Разработка органоминеральной огнезащитной композиции на основе жидкого стекла и эпоксидной смолы

Алексей Игоревич Попугаев; Григорий Иванович Яковлев; Анастасия Федоровна Гордина; Дамир Радикович Хазеев; Татьяна Анатольевна Плеханова

doi:10.22213/2413-1172-2024-1-36-43

Авторы

А. И. Попугаев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Г. И. Яковлев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
А. Ф. Гордина ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Д. Р. Хазеев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Т. А. Плеханова ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-1-36-43

Ключевые слова:

минеральное вяжущее, эпоксидная смола, пенококсовый слой, огнезащитное вспучивающееся покрытие, интумесцентные материалы, снижение горючести

Аннотация

Проблема защиты металлических и деревянных конструкций является одной из приоритетных в пожарной безопасности. Одним из наиболее эффективных и доступных способов придания огнестойкости различным материалам служит окраска их огнезащитными лакокрасочными материалами. В связи с этим в данной области ведутся разработки огнезащитных составов и покрытий с пониженной горючестью. Наиболее перспективными являются огнезащитные лакокрасочные материалы, образующие покрытия интумесцентного типа. Данные лакокрасочные материалы образуют на защищаемой поверхности пенококсовый слой. Данная работа посвящена исследованиям, направленным на разработку новых вспучивающихся покрытий на основе органоминеральной матрицы, отличающихся невысокой себестоимостью, сравнимыми с аналогами эксплуатационными параметрами и оказывающих огнезащитное воздействие при защите древесины и металлических конструкций при возникновении пожара. В работе рассмотрены основные компоненты огнезащитных вспучивающихся покрытий. Подобран состав огнезащитной композиции, включающий органический и минеральный компоненты. Рассмотрена технология изготовления образцов с необходимыми соотношениями массовых долей компонентов смеси. Проведено исследование с помощью методов термического анализа (дифференциально-термический и термогравиметрический) экспериментального образца со следующим составом: эпоксидная смола ЭД-20 - 58,82 масс. %, полифосфат аммония - 17,65 масс. %, хризотил-асбест - 11,76 масс. %, сухое калиевое стекло - 5,88 масс %, отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - 5,88 масс. %. Определено влияние компонентов огнезащитной композиции на процесс коксообразования, степени горючести и выделении дыма. Приведены результаты физико-химических исследований огнестойкого композитного материала. Определено направление дальнейшего усовершенствования огнезащитной композиции.

Биографии авторов

А. И. Попугаев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант

Г. И. Яковлев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой строительных материалов, механизации и геотехники

А. Ф. Гордина, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных материалов, механизации и геотехники

Д. Р. Хазеев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных материалов, механизации и геотехники

Т. А. Плеханова, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных материалов, механизации и геотехники

Библиографические ссылки

Аносова Е. Б., Треушков И. В., Ляшенко С. М. Исследование термических свойств современных лакокрасочных покрытий, используемых для защитных сооружений гражданской обороны // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2021. № 1(48). С. 11-17.

Siti Maznah Kabeb, Azman Hassan, Zurina Mohamad, Zalilah Sharer, Faiz Ahmad (2022) Siti Maznah Kabeb.Intumescent flame retardant coating based graphene oxide and halloysite nanotubes. Materials Today: Proceedings, vol. 51, no. 2, pp. 1288-1292. ISSN 2214-7853

Исследование эксплуатационных характеристик огнезащитных покрытий на основе эпоксидных смол, модифицированных астраленами / А. В. Иванов, С. О. Столяров, Ф. А. Дементьев, А. П. Ферулев // Пожаровзрывобезопасность. 2020. Т. 29, № 1. С. 55-68. DOI: 10.18322/PVB.2020.29.01.55-68

Лоран Н. М., Циркина О. Г., Пустовалов И. А. Исследование эксплуатационных характеристик вспучивающегося огнезащитного покрытия, модифицированного углеродными наноструктурами // Современные проблемы гражданской защиты. 2020. № 4(37). С. 104-110.

Модификация тонкослойных огнезащитных покрытий многослойными углеродными нанотрубками: физико-технологические принципы и методика применения для объектов трубопроводного транспорта / А. В. Иванов, А. А. Боева, Ф. А. Дементьев, А. А. Рябов // Пожаровзрывобезопасность. 2019. Т. 28, № 5. С. 39-50. DOI: 10.18322/PVB.2019.28.05.39-50

Sottikulov E.S., Jalilov A.T., Karimov M.U.U., Soatov S.U. (2021) Synthesis and study of the influence of the alumosilicate microsphere on the physico-chemical properties of the foaming fire-resistant coating. Theoretical & Applied Science, no. 9, pp. 286-291. DOI: 10.15863/TAS.2021.09.101.25

Кейбал Н. А., Каблов В. Ф., Немкин Д. Д. Огнезащитные покрытия на основе эпоксидной смолы, содержащие модифицированные микросферы // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2022. № 5(264). С. 33-38. DOI: 10.35211/1990-5297-2022-5-264-33-38

Козлитин А. А., Лебедева В. В., Непочатых И. Н. Покрытия на основе минерального связующего для огнезащиты деревянных конструкций // Научный вестник НИИГД "Респиратор". 2020. № 4(57). С. 26-32.

Огнезащита древесины с помощью состава на основе силиката / А. А. Козлитин, В. В. Лебедева, И. Н. Непочатых, О. В. Храпоненко // Научный вестник НИИГД "Респиратор". 2021. № 4(58). С. 56-64.

Гессе Ж. Ф., Петров А. В. Влияние концентрации жидкого стекла в огнезащитной пропитке на воспламеняемость древесины // Пожарная и аварийная безопасность. 2018. № 4(11). С. 8-16.

Белых С. А., Новоселова Ю. В. Техническая и экономическая эффективность инновационного огнезащитного покрытия для деревянных конструкций // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2019. Т. 9, № 4(31). С. 704-715. DOI: 10.21285/2227-2917-2019-4-704-715

Устинов А. С. Метод нанесения огнезащитного композитного материала "жидкое стекло - микрочастицы графита" на поверхности ограждения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18, № 6. С. 1001-1007. DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-1001-1007

Натеева В. И., Кельдышева Л. И. Исследование вспучивающихся огнезащитных покрытий на основе водо- и органорастворимых пленкообразователей с дешевым наполнителем // Вестник Технологического университета. 2017. Т. 20, № 15. С. 50-53.

Шакиров Н. Р., Абросимова Л. Ф., Шакирова О. Г. Двухкомпонентные огнезащитные лакокрасочные материалы интумесцентного типа на основе эпоксидных связующих // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2017. № 1(119). С. 101-106.

Пинчевская Е. А., Цапко А. Ю. Оптимизация состава органической составляющей огнезащитного покрытия древесины // Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2019. № 1(216). С. 137-144.

Ивахнюк Г. К., Столяров С. О., Дементьев Ф. А. Исследование эксплуатационных характеристик модифицированных огнезащитных покрытий на основе эпоксидных смол // Проблемы управления рисками в техносфере. 2019. № 4(52). С. 141-151.

Бардина О. И., Коршак Ю. В., Василенко О. А. Исследование огнезащитных полимерных покрытий вспенивающегося типа // Химия и технология органических веществ. 2019. № 4(12). С. 25-32. DOI: 10.54468/25876724_2019_4_25

Пути совершенствования огнезащитных терморасширяющихся составов для использования на объектах нефтегазового комплекса / О. В. Беззапонная, Е. В. Головина, А. Ю. Акулов, А. В. Калач, С. В. Шарапов, Е. В. Калач // Пожаровзрывобезопасность. 2017. Т. 26, № 12. С. 14-24.

Машляковский Л. Н., Лыков А. Д., Репкин В. Ю. Органические покрытия пониженной горючести. Л.: Химия, 1989. 280 с.