Пожары – одна из немногих предотвратимых трагедий. Поэтому любые мероприятия по профилактике возникновения и развития пожаров являются актуальными.
Не секрет, что основная масса строительных конструкций и материалов – не огнестойки и подлежат огнезащите.
В РФ требования к устойчивости конструкций в пожаре задаются 123-ФЗ. Одним из способов огнезащиты строительных конструкций, главным образом, повышения предела их огнестойкости, является применение специальных огнезащитных коксообразующих составов различного назначения, на английский манер, называемых, интумесцентными.
Практический, функциональный смысл современных огнезащитных вспучивающихся материалов, заключается в термолитическом образовании на поверхности защищаемой конструкции пенококсового слоя с весьма низкой теплопроводностью.
Данные материалы широко и успешно применяются во всем мире, так по данным маркетингового исследования «Стратегический анализ глобального рынка вспучивающихся покрытий» в 2012 году обороты рынка интумесцентных материалов составили приблизительно 709,8 млн.$, этот показатель увеличивается ежегодно в среднем на 4-7% и, по прогнозам, достигнет 918,2 млн.$ в 2018 году.
Для успешной разработки огнезащитных покрытий необходимо иметь, прежде всего, ясное представление об особенностях процессов протекающих при горении этих материалов. Компоненты, используемые в рецептурах интумесцентных огнезащитных составов, выполняют зачастую две и более функций. Например, триазиновые ядра меламина – основной строительный материал пенококса, они обладают достаточно высокой термостабильностью. Меламин выполняет и роль порофора (вспучивающего компонента), поскольку в процессе реакции конденсации с продуктами разложения пентаэритрита (альдегидами) выделяется большой объем вспучивающих газов. Полифосфат аммония – катализатор дегидратации и компонент, обеспечивающий адгезию к защищаемой поверхности. Хлорпарафин, который добавляют в композицию для выделения из нее при нагревании негорючих газов, содержит в своем составе углеродный скелет, принимающий дополнительное участие в образовании кокса. Перечень таких примеров может быть продолжен многократно. Поэтому правильный подбор специальных компонентов для огнезащитной системы может значительно увеличить ее эффективность, одновременно снизив стоимость и затраты на изготовление. Для полноценного образования теплоизолирующего пенококса несколько характерных реакций должны произойти в определенной последовательности. Сначала должен сгореть исходный полимер, связующий композицию. Затем образуется пенополимер на основе меламиальдегидной смолы, разложившийся катализатор, активирует карбонизацию, выделив кислоту, которая, в свою очередь, образует тугоплавкие соединения с диоксидом титана и хемогезионно крепит пенококс к защищаемому субстрату. Если по какой-либо причине любая из этих реакций не произойдет в заданное время, то не произойдет образование защитного интумесцентного покрытия.
Таким образом, формирование поверхностного слоя пенококса является следствием одновременного протекания сложных физических и химических процессов. Механизм огнезащитного действия интумесцентных композиций включает следующие факторы:
- изменение направления термодеструкции горючего субстрата в сторону карбонизации и образования негорючих нелетучих продуктов;
- изменение теплового баланса горения за счет тепловых эффектов химических реакций в системе, протекающих при вспучивании, а также за счет разбавления топлива негорючими газообразными продуктами;
- теплоизоляция поверхности пенококсовым экраном от теплового потока;
- препятствие диффузии топлива в зону горения;
- препятствие диффузии кислорода из окружающей среды к защищаемой горючей поверхности.