Антипирен что это такое
Перейти к содержимому

Антипирен что это такое

  • автор:

Антипирен

Согласно ГОСТ 12.1.033-81, устанавливающего терминологию в сфере пожарной безопасности, антипирен – это вещества или смеси, добавляемые в материал (вещество) органического происхождения для снижения его горючести.

Антипирены нужны как добавки, способные изменить характеристики горючести древесины, тканых материалов, полимеров, предстоящая эксплуатация, применение которых связано с возможным риском контакта с источниками открытого пламени, очагом возгорания; или воздействия высокотемпературного теплового потока, способного привести к пиролизу, воспламенению этих органических веществ.

Древесина пропитанная антипиреном

Древесина пропитанная антипиреном не поддерживает горение

Механизм действия

Механизм действия антипиренов основан на следующих принципах:

На эту тему ▼
Треугольник огня и пожарный тетраэдр

  • На термическом химическом разложении антипиренов под воздействием открытого огня, высокой температуры нагрева, идущим с поглощением большого количества тепловой энергии, сопровождающимся выделением негорючих газов, что разбавляют горящую воздушную смесь.
  • Изменении процесса пиролиза органических материалов в направлении образования как негорючих газов, так и огнестойкого коксового остатка, в том числе термически вспучивающегося в десятки раз, создавая теплоизоляционный слой на защищаемой поверхности.
  • Ингибировании – резком торможении процесса окисления органических материалов.
  • Изменении направления процесса пиролиза в сторону увеличения образования летучих углеродных веществ, не участвующих в процессе горения, при одновременном уменьшении объема образующихся горючих газов.

Область применения

Основной областью применения антипиренов является огнезащита кабеля и кабельных линий, древесины, металлических конструкций; органических тканей, когда антипирены являются компонентами огнезащитных красок, штукатурок, паст (мастик), лаков, пропиток, огнестойких герметиков.

На эту тему ▼
Средства и способы огнезащиты:
тканей, металлических и деревянных конструкций

Зачастую в рекламных целях компании производители называют товарные огнезащитные составы, смеси, используя звучное иностранное слово – антипирен, хотя он является лишь компонентом такой продукции.

Кроме того, антипирены вводят в состав термостойких, трудногорючих полимеров, пластиков для придания этих полезных свойств, при использовании в качестве компонентов бытовой, промышленной электронной, радиотехники, изоляции кабельной продукции, деталей транспортных средств; там, где к свойствам применяемых материалов предъявляют высокие требования пожарной безопасности.

Главная задача использования антипиренов – это эффективное воспрепятствование воспламенению, возгоранию органических веществ; замедление распространения огня, вплоть до самостоятельного затухания пламени на поверхностях материалов, покрытых или пропитанных огнезащитными составами.

Более подробно об огнезащите и огнезащитных материалах читайте в разделе

«Огнезащита»

Виды

Антипирены можно разделить на виды по назначению:

  • В качестве компонентов огнезащитных растворов, лаков для обработки деревянных строительных конструкций, элементов отделки помещений.
  • Как активные компоненты огнестойких термически вспучивающихся покрытий несущих конструкций строительных объектов, изготовленных из металла.
  • Как основной ингредиент огнезащитных растворов для пропитки тканей.
  • Как добавки в полимеры, пластики, производимые методами органического синтеза, что вносятся как на стадии получения, так и в расплавы сырья, готовой продукции.

Кроме того, антипирены подразделяют на инертные и активные, что вступают в химические реакции с защищаемыми материалами.

Характеристики

Основные свойства, которым должны соответствовать антипирены:

  • Препятствовать воспламенению, тлению, возгоранию, распространению открытого пламени по поверхностям материалов, конструкций, прошедших огнезащитную внешнюю обработку, глубокую объемную пропитку; в том числе создавая термически вспучивающийся теплоизоляционный слой.
  • Не разлагаться при тепловом, огневом воздействии с появлением токсичных продуктов процесса пиролиза, горения.
  • Должны способствовать снижению дымообразования при поверхностном горении органических материалов, подвергнутых огнезащитной обработке.
  • Не изменять несущие способности, основные характеристики защищаемых конструкций, деталей, элементов электронной, радиоаппаратуры, транспортных средств – твердость, плотность, жесткость, диэлектрические свойства.
  • Не вызывать химическую коррозию защищаемых конструкций, изготовленных из металлических сплавов.
  • Не изменять гигроскопические свойства древесины после огнезащитной обработки.
  • Отсутствие токсичных свойств для людей, животных.
  • Не вступать в химические реакции с финишными лакокрасочными покрытиями по древесине, металлу; не изменять фактуру, внешний вид, окраску тканей.

На эту тему ▼
Определение предела огнестойкости строительных конструкций

  • Обеспечивать стойкость деревянных конструкций, тканевых материалов к биологическому разрушению, что достигается в большинстве случаев собственными физико-химическими параметрами антипиренов, или внесением антисептиков в общий состав.
  • Не способствовать затруднениям при проведении работ по механической огнезащитной обработке строительных конструкций, материалов, что в большинстве ситуаций достигается мелкодисперсным, растворенным состоянием антипиренов.
  • Быть химически стабильными веществами, соединениями, обеспечивая долговечность использования огнезащитных растворов, покрытий, добавок, в состав которых они входят как основные компоненты, обеспечивающие стойкость к огню.

К дополнительным характеристикам антипиренов относят способность повышать стойкость защищаемых материалов к атмосферному воздействию, ультрафиолетовому излучению, обладание диэлектрическими свойствами.

Состав

По химическому составу антипирены можно разделить на несколько основных групп:

  • Неорганические соединения – гидроксиды алюминия, магния; фосфаты, полифосфаты аммония; соли молибдена, ванадия, германия. А также соединения бора; например, тетраборат натрия, часто обыденно называемый бурой; карбонаты, сульфаты аммония.
  • Галогенсодержащие соединения, прежде всего хлора, брома.
  • Фосфорсодержащие органические соединения, чаще всего производные эфиров. Фосфорорганические антипирены часто имеют в составе атомы хлора, брома.
  • Азотосодержащие органические антипирены, используемые только как добавки к термостойким, трудно горючим синтетическим полимерам.

Кроме того, используются такие вещества, химические соединения:

  • Термически расширяющийся окисленный графит.
  • Высоко хлорированные парафины.
  • Смеси солей неорганических кислот с мочевиной, формальдегидными смолами,

А также многие другие соединения, в основном подбираемые специалистами компаний производителей огнезащитной продукции опытным путем для конкретных защищаемых конструкций, затем сертифицируемые в составе огнестойких материалов техническими условиями.

В промышленности, строительстве обычно используют антипирены не в свободном виде, а как основные компоненты огнезащитных растворов, покрытий, в том числе используя смеси нескольких антипиренов; добавляя химические соединения, усиливающие действие антипиренов, снижающие расход, повышающие адгезию, придающие другие полезные свойства, например, стойкость к ультрафиолетовому облучению.

Как выбрать для древесины

На эту тему ▼
Защита древесины от огня
Средства и способы

Выбор полностью зависит от способа обработки древесины, которых всего два – глубокая огнезащитная пропитка в автоклавных ванных, или поверхностное нанесение с помощью промышленных распылителей (краскопультов), кистей, когда раствор антипирена проникает только в наружные слои.

Так как древесина – это не очень долговечный материал при неправильном обращении, эксплуатации деревянных конструкций, склонный к гниению, разрушению различными микроорганизмами, насекомыми, то для древесины стараются использовать те антипирены, что работают и как антисептик, успешно справляющийся с такими биологическими угрозами. Такие универсальные материалы получили собственное название – биопирен.

Важным документом при выборе огнезащитного материала для древесины служит сертификат пожарной безопасности, удостоверяющий к какой группе огнезащитной эффективности он относится – к I или II, что значительно влияет не только на перевод дерева в трудносжигаемое или трудновоспламеняемое состояние, но и на сроки повторной обработки.

Источник: ГОСТ 12.1.033-81 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Термины и определения.

Антипирен

Натуральное дерево и материалы на его основе широко используются в частном строительстве. Это заборы и ограждения, автомобильные навесы, хозяйственные постройки, беседки, веранды, террасы, дома и бани из профилированного бруса, оцилиндрованного и рубленого бревна. Среди причин популярности конструкций из дерева можно выделить эстетичность, экологическую безопасность, длительный срок службы.

Однако несмотря на целый ряд преимуществ, дерево не может похвастаться огнестойкостью. Деревянные конструкции быстро воспламеняются и длительное время поддерживают горение. Решить эту проблему помогает пропитка дерева антипиренами.

  1. Виды и состав антипиренов
  2. Роль антипиренов в деревянном домостроении
  3. Какие антипирены нужно выбирать
  4. Огнебиозащита

Виды и состав антипиренов

Антипирены — это вещества, которые препятствуют воспламенению и возгоранию, не дают пламени распространяться, способствуют самостоятельному затуханию огня.

В состав антипиренов для обработки входят:

  • Замедлители горения. К этой категории относятся хлорид, фосфат и борат аммония, фосфорная кислота.
  • Синергисты. В эту группу входят вещества, которые усиливают действие замедлителей.
  • Стабилизаторы. Вещества этой группы нужны для ограничения расхода замедлителей.

В зависимости от принципа действия огнезащитные составы бывают двух типов:

  1. Солевые. Жидкости для пропитки дерева содержат легкоплавкие соли, которые обладают способностью повышать температуру горения. Это соли борной, кремниевой и ортофосфорной кислот — бораты, силикаты, фосфаты. При этом выделенное тепло расходуется на плавление самого антипирена, а не материала, которым он пропитан. Обработанное дерево загорается намного позже, чем необработанное. К тому же для его воспламенения нужна более высокая температура.
  2. Бессолевые. Огнезащитные антипирены второй группы обладают свойством выделять при нагревании негорючие газы. Они меняют состав воздуха, вытесняя кислород, который необходим для горения. При возгорании дерева, обработанного такой пропиткой, распространения огня не происходит — пожар затухает сам по себе. В такие пропитки входят сернокислые газы — сульфат аммония и аммиак.

Огнезащитные материалы могут использоваться по отдельности или входить в состав комбинированного средства, которое действует комплексно. Такие пропитки являются самыми эффективными.

Обратите внимание. Помимо способности к самозатуханию и повышению температуры воспламенения огнезащитные составы при резком нагревании вспучиваются, образуя на поверхности корку, которая блокирует доступ кислорода и мешает распространению огня.

Роль антипиренов в деревянном домостроении

Пожарозащитные материалы выпускаются в разных формах — в виде лака, краски, мастики, пасты, жидких пропиток. Большой выбор видов антипиренов дает возможность выполнять обработку как пиломатериалов, так и готовых сооружений.

Например, профилированный брус после сушки в пропарочной камере отправляют в автоклав, где создают отрицательное давление. Таким образом из пор удаляют пузырьки воздуха. После этого, поддерживая вакуум, камеру с брусом наполняют пожарозащитным веществом. Под действием избыточного гидравлического давления жидкость легко проникает в структуру материала, покрывая его поверхность и запечатывая поры.

Конечно, надежнее всего использовать уже подготовленные пиломатериалы, но если нет такой возможности, то огнезащиту можно проводить и после окончания стройки. В процессе возведения проводится обработка пиломатериалов только в тех местах, которые потом будут недоступны впоследствии, например, пазы в бревнах. Основная же часть работ по пожарозащите проводится после того, как будет собрана коробка, накрыта крыша, вставлены окна и двери.

В бытовых условиях жидкие пропитки наносятся на доски или сооружения с помощью:

  • пульверизатора, кисти или валика;
  • путем погружения в емкость, наполненную специальной жидкостью.

Эти методы не гарантируют долгосрочной огнезащиты, так как ингибитор остается только на поверхности и не проникает глубоко в структуру. Но даже такая защита позволяет снизить опасность пожара — при возгорании необработанных конструкций от появления сквозных трещин до полного обрушения перекрытий проходит всего 14-18 минут. Экспериментальным путем доказано, что несущие конструкции и элементы, обработанные пожарозащитой, воспламеняются и горят медленнее. При этом от начала возгорания до момента обрушения проходит от 40 до 50 минут. Этого времени достаточно, чтобы принять меры для ликвидации огня, эвакуации людей, находящихся в здании, спасения ценного имущества.

В процессе эксплуатации дома, бани и хозпостройки из бруса или бревна рекомендуется регулярно обрабатывать огнезащитными пропитками. Частота обработки зависит от формы и типа огнезащиты.

Важно! Если речь идет об огнезащите композитов, которые содержат стружку или опилки, то вещества, препятствующие воспламенению, вводятся в них на стадии изготовления. Повторная обработка сооружениям и покрытиям из ДПК, планкена, декинга, паркета, гусварблока, как правило, не требуется.

Какие антипирены нужно выбирать

Выбор огнезащитных составов осуществляется с учетом сорта, типа, плотности древесины. Например, дуб загорается довольно медленно даже без дополнительной защиты, а вот еловая или сосновая доска сгорает в течение нескольких минут.

При выборе вида защиты нужно учитывать:

  1. Группу пожарозащиты. Она может быть первой или второй. Для первой группы максимальный предел потери массы материала, установленный в процессе испытаний, составляет всего 8-10%, для второй — до 25%.
  2. Совместимость с ЛКМ. Применение ингибиторов первого поколения, изготовленных на кислотной основе, делало невозможным использование ЛКМ. Именно поэтому их выпускали в нескольких цветах. Современные антипирены на водной основе отличаются хорошей совместимостью с декоративным финишным покрытием, которое наносится поверх пропиток.
  3. Цвет. При использовании прозрачных лаков в качестве декоративного покрытия очень важно как сильно ингибитор скрывает текстуру дерева. Он может образовывать непрозрачную пленку или напротив, слегка тонировать, подчеркивая его природную красоту.
  4. Способ нанесения, расход, регулярность применения. Некоторые пожарозащитные пропитки имеют неограниченный срок годности, другие могут храниться не более 25-30 дней. Эти факторы являются ключевыми при расчете нужного количества пропиточного раствора.
  5. Срок службы. Постройки из досок придется регулярно обрабатывать пропиточными растворами. В зависимости от марки ингибитора частота обработки составляет один раз в год или раз в три года.

Огнебиозащита

Очень часто можно найти на прилавках магазинов комбинированные пропитки, в которых содержится антипирен и антисептик. Первый увеличивает сопротивляемость материалов огню, второй — делает дерево неподходящей средой для обитания жучков-древоточцев, предотвращает образование плесневого грибка.

Такие материалы оказывают комплексное воздействие:

  • Комбинированные растворы значительно повышают огнестойкость древесины.
  • Ингибиторы обеспечивают защиту природных материалов от биологических воздействий, которые разрушают структуру дерева. Речь идет о гниении, развитии грибка или плесени, поражении насекомыми-вредителями.
  • Двухкомпонентные составы способны обеззаразить постройки с уже имеющейся плесенью.

Приобретать по-отдельности антисептики с антипиренами не имеет смысла, так как это не только повышает затраты на защиту, но и увеличивает время на его обработку.

Дополнительная информация. Некоторые ингибиторы могут слегка изменять цвет дерева, придавая ему желтый или красноватый оттенок. При этом они не являются финишными, то есть обработанную ими древесину можно красить, покрывать морилкой или лаком.

Огнебиозащита выпускается в виде водорастворимых пропиток или лакокрасочных материалов, например, лака или краски. Например, термостойкий лак Goodhim Texture 550. Он применяется для внутренней декоративной отделки, огне- и биозащиты конструкций и сооружений из дерева. Однако таким лаком не рекомендуется покрывать полы из-за низкой устойчивости декоративного покрытия к истиранию и износу.

Лучше всего сначала провести обработку дерева огнебиозащитой, а потом покрыть его огнестойким лаком. Такой подход позволяет получить наилучший эффект и продлить срок действия огнебиозащиты.

Антипирен: что это такое, виды составов и принцип действия

Антипирены – вещества, которые защищают от возгорания. Они увеличивают время воспламенения и уменьшают образование дыма и открытого огня. Это дает возможность не допустить распространения пожара и повышает шансы сохранить жизни и здоровье людей, здания, материальные ценности.

Особое внимание при огнезащитной обработке уделяется древесине. Древесные материалы быстро воспламеняются (критическая температура – 450 градусов) и горят, выделяя большое количество теплоты и дыма. Защитные составы для них нередко делают с антисептическим компонентом, который дополнительно предотвращает поражение гнилью и грибком. Такие средства называют биопиренами.

Как работают огнезащитные составы – антипирены

Принцип работы антипиренов

  • Инертные составы (огнезащитные краски и штукатурки) не участвуют в процессе горения и образуют защитный слой, который блокирует доступ к поверхности. Это позволяет задержать распространение огня и предотвратить порчу имущества.
  • Активные составы (пропитки) замедляют процессы окисления путем поглощения тепла, выделения негорючих газов или образования пенококсовой шубы. Реакции защиты начинаются под воздействием высокой температуры, до этого состав совершенно не виден на поверхности.

Для обработки каких материалов применяют антипирены

Антипирены для негорючих материалов (камень, бетон, металл) предотвращают их разрушение под длительным воздействием высокой температуры. Металл не горит, но плавится, бетон и камень – растрескиваются, повышая риск обрушения здания. Огнезащита продлевает период, когда конструкции сохраняют целостность.

Виды антипиренов-пропиток

  • Солевые. Производятся на основе солей угольной, борной, фосфорной кислоты. Их основные преимущества – доступность компонентов и невысокая цена. Они отлично справляются с защитой закрытых конструкций – стропильных систем, чердачных помещений, подвалов, скрытых полостей. Средний срок службы – 3-10 лет, затем покрытие нужно обновлять.
  • Несолевые. Производятся на основе фосфороорганических соединений. Это пропитки, которые проникают глубоко в поверхность, консервируя её. Их главное преимущество – долговечность защиты. Благодаря стойкости к внешним воздействиям, они подходят для обработки конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе, а также в условиях высокой влажности и перепадов температур. Средний срок защиты – 16-20 лет.

Дополнительные свойства антипиренов

Основная задача антипирена – защита от возгорания. Однако производители нередко стараются объединить несколько полезных качеств в одном составе. Например, выпуская антипирены-антисептики. Они не только защищают от огня, но и блокируют доступ грибкам, бактериям, насекомым-древоточцам. Некоторые составы дополнительно защищают от воздействия ультрафиолета и ветшания, продлевая срок службы конструкций.

Антипирен может обладать декоративными свойствами. В большей мере это относится к огнезащитным краскам, которые могут быть практически любого цвета. Пропитки для дерева, в отличие от красок, тонируют в натуральные оттенки. Например, составы Pirilax окрашивают древесину в янтарный цвет.

Составы для металла могут защищать от влаги и коррозии, создавая на поверхности защитную пленку, которая заметно продлевает срок их службы.

ТД «Пожзащита» предлагает большой выбор антипиренов для обработки различных материалов и строительных конструкций. Обращайтесь, мы поможем подобрать состав, полностью отвечающий требованиям пожарной безопасности в ваших условиях эксплуатации.

Консультации по телефону +7 (499) 409-50-46.

Антипирены

Антипирены применяются с целью снижения горючести предметов, имеющих полимерную природу. Антипирениты также именуют замедлителями горючести, они играют важную роль в спасении жизни людей при возникновении пожаров и в обеспечении безопасности окружающей среды.

В таблице ниже приведена характеристика горючести нескольких полиматериалов.

Температура зажигания, о С (по ASTM 1929-68)

Кислородный индекс, % (по ASTM 2863-76)

Олефины, парафины, ациклические остатки углеводородов

Мономеры, димеры, тримеры стирола

HCL, ароматические углеводороды

Содержанием углерода и водорода обуславливается горючесть полимерных материалов. Так, если нагревать выше температуры термической деструкции, то макромолекулы распадаются на ненасыщенные и насыщенные УВ, которые подвергаются экзотермическим реакциям окисления.

Антипирены действуют за счет изолирования источника пламени: горючего, тепла или кислорода. Как правило, применяют комбинацию антипиренов, которые усиливают действие друг друга.

Виды антипиренов

Известны три группы антипиренов:

• Добавки с непосредственным химическим воздействием

• Добавки, которые механически смешивают с полимером

Добавки из первой группы используют в основном для реактопластов. В полиэфирные смолы вводится дибромнеопентил гликоль. Для эпоксидных соединений рекомендуется применять фосфорные соединения.

Когда полимерная система коксуется и одновременно вспенивается в процессе горения, наступает интумесценция (вспучивание). При данном процессе пенистый слой, состоящий из кокса, уменьшается в плотности с увеличением температуры, тем самым защищая материал от воздействия пламени или тепла. Интумесцентные добавки считаются антипиренами, не угрожающими окружающей среде – экологически безопасными. На данный момент такого рода добавки достаточно широко применяются, так как при их сгорании практически не выделяются токсичные продукты. Однако, интумесцентные добавки наделены недостатками: их достаточно сложно нанести в качестве покрытия, используя стандартные методы, они имеют значительную стоимость и растворимы в воде.

Добавки третьей группы, которые механически смешивают с полимером, применимы для эластомеров, реактопластов и термопластов.

Рассмотрим некоторые из них:

• Неорганические антипирены – гидроокиси магния и алюминия, красный фосфор, полифосфат аммония. На долю перечисленных веществ приходится около 50% всего производства замедлителей горения

• Антипирены с содержанием галогенов – хлора и брома – сосредотачивают на себе 25% всего рынка замедлителей горения.

• Фосфорорганические антипирены – представляют собой производные эфиров, на них приходится около 20% мирового производства. Известно, что рассматриваемые антипирены могут включать в свой состав атомы хлора и брома, которые являются синергистами органических соединений с фосфором.

Вышеуказанные системы антипиренов путем химического или физического воздействия подавляют или предотвращают горение.

Антипирены с содержанием галогенов

В ряду фтор > хлор > бром > йод увеличивается эффективность антипиренов с содержанием галогенов. Как правило, хлор- и бромсодержащие антипирены применяются чаще всего. Это обусловлено наилучшим соотношением цены и качества. Антипирены с содержанием брома являются наиболее эффективными из-за меньшей летучести их продуктов горения, поэтому они применяются наиболее часто. При этом также отмечается, что бромсодержащие антипирены распадаются при более низком температурном интервале, за счет чего обеспечивается оптимальная концентрация брома в газовой фазе.

Бромсодержащие антипирены

Бромсодержащие антипирены могут быть как алифатическими, так и ароматическими. Первые являются наиболее активными, но наименее стабильными при переработке. По этой причине наиболее распространенными считаются антипирены с содержанием брома.

Полибромдифенил оксид

PBDO – полибромдифенил оксид и его производные, подходят для наибольшего количества пластмасс за исключением вспененного ПС. Из-за давления экологов в последнее время его применение значительно сокращается.

Дибромнеопентил гликоль

DBNPG – дибромнеопентил гликоль и его производные. Используется как антипирен в процессе синтеза для полиэфирных смол. В его состав сходит до 60% брома, химически устойчив и термически стабилен, высокоэффективен, обладает высокой светостойкостью.

Дибромстирол

Дибромстирол и его производные – используется для АБС-пластиков, конструкционных термопластичных материалов, ПС, ПУ и ненасыщенных полиэфиров. Не рекомендуется его применение в качестве антипирена для поливинилхлорида, жестких полиуретановых пен и вспененного полистирола.

Гексабромциклододекан

Гексабромциклододекан – применим для полиолефинов и ударопрочного полистирола.

Пентабромбензил

Пентабромбензил акрилат – используется исключительно для конструкционных термопластов.

Бромированные эпоксиолигомеры

BEO – бромированные эпоксиолигомеры. Их применяют для ПЭТ, ПА66, ПБТ, ПА6, являющихся конструкционными термопластиками, а также для смесей АБС и ПК. BEO химически устойчивы, обладают высокой молекулярной массой за счет чего не мигрируют, термостабильны.

Тетрабромфталевый ангидрид

Тетрабромфталевый ангидрид – применяется для полиуретанов и реактопластов, ПВХ.

Трибромнеопентанол

TBNPA – трибромнеопентанол. Наделен высокой термостойкостью и светостойкостью, не подвергается гидролитическому разрушению, отлично подходит для производства негорючих ПУ, т.к. отлично растворим в полиолах.

Трибромфенол

Трибромфенол – применим для ПС, УПС, АБС, полиамида, поликарбоната, реактопластов. Не рекомендуется к применению для поливинилхлорида и полиолефинов.

Антипирены с содержанием хлора

Антипирены с содержанием хлора, как уже упоминалось выше, действуют в газовой фазе, содержат достаточно большое количество хлора. Как правило, применяются в комбинации с оксидами сурьмы. Такого рода антипирены недорогие, обладают хорошей светостабильностью, но относительно термостабильности уступают бромсодержащим антипиренам. Также из-за хлорсодержащих антипиренов возможно образование коррозии на оборудовании.

Выделяют 3 типа хлорсодержащих антипиренов:

• Хлорированные циклоалифатические углеводороды.

Алкилфосфаты

Алкилфосфаты добавляются в количестве 5 – 15% в ПУ пены в зависимости от ее плотности. Выделяют три модификации: три(2-хлор(1-лорметил)этил) фосфат (TDPP), три(2-хлорэтил)фосфат (TCEP); три(2-хлор1-метилэтил)фосфат (TCPP).

Хлорированные парафины

Хлорированные парафины – содержат в своем составе до 72% хлора. Применяются в основном пластификаторов для ПВХ с ДБФ или ДОФ, а также в кабельной изоляции и линолеумах.

Хлорированные циклоалифатические углеводороды

Хлорированные циклоалифатические углеводороды – основным их представителем является додекахлордиметилдибензоциклооктан. Применяется для большого количества полимерных материалов, в т.ч. и для полиамидов и полиолефинов. Возможно использование с оксидами сурьмы и боратом цинка – синергистами. Наделен такими ценными свойствами: низкая плотность, высокая светостойкость, высокая теплостойкость, образует малое количество дыма, не мигрирует на поверхность, не пластифицирует полимер, дешевый.

Соединения с фтором являются малоэффективными, а соединения с йодом обладают низкой термостабильностью при переработке.

Механизм действия антипиренов

«Популярные» антипирены (фосфор- или галогенсодержащие добавки) содержат с воем составе тяжелые металлы, негативно воздействуют на окружающую среду и здоровье человека. По этой причине были придуманы вспучивающиеся системы, предкерамические добавки, полимерные нанокомпозиты, всевозможные типы коксообразователей, легкоплавкие стекла и системы, способные модифицировать морфологию полимера. Говоря о бромсодержащих антипиренах, отметим, что при их сжигании вообще не выделяется никаких токсичных соединений. Также полимерные материалы с содержанием брома возможно подвергать вторичной переработке за счет высокой термостабильности такого рода антипиренов.

Обратимся к механизму действия антипиренов. Следует отметить, что они способны подавлять процессы, которые способствуют горению в жидкой, газообразной или твердой фазе: это зависит от химического строения. Антипирены влияют на определенные стадии пиролиза при высоких температурах, воспламенения и распространения пламени. Если заменить антипирен одного типа на другой, возможно изменить сам механизм процесса замедления горения.

Что касается антипиренов с содержанием галогенов, их воздействие происходит за счет вмешательства в процессы, которые протекают по радикально-цепному механизму в газовой фазе во время горения. Так, образующиеся при горении радикалы ОН • и • Н радикалами брома и хлора ингибируются. Данные радикалы образуются при термолизе антипирена, выводятся из зоны горения. Антипирены с содержанием галогенов являются достаточно обширным классом соединений, включают в себя как органику и неорганику, но механизм их воздействия является одинаковым.

Что касается гидроксидов магния и алюминия, при их нагреве выделяются пары воды, благодаря которым происходит охлаждение полимерной матрицы, и процесс горения прекращается. Помимо прочего, выделившиеся пары воды способствуют эффекту разбавления в газовой фазе и образуют кислорододефицитную зону. Оксиды, в свою очередь, выступают катализаторами образования кокса, что позволяет создать дополнительный защитный слой на поверхности горящего полимера.

Фосфорные соединения влияют на реакции, протекающие в твердой фазе. Когда происходит термодеструкция, антипирены с фосфором превращаются в фосфорную или полифосфорную кислоту, катализирующую процесс дегидратации пиролизирующегося полимерного субстрата с последующей его карбонизацией.

Главные свойства антипиренов

Стоит отметить еще раз, что к главным свойствам антипиренов относится:

• способность ингибировать процессы горения, протекающие в газовой фазе, или способствовать образованию кокса;

• высокая термостойкость, а также возможность разложения на активные продукты;

Ниже приведена схема, на которой представлены основные представители антипиренов. Сюда включены как экологически безопасные полимерные нанокомпозиты на основе слоистых силикатов, низкоплавкие стекла, прекурсоры керамики, органические коксообразователи, вспучивающиеся системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *