ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ РЕЦЕПТУРНЫХ ФАКТОРОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ ДОМИНИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ТЕРМОИЗОЛИРУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ И АТМОСФЕРОСТОЙКОСТЬ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Использован метод математического планирования эксперимента для установления факторов, оказывающих определяющее влияние на термоизолирующие и атмосферостойкие свойства огнезащитных вспениваемых покрытий. Исследования проведены на модельном составе, состоящем из связующего, источника углерода, замедлителя горения и порообразующего агента. Оценку влияния содержания и соотношения основных компонентов покрытия проводили по изменению его термоизолирующей способности и атмосферостойкости. В ходе разведочных экспериментов выбрана рецептура модельного состава со следующим содержанием основных компонентов в расчете на 100 г краски: 30 г меламин-формальдегидной смолы, 10 г пентаэритрита, 30 г полифосфата аммония, 10 г двуокиси титана. Эксперименты по термоизолирующей способности состояли в замере времени в минутах, в течение которого на обратной стороне металлической пластины регистрируется температура 500 °С (СТБ 11.03.02-2010). Атмосферостойкость огнезащитного покрытия определяли согласно НПБ 98-2004. С использованием большого количества экспериментальных данных по изменению термозащитных и атмосферных свойств покрытия в зависимости от его рецептуры построена математическая модель для максимизации математического ожидания. Эта модель с использованием метода Бокса – Уилсона позволила определить оптимальное соотношение базовых компонентов в модельной рецептуре огнезащитного состава для обеспечения нормативных термоизоляционных и эксплуатационных свойств. Показано, что основной вклад в получение требуемого термоизолирующего эффекта вносят такие базовые компоненты состава, как карбонизирующий (пентаэритрит) и порообразующий (двуокись титана) агенты. Однако состав с улучшенными свойствами имеет худшие физико-механические характеристики и не соответствует нормативным требованиям. Найдено, что существует баланс между огне-термозащитными и атмосферостойкими свойствами покрытия. Установление этих фактов позволит направленно подходить к регулированию атмосферостойких и огнезащитных свойств известных и созданию новых эффективных, экономичных огнезащитных покрытий с требуемыми нормативными свойствами. 

1. Халтуринский, Н.А. О механизме образования огнезащитных вспучивающихся покрытий / Н.А. Халтуринский, Т.А. Рудакова // Изв. ЮФУ. Техн. науки. – 2013. – №8 (145). – C. 220–227.

2. Машляковский, Л.Н. Органические покрытия пониженной горючести / Л.Н. Машляковский, А.Д. Лыков, В.О. Репкин. – Л.: Химия, 1989. – 235 с.

3. Антонов, А.В. Горение косообразующих вспучивающихся покрытий / А.В. Антонов, И.С. Решетников, Н.А. Халтуринский // Успехи химии. – 1999. – Т. 68, №7. – С. 667–673.

4. Специфические реакции ингредиентов в огнезащитных вспучивающихся лакокрасочных покрытиях / О.А. Зыбина [и др.] // Лакокрасочные материалы и их применение. – 2014. – №12. – С. 30–33.

5. Некоторые аспекты повышения огнезащитной эффективности вспенивающегося покрытия / В.П. Васин [и др.] // Полимерные материалы пониженной горючести: тр. VI Междунар. конф. – Вологда: ВОГТУ, 2011. – С. 132–135.

6. Лапушкин, М.П. Влияние неорганических антипиренов на огнезащитную эффективность составов интумесцентного типа / М.П. Лапушкин, П.А. Фещенко, Р.А. Вахитов // Лакокрасочные материалы и их применение. – 2007. – №1/2. – С. 48–54.

7. Влияние состава и особенностей поведения вспучивающихся огнезащитных покрытий на их эффективность / А.Н. Гаращенко [др.] // Вопр. оборон. техники. Сер. 15. Композиционные неметаллические материалы в машиностроении. – 2010. – Вып. 4. – С. 33–38.

8. Branca, C. Analysis of the combustion kinetics and thermal behavior of an intumescent system / C. Branca, D. Blasi, H. Horacek // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2002. – Vol. 41. – P. 2107–2114.

9. Blasi, D. The state of the art of transport models for charring solid degradation / D. Blasi // Polymer International. – 2000 – Vol. 49. – P. 1133–1146.

10. Страхов, В.Л. Огнезащита строительных конструкций / В.Л. Страхов, А.М. Крутов, Н.Н. Давыдкин. – М.: ТИМР, 2000. – 433 с.

11. Математическое моделирование горения вспучивающихся огнезащитных материалов / В.Л. Страхов [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2001. – Т. 37, №2. – С. 63–73.

12. Ненахов, С.А. Физико-химия вспенивающихся огнезащитных покрытий на основе полифосфата аммония (обзор литературы) / С.А. Ненахов, В.П. Пименова // Пожаровзрывобезопасность. – 2010. – №8. – С. 11–57.

13. Влияние состава и особенностей поведения вспучивающихся огнезащитных покрытий на их эффективность / А.Н. Гаращенко [и др.] // Полимерные материалы пониженной горючести: тр. VI Междунар. конф. – Вологда: ВОГТУ, 2011. – С. 135–138.

14. Асатурян, В.И. Теория планирования эксперимента / В.И. Асатурян. – М.: Радио и связь, 1983. – 248 с.