Разработка органоминеральной огнезащитной композиции на основе жидкого стекла и эпоксидной смолы

A I Popugaev; G I Yakovlev; A F Gordina; D R Khazeev; T A Plekhanova

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

Authors

A. I. Popugaev Kalashnikov ISTU
G. I. Yakovlev Kalashnikov ISTU
A. F. Gordina Kalashnikov ISTU
D. R. Khazeev Kalashnikov ISTU
T. A. Plekhanova Kalashnikov ISTU

DOI:

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

Keywords:

mineral binder, epoxy resin, foam coke layer, flame retardant blowing coating, intumescent materials, flammability reduction

Abstract

The problem of metal and wooden structure protection is one of the priority areas in fire safety. One of the most effective and affordable ways to make various materials fire-resistant is painting them with flame retardant paint and varnish materials. In this regard, in this area, the development of flame-retardant compositions and coatings with reduced flammability is underway. The most promising are flame retardant paint and varnish materials forming intumescent type coatings. These paint and varnish materials form a foam coated layer on the protected surface. This work is devoted to the research aimed at the development of new intumescent coatings based on organic-mineral matrix, characterized by low cost, comparable with analogues operational parameters and having a flame-retardant effect in the protection of wood and metal structures in case of fire. The paper considers the main components of flame-retardant intumescent coatings. The flame-retardant composition including organic and mineral components is selected. The technology of manufacturing samples with the necessary component mass fraction ratios in the mixture is considered. The research with the help of thermal analysis methods (differential-thermal and thermogravimetric) of the experimental sample with the following composition: epoxy resin ED-20 - 58.82 mass %, ammonium polyphosphate - 17.65 mass %, chrysotile asbestos - 11.76 mass %, dry potassium glass - 5.88 mass %, hardener polyethylene polyamine (PEPA) - 5.88 mass % has been carried out. The effect of flame-retardant composition components on the process of coke formation, degree of combustibility and smoke emission has been determined. The results of physical and chemical studies of the flame-retardant composite material are given. Ways of further flame-retardant composition improvement are determined.

Author Biographies

A. I. Popugaev, Kalashnikov ISTU

Post-graduate

G. I. Yakovlev, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Professor

A. F. Gordina, Kalashnikov ISTU

PhD in Engineering, Associate Professor

D. R. Khazeev, Kalashnikov ISTU

PhD in Engineering, Associate Professor

T. A. Plekhanova, Kalashnikov ISTU

PhD in Engineering, Associate Professor

References

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.