обычно по своим функциям основные компоненты ОВП подразделяют на следующие группы:

Пленкообразователи (например, стирол-акриловые и ПВА-дисперсии , эпоксидные и кремнийорганические смолы);

Карбонизирующиеся соединения – источники углерода (пентаэритрит, дипентаэритрит и др.);

Неорганические кислоты и их производные – фосфорная кислота, полифосфат аммония (ПФА) и др.;

Вспенивающие агенты – газообразователи, порофоры (меламин , мочевина и др.). Кроме того, в состав ОВП входят галогенсодержащие добавки (хлорпарафин и др.), некоторые пигменты и наполнители .

Вспенивание и коксообразование интумесцентных покрытий сопровождается различными физико-химическими процессами, протекающими, как правило, в определенной последовательности по мере нарастания температурного воздействия на композицию. Механизм вспучивания покрытий изучен недостаточно глубоко. Это связано с тем, что основные реакции, приводящие к получению защитного пенококсового слоя, протекают в области высоких температур (до 900 о С), что затрудняет моделирование указанных процессов. Кроме того, ОВП являются многокомпонентными композиционными материалами. Это предопределяет в свою очередь большое количество возможных взаимодействий между компонентами образовавшегося огнезащитного покрытия особенно при высоких температурах. При этом предсказать направление высокотемпературных реакций также достаточно сложно.

Огнезащитная эффективность покрытий вспучивающегося типа обусловлена различными факторами:

Эндотермическим отводом тепла, расходуемого на различные фазовые и химические превращения ингредиентов в процессе образования пенококсового слоя. Выделяющиеся при этом газообразные продукты, такие, как аммиак, углекислый газ, азот, пары воды, проходя через нагретые слои формирующегося пенококса, значительно охлаждают его, отводя тем самым значительную долю энергии;

Термическим сопротивлением образующегося пенококса, зависящим от его теплопроводности, термостабильности, толщины, строения, жесткости, кинетики и условий его получения;

Способностью отражения (поглощения) падающего теплового потока поверхностью образующегося пенококса. Вспененный кокс также ограничивает диффузию летучих продуктов деструкции полимера к пламени и, наоборот, кислорода воздуха к поверхности разлагающегося полимера. Увеличение выхода карбонизированных продуктов и толщины пенослоя уменьшает количество поступающих в зону горения летучих веществ, снижает интенсивность теплового потока к нижележащим слоям покрытия. Увеличение термостойкости кокса приводит к росту температуры его поверхности и способствует повышению затрат на нагрев. Морфология кокса влияет на его теплопроводность, проницаемость, способность к выгоранию и тлению.

Пенококсовый слой должен иметь высокую адгезию к защищаемой поверхности, которая при пожаре нагревается. В этом плане большое практическое значение имеют также противокоррозионные грунтовки, наносимые на подложку перед ее окраской огнезащитным ЛКМ.

Огнезащитная эффективность ОВП при нанесении на металл согласно НПБ 236-97 характеризуется временем (в минутах) от начала огневого испытания до достижения образцом стальной конструкции с огнезащитным покрытием критической температуры (500 0 С). При этом тепловое воздействие на испытуемый образец осуществляется в стандартном температурном режиме пожара, характеризуемом следующей температурной зависимостью:

Т = 345 lg (8t +1) + Т 0 ,

где Т – температура, соответствующая времени t , 0 C;

Т 0 – температура до начала теплового воздействия (принимают равной температуре окружающей среды), 0 С;

t – время, исчисляемое от начала испытания, мин.

ЛКМ интумесцентного типа делятся на два основных вида: водо- и органоразбавляемые. Водоразбавляемые материалы не имеют запаха и зачастую более эффективны по огнезащитным свойствам. Лучшие ОВП, полученные на основе водно-дисперсионных (ВД) красок, имеют коэффициент вспучивания 40–50 и при толщине защитного слоя 1–1,5 мм обеспечивают четвертую группу огнезащиты по НПБ 236-97. Однако им присущ очень серьезный недостаток – высокая восприимчивость к воде и влаге воздуха, что обусловливает снижение огнезащитной эффективности из-за потери покрытием водорастворимых специальных компонентов. В свою очередь, органорастворимые ЛКМ образуют более водостойкие покрытия, могут наноситься на изделия в условиях повышенной влажности, допускают транспортировку и применение в зимнее время.

Образование вспучивающегося слоя с оптимальными защитными свойствами при действии на покрытие высоких температур определяется в значительной степени составом огнезащитной краски, количественным соотношением между компонентами и химическими процессами, протекающими при формировании пенококса. Поэтому знание основных функциональных свойств компонентов и химизма их превращений в карбонизирующиеся продукты является ключевым фактором для целенаправленного повышения эффективности огнезащитных покрытий.

А.В. Павлович, В.В. Владенков, В.Н. Изюмский, С.Л. Кильчицкая, Смоленский лакокрасочный завод

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.

Предназначено для защиты стальных металлоконструкций, древесины и всех видов электрических кабелей. Покрытие используется для объектов, эксплуатируемых как на открытом воздухе, так и внутри помещений, и характеризуется повышенной стойкостью к воздействию воды. Особенно хорошо огнезащитная краска МВПО зарекомендовала себя для защиты кабелей в коллекторах, так как сохраняет свои свойства после полного затопления коллектора и в этом не имеет аналогов в мире. Огнезащитная краска МПВО защищает древесину от огня, влаги и плесени.

• Цвет серый
• Гарантийный срок эксплуатации
• в атмосферных условиях – 10 лет,
• в помещениях - 20 лет
• Срок хранения до использования 6 месяцев со дня изготовления

Отличительные особенности Отличительной особенностью огнезащитной краски МПВО является его высокая водостойкость: кабели, покрашенные МПВО, могут не только успешно эксплуатироваться в коллекторах, где неизбежно выпадение конденсата, но и в условиях полного затопления коллектора.

Эта особенность защитного покрытия МПВО также позволяет использовать его для огнезащиты в паре с системой водяного пожаротушения.

Длительное время сохранения своих эксплуатационных свойств (огнестойкость и атмосферостойкость) состава МПВО обеспечивается не только его химическими свойствами, но и тем, что оно является высокоэластичным покрытием и даже при нанесении небольших механических повреждений покрытие способно к самовосстановлению.

Двойную выгоду можно получить при нанесении огнезащитной краски МПВО на несущие деревянные конструкции цоколя или чердака, т.к. обеспечивается и пожарная безопасность, и защита древесины от подгнивания.

Условия эксплуатации Внутри производственных и жилых помещений, на открытом воздухе, под водой, при температуре от -60°С до +50°С

СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ

1. Состав наносится на неокрашенные поверхности без специальной подготовки (за исключением очистки от ржавчины), а также на поверхности, окрашенные или загрунтованные лакокрасочными составами (грунтовки ГФ-021 или ФЛ-ОЗК - для металла; ГФ-028 - для дерева).
2. Кабели, подлежащие огнезащите, не должны иметь повреждений защитных оболочек.
3. Перед нанесением состав огнезащитной краски необходимо тщательно перемешать до однородной консистенции.
4. Состав наносится кистью, валиком, шпателем или методом безвоздушного распыления с помощью установок высокого давления (до 200 атм.).
5. В зависимости от способа нанесения состав огнезащитного покрытия разбавляют до рабочей вязкости сольвентом.
6. Нанесение покрытия на поверхность осуществляется послойно, каждый последующий слой наносится после полного высыхания предыдущего. Сушить каждый слой - не менее 12 часов при температуре 18-22° С.
7. Свойства покрытия - высокая эластичность и ударная вязкость, морозостойкость и водостойкость - позволяют проводить огнезащиту деревянных конструкций до установки их в проектное положение.
8. Состав огнезащитного покрытия должен храниться в емкостях с герметично закрытой крышкой во избежание улетучивания растворителя.

Огнеcтойкость

Источник: Еремина Т. Ю., Гравит М. В., Дмитриева Ю. Н. «Особенности и принципы построения рецептур огнезащитных вспучивающихся композиций на основе эпоксидных смол»

Принцип получения композиционных полимерных материалов заключается в создании заранее заданной комбинации двух и более различных фаз (наполнителей и матрицы) с помощью каких-либо технологических приемов. В результате наполнения получают полимерные материалы, основные физические и механические свойства которых существенно отличаются от свойств матрицы.

По существу, это универсальный принцип создания полимерных композиционных материалов с новым комплексом физических и механических свойств, определяемых микрогетерогенностью системы и фазовыми взаимодействиями на границе раздела фаз полимер - наполнитель . При этом свойства композиционного материала практически в одинаковой степени зависят от свойств как наполнителя, так и исходного полимера.

При разработке огнезащитных красок (и органоразбавляемых, и водоразбавляемых) в их составе используют модифицирующие и технологические добавки, что обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик покрытий. Например, в качестве современных инновационных ингредиентов, снижающих пожарную опасность покрытий, применяются полые стеклянные микрошарики (стеклосферы) и углеродные нанотрубки.

Углеродные нанотрубки - это достаточно новый перспективный материал, представляющий собой полые трубки размером 20-30000 нм, состоящие из свернутых слоев углерода. Производство нанотрубок во всем мире начато недавно и находится в России пока на полупромышленном уровне. Нанотрубки относятся к чрезвычайно дорогим добавкам: стоимость 1 г составляет от 25 до 500 евро в зависимости от типа.

Использование в составах красок модифицирующих добавок на основе керамических микросфер обеспечивает такие технологические свойства покрытий, как износостойкость, глянцевость и др., а модифицирующих добавок на основе стеклянных микросфер - снижение плотности краски, улучшение ее совместимости с различными полимерными связующими, снижение усадки, вязкость композиций по сравнению с геометрически не оформленными частицами других наполнителей, уменьшение абразивного действия. Применение полных стеклосфер в лаках и красках позволяет частично заменить белые пигменты и улучшить физико-механические свойства покрытий.

Полые стеклосферы относят к дорогим наполнителям: стоимость 1 кг составляет от 3 до 30 долл. США. Однако их применение экономически оправданно, поскольку содержание в полимере полых стеклосфер в количестве 5-20% за счет их низкой плотности существенно снижает стоимость единицы объема материала.

В качестве наполнителей из группы минеральных компонентов в рецептурах, как правило, присутствуют: микроволластонит, каолин, мраморная крошка, слюда и (или) инертные баритовые наполнители; гидроксид алюминия или магния, вспученный и не вспученный вермикулит, перлит и др. Минеральный наполнитель позволяет повысить термостойкость, химическую стойкость покрытия, улучшает его огнестойкие характеристики.

Компоненты интумесцентной системы выбираются из следующей группы: фосфорсодержащие соединения (обычно полифосфаты аммония), гидроксид алюминия или магния, борат цинка, меламин, дипентаэритрит, пентаэритрит.

В качестве пленкообразователей в интумесцентных краскахшироко используется практически все известные полимерные и неорганические связующие: полиметилфенилсилоксановые каучуки; полиуретановые смолы на основе простых полиэфиров и дифенилметандиизоцианатов или толуилендиизоцианата; акриловые сополимеры (например, сополимеры бутилметакрилата или метилметакрилата с метакриловой кислотой и дивинилом); акриловые дисперсии (например, на основе стиролакрилового сополимера); различные эпоксидные смолы, в том числе модифицированные и водные.

В качестве органического растворителя используют обычные органические растворители, в которых растворяются указанные выше полимерные связующие, например этилацетат , бутилацетат , ацетон и др.

В настоящее время лидирующее положение среди огнезащитных композиций на эпоксидных смолах, не содержащих растворителей, занимают составы зарубежных производителей (AkzoNobel, Leighs Paints).

Разработка отечественного огнезащитного состава на эпоксидной основе с заявленными свойствами позволит отказаться от использования импортных аналогов, уменьшить стоимость огнезащитных работ, облегчит вес огнезащитного покрытия на конструкции и в целом повысит конкурентоспособность российских производителей огнезащитных композиций на эпоксидных смолах.

В настоящее время разработана исследовательская программа получения огнезащитной вспучивающейся эпоксидной композиции. Целью данной работы является разработка вспучивающегося огнезащитного покрытия на эпоксидной основе, которое способно обеспечить предел огнестойкости строительной конструкции 120 мин при толщине покрытия не более 4 мм и которое можно наносить в условиях пониженных температур (до минус 60 о С) и повышенной влажности (100%), а также в условиях промышленной атмосферы с сохранением эксплуатационных и огнезащитных свойств (по данным ускоренных испытаний) не менее 25 лет.

В начале исследовательской работы был осуществлен автоматизированный патентный поиск аналогов разрабатываемого покрытия в пределах Российской Федерации и ведущих зарубежных стран. Тема поиска - «Огнезащитный состав для стальных строительных конструкций. Эпоксидные композиции».

Затем был проведен анализ аналогов разработанного покрытия, а также многочисленные лабораторные исследования, которые позволили решить задачу получения атмосферостойкой огнезащитной композиции с огнезащитной эффективностью 30 мин при толщине слоя 1 мм. Данная композиция получила торговой название «Terma-S».

В настоящую огнезащитную композицию входит (5 масс.): смола эпоксидная – 20,0-37,0; полифосфат аммония – 13,0-33,0; пентаэритрит – 12,0-22,5; меламин – 7,0-19,0; диоксид титана – 0,9-10,0; дибутилфталат – 0,5-3,0; гидроксид алюминия – 1,0-7,0; стеклосферы – 01,-5,0; вспученный графит – 1,0-7,0; разбавитель – 10,0-17,0.

Композиция отличается высокой адгезией к загрунтованному металлу, к большинству типов грунтовок при малой толщине сухого слоя (по сравнению с другими эпоксидными аналогами) благодаря подобранным компонентам с выверенным процентным соотношением, а также отличной атмосферостойкостью и простотой изготовления.

Наиболее близким аналогом разработанной композиции, представленная в заявке RU № 93052300 от 20.07.1996 г. В ней предложен состав краски, образующей теплогидроизолирующее защитное покрытие для трубопроводов. Состав содержит стеклянные микросферы диаметром 200-300 мкм, пластификатор полиизобутилен И-200, отвердитель полиэтиленполиамин, эпоксидное связующее и модифицированное эпоксидное связующее ЭД-20 . Полученное по данному техническому решению покрытие образует композицию с полыми микросферами, заполненными лучшим теплоизолятором – воздухом, что придает защитному покрытию теплоизолирующие свойства. Однако данный состав не обладает огнезащитными свойствами, что ограничивает область его использования.
В заявке CN1680501 (A) представлено изобретение, относящееся к разряду вспучивающихся ультратонких атмосферостойких красок. Краска содержит (% масс.): акриловую смолу – 16-25; смолу с аминогруппами – 5-8; огнезащитную нанокомпозицию – 3-6; огнезащитную добавку – 35-45; спиновое стекло – 4-7; поглотитель дыма – 2-4; хлорпарафин – 2-4; титановые белила рутильной формы – 3-5; пластификатор – 2-4; пеногаситель – 0,3-0,6; ингибитор – 03-0,6; смесевый растворитель – 15-20. Продукт имеет хорошую стойкость к огню, воде, маслу и соли. К недостаткам данной композиции относится наличие хлорсодержащих ингредиентов и смесевого растворителя в количестве до 20%.

В заявке CN101857756 (A) представлено изобретение, относящееся к огнезащитной краске для стальных конструкций. В состав краски входят следующие компоненты (%масс.): композиционная смола – 45-60; меламин – 6-8; пентаэритрит – 6-8; аммония полифосфат – 16-20; расширяемый графит – 4-10; гидроксид магния – 2-5; фосфат цинка – 1-3; борат цинка 1-3; гидроксид алюминия – 2-5; алюминевый полифосфат – 3,5; диоксид титана – 6-9; матирующие агенты – 0,5-0,8; ацетон – 15-20. Краска обеспечивает возможность предотвращения пожаров и защиту от коррозии. Недостатком данного состава является наличие достаточно большого (15-20%) количества легколетучего токсичного растворителя.

Разработанная авторами композиция предназначена для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние строительные стальные конструкции объектов гражданского, промышленного и военного назначения; для обработки конструкций железнодорожного транспорта, мостов и эстакад; для использования на нефтегазохимических и химических предприятиях с высокой степенью риска; для повышения предела огнестойкости при различных сценариях пожара за счет высоких теплоизолирующих свойств пенококса, образующегося при высокотемпературном воздействии на покрытие. Покрытие обладает высокой долговечностью: прогнозируемы сроки эксплуатации - более 25 лет при эксплуатации в умеренно-холодном климате, в атмосфере промышленных газов и паров (сероводород, хлороводород), а также устойчивостью к морской воде и нефтепродуктам.

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений с совокупностью признаков, соответствующих настоящему изобретению и обеспечивающих описанный выше результат. Проведенный анализ свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения «новизна», «изобретательский уровень». Настоящее изобретение может быть промышленно реализовано при использовании известных технологических процессов, оборудования и материалов, предназначенных для изготовления лакокрасочных составов.

На данный момент авторами разработана рецептура предлагаемого покрытия, технология получения его в лабораторных условиях; изготовлено и исследовано покрытие толщиной 1 мм, которое показывает огнезащитную эффективность (согласно ГОСТ Р53295-2009) 30 мин. Данные испытания были проведены испытательным центром СПбФ ФГБУ ВНИИПО МЧС России.

Цель дальнейших исследований заключается в получении покрытия толщиной 40 мм, обладающего огнезащитной эффективностью 120 мин; в разработке технологии изготовления защитного покрытия; в проведении необходимых испытаний в промышленных условиях.

Программа дальнейших исследований состоит в следующем:

1. создание рецептур на основе эпоксидных смол без использования растворителей при разном соотношении интумесцентной системы и добавок - волластонина, фуллеренов, полых стекло- и керамических сфер т. д.;
2. проведение исследований в лабораториях, аккредитованных в области исследований огнезащитных покрытий, на получение соответствующих параметров, выявление оптимального соотношения компонентов.

В результате ускоренных климатических испытаний (100 циклов) огнезащитного покрытия согласно ГОСТ 9.401, метод 1 установлено, что покрытие будет сохранять свои защитные свойства в условиях эксплуатации УХЛ4 в течение не менее 25 лет; при этом возможно значительное изменение его цвета. Определена стойкость огнезащитного покрытия к воздействию переменной температуры, повышенной влажности, сернистого газа и солнечного излучения (метод 6). В результате огнезащитное покрытие на эпоксидной основе выдержало 150 циклов испытаний без изменения защитных свойств, что гарантирует сохранение защитных свойств в условиях эксплуатации ХЛ1, УХЛ1 в течение не менее 25 лет.

Поскольку ускоренные климатические испытания не учитывают сохранения огнезащитной эффективности покрытия, определяли кратность вспучивания огнезащитного покрытия на эпоксидной основе до и после ускоренных испытаний при условиях эксплуатации согласно: разница в степени вспучивания составила не более 10%. Следовательно, можно предположить, что в течение всего срока эксплуатации огнезащитная эффективность будет изменена. Данное положение нашло также подтверждение в результате исследований методами термического анализа.

Ожидаемым результатом данной работы является разработка интумесцентного (вспучивающегося)огнезащитного покрытия на эпоксидной основе для конструкции 120 мин при толщине покрытия не более 40 мм, которое можно наносить в условия пониженных температур (до минус 60 о С) и повышенной влажности (100%), а также в условиях промышленной атмосферы при сохранении эксплуатационных и огнезащитных свойств (по данным ускоренных испытаний) не менее 25 лет.

Технические характеристики огнезащитных эпоксидных композиций

Сравнительный анализ технико-экономических характеристик состава «Terma-S» и огнестойких эпоксидных композиций

№ п/п	Параметр	Терма- S (Россия)	Chartek-8 (AkzoNobel)	Лидер (Россия)
	Внешний вид покрытия и состава, визуальные характеристики	Светло-серый, оттенок не нормируется
	Адгезия к стали, балл, не менее
	Плотность, г/см 3	1,0…1,2
	Степень перетира, мкм
	Жизнеспособность, мин:
	Время высыхания до степени 3 ч:
	Предел прочности покрытия при ударе, см, не менее
	Предел прочности покрытия при изгибе, мм, не более
	Коэффициент вспучивания, раз, не менее
	Стойкость пленкик действию, ч:
	Воды при 18-22 о С, не менее
	Минерального масла	24
	3%-ного раствора NaCI
	Область рабочих температур, о С	-60…+120
	Срок эксплуатации, лет	Не менее 25
	Толщина слоя покрытия для достижения огнезащитной эффективности 30 мин, мм
		Эпоксиполиамидная, цинконаполненная, а также глифталевая	Эпоксиполиамидные грунты с толщиной сухой пленки не более 75 мкм. Цинконаполненный грунт и связующий слой с общей толщиной сухой пленки не более 110 мкм
	Наличие армирующей сетки
	Расход на 1м 2 для достижения огнезащитной эффективности 30 мин, кг	1,7 (при толщине 1,1 мм)	8,0 (при толщине 8 мм)
	Стоимость 1 кг материала, руб.		872,0 (21,8 евро)

*Примечание: Знак "-" означает, что данных нет.

Основные показатели состава Terma-S

Огнезащитное покрытие «Terma-S» имеет следующие основные физические и технические характеристики:

• Адгезия пленки, балл, не более
  ........................................................................................................................................................................................... 1
• Время высыхания до степени 3 при 20 о С, ч, не более
  ........................................................................................................................................................................................... 24
• Огнезащитная эффективность, мин
  ........................................................................................................................................................................................... 30
• Группа огнезащитной эффективности
  ........................................................................................................................................................................................... 5
• Сроки эксплуатации, лет не менее
  ........................................................................................................................................................................................... 25

Было проведено сравнение основных технических параметров разработанного продукта «Terma-S» с его ближайшими аналогами - импортной огнезащитной краской Chartek 8 (концерна AkzoNobel) и российской краской «Лидер », поставляемой компанией «ИНФРАХИМ».

Продукты-аналоги уступают разработанному продукту по области рабочих температур, использованию армирующей сетки, срокам эксплуатации (25 лет), а также по техническим параметрам: толщине слоя, обеспечивающей на 30 мин огнезащитную эффективность, и соответствующему расходу материала на 1 м 2 . Кроме того, себестоимость состава «Terma-S» существенно ниже, чем рыночные цены на аналоги, что дает возможность также выставить конкурентную рыночную цену на данный состав.

Разработанное огнезащитное покрытие позволит выполнять работы по повышению пределов огнестойкости строительных конструкций в условиях строящегося строительного объекта в зимний период, по огнезащите конструкций либо реконструкционные работы по восстановлению покрытия в условиях промышленной атмосферы в производственных зданиях и сооружениях.

Огнезащитная краска Лидер является уникальной, так как при достаточно высокой огнезащитной эффективности толщина самого покрытия невелика (1,0 мм) и, кроме того, покрытие может использоваться в условиях эксплуатации УХЛ4,О4, В4, ХЛ1, УХЛ1 в течение 25 лет.

Огнезащитная вспучивающаяся краска УНИПОЛ ® марка ОП

Особенности:

• Возможность нанесения при температуре окружающего воздуха от -25 о С до +35 о С и высокой относительной влажности воздуха
• Однокомпонентный состав естественной сушки
• Быстрое время межслойного высыхания даже при отрицательных температурах
• Эстетичный внешний вид готового покрытия
• Возможность изготовления различных оттенков краски
• Высокая эластичность покрытия
• Возможность эксплуатации покрытия в условиях открытой атмосферы умеренного и холодного климата при нанесении покрывной эмали СБЭ-111 «УНИПОЛ» ® марки АМ

Область применения:

«УНИПОЛ» ® марка ОП – органоразбавляемая огнезащитная вспучивающаяся краска на основе акриловых сополимеров, модифицированных силиконовыми смолами, обладает огнезащитной эффективностью 30, 45, 60, 90 и 120 минут (6-ая, 5-ая, 4-ая, 3-я и 2-ая группы огнезащитной эффективности по ГОСТ Р 53295-2009). Наносится при температуре окружающего воздуха от -25 о С до +35 о С, обладает быстрым временем высыхания. Рекомендуемые грунты - Грунт СБЭ-111 «УНИПОЛ» ® , грунт-эмаль СБЭ-111 «УНИПОЛ» марки АМ, грунты на алкидной, эпоксидной основах и др.

Предназначена для повышения предела огнестойкости несущих металлических конструкций сооружений промышленного и гражданского назначения. Получаемое покрытие предназначено для эксплуатации внутри помещений с неагрессивной средой и нормальным влажностным режимом, а также в условиях открытой атмосферы умеренного или холодного климата.

При эксплуатации покрытия внутри помещений с нормальным влажностным режимом срок службы огнезащитного покрытия составляет 20 лет, что подтверждено ускоренными климатическими испытаниями в соответствии с методикой ВНИИПО МЧС России «Методика прогнозирования срока службы покрытий для различных условий эксплуатации» по методу Д.

При эксплуатации огнезащитного покрытия в условиях открытой атмосферы районов с умеренным или холодным климатом (температура от -60 о С до +100 о С) при нанесении покрывной атмосферостойкой эмали СБЭ-111 «УНИПОЛ» марка АМ срок службы комплексного покрытия составляет 12 лет, что подтверждено ускоренными климатическими испытаниями по методу 6 ГОСТ 9.401.

Данные по сертифицированным толщинам и теоретическим расходам (без учета потерь) огнезащитной краски «УНИПОЛ» марки ОП в зависимости от требуемого предела огнестойкости и приведенной толщины металла:

Технические характеристики	Предел огнестойкости
	R 30	R 45	R 45	R 60	R 60	R 90	R 90	R 90	R 120
Приведенная толщина металла, мм	3,4	3,4	5,8	3,4	5,8	4,13	5,8	7,42	8,15
Толщина сухого слоя, мм	0,5	0,9	0,6	1,3	0,8	2,3	1,75	1,55	2,2
Теоретический расход краски, кг/м 2	0,75	1,35	0,9	2,0	1,2	3,4	2,6	2,3	3,3

Сертифицированы по ГОСТ Р 53295-2009 следующие системы покрытий:

• ГФ-021 + огнезащитная краска «УНИПОЛ» ® марки ОП
• ГФ-021 + огнезащита «УНИПОЛ» ® марки ОП + «УНИПОЛ» ® марка АМ;
• Грунт «УНИПОЛ» ® + огнезащита «УНИПОЛ» ® марки ОП + грунт-эмаль «УНИПОЛ» ® марка АМ;
• Грунт-эмаль «УНИПОЛ» ® марки АМ + огнезащита «УНИПОЛ» ® марки ОП + грунт-эмаль «УНИПОЛ» ® АМ.

Характеристики огнезащитной краски:

Основа	Акриловые сополимеры, модифицированные силиконовыми смолами
Цвет	Белый, серый По каталогу RAL – по согласованию
Внешний вид покрытия	Однородная матовая поверхность
Массовая доля нелетучих веществ, не менее	70
Условная вязкость эмали при температуре 20±2°С по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 6 мм, с	Более 200
Степень перетира, ГОСТ 6589, м.Б, мкм	Не более 70
Степень разбавления, %	5-10
Разбавитель	Ксилол при температуре от 0°С до 35°С Толуол при температуре от -25°С до 0°С
Способ нанесения	Безвоздушное распыление, кисть
Температура при нанесении, °С	от -25 до +35
Время межслойной сушки при температуре 20°С, ГОСТ 19007	1 час
Время межслойной сушки при температуре -25°С, ГОСТ 19007	4 часа

Протоколы испытаний, заключения и отзывы на огнезащитную вспучивающуюся краску «УНИПОЛ» марки ОП:

• Заключение ОАО НПО «Лакокраспокрытие» по результатам ускоренных климатических испытаний огнезащитного покрытия на основе огнезащитной краски «УНИПОЛ» марки ОП в соответствии с методикой ВНИИПО МЧС России «Методика прогнозирования срока службы покрытий для различных условий эксплуатации» по методу Д.
• Заключение ООО «НПФ «Спектр-Лакокраска» по результатам ускоренных климатических испытаний комплексного покрытия: Грунт СБЭ-111 «УНИПОЛ» ® + Огнезащитная краска «УНИПОЛ» ® марка ОП +Эмаль СБЭ-111 «УНИПОЛ» ® марка АМ по методу 6 ГОСТ 9.401.
• Отзыв ООО «Огнезащита» о применении на объекте «Торговый Центр, г. Владимир»
• Отзыв ООО «Техник» о применении на объектах ОАО «СУЭК-Кузбасс»
• Отзыв ЗАО «СибАльпИндустрия ГК «ЛИК» о применении на Приразломном, Западно-Салымском, Нижне-Квакчикском месторождениях
• Отзыв ООО «Строительные технологии» о применении огнезащитных составов «УНИПОЛ» в период с 2006 по 2009гг.
• Отзыв ООО «Электроуниверсал» о применении огнезащитных составов «УНИПОЛ» в период с 2008 по 2010гг.

Представленная информация не является исчерпывающей. Каждый отдельный случай применения материала индивидуален, и, как поставщик, фирма не может нести ответственность за ущерб, нанесенный применением материала без согласования с производителем.