Ассортимент огнезащитных красок на российском рынке очень широк. Существуют специальные составы для металлоконструкций, дерева, воздуховодов, для работы в помещениях и открытом контуре, в суровом климате и агрессивной атмосфере.
Основа интумесцентных красок
Обязательные компоненты всех рецептур противопожарных лакокрасочных материалов — один или несколько ингредиентов из трёх групп реагентов («интумесцентная триада»), которые и превращают покрытие из краски в эффективную огнезащиту.
Огнезащитные краски появились более 50 лет назад, но их основные компоненты остались неизменными:
- азотсодержащие агенты: меламин, мочевина, дициандиамид;
- многоатомные спирты (полиолы: пентаэритрит, дипентаэтрит, их производные — крахмал, декстрин);
- фосфорсодержащие органические или неорганические кислоты и их производные: эфиры и соли, меламинфосфат, полифосфат аммония.
Содержание таких материалов в составе огнезащитных красок может составлять 40—60 %.
Эти ингредиенты в составе красок для огнезащитной обработки выступают как источники полимерной основы коксового слоя, как порофоры (газогенерирующие агенты), выделяющие низкомолекулярные газообразные продукты (воду, окись углерода, азот, аммиак) и как легирующие добавки.
Реагенты, содержащие фосфор, повышают адгезию, долговечность и стойкость покрытий, при пожаре — увеличивают кратность вспучивания, снижают горючесть, дымообразование, тление.
Соединения типа меламина обеспечивают сопротивляемость износу, истиранию, повреждениям, ускоряют образование защитного слоя и повышают его термостойкость.
Полиолы — катализаторы коксообразования. Они препятствуют выгоранию огнезащитой краски и обеспечивают прочную связь кокса с металлическими конструкциями.
Преобразование огнезащитных красок при пожаре
Нагрев запускает механизм превращений в покрытии: синтез меламиноальдегидных термореактивных пористых олигомеров, их отверждение и пиролиз и формирование теплоизолирующего слоя углеродной пены.
Направление этих процессов, объём и термические свойства вспученного слоя зависят от вида огнезащитных составов, условий и скорости повышения температуры.
С первых минут возгорания покрытия начинают выделять газообразные продукты. Они охлаждают защищаемую поверхность и создают неокислительную среду для последующих реакций.
«Строительство» огнезащиты идет в массе связующего-пленкообразователя, которое переходит в вязкотекучее состояние в области температур 200—250 °С.
Из полифосфатных соединений высвобождается фосфорная кислота и запускает синтез «заготовки» огнезащитной коксовой пены — трёхмерных пространственно-сшитых меламиноальдегидных продуктов.
Дальнейший рост температуры приводит к деструкции связующего (пленкообразователя), что вносит вклад в создание термозащитной газовой подушки.
Пик вспенивания и расширения защитного слоя приходится на диапазон 360—380°С, что связано с разложением фосфорсодержащих веществ.
При температуре 340—450 °С начинается пиролиз образованных сетчатых структур. Он сопровождается еще одним пиком бурного вспенивания кокса за счёт окончательного распада полифосфатов и разложения меламина с образованием азота и аммиака.
Меламиноальдегидные смолы превращаются в коксовые остатки с высоким содержанием углерода. Встраиваемые в их структуру атомы азота и фосфора повышают массу остатка и его термостойкость.
Современные виды огнезащитных составов способны защитить металлические конструкции при температурах до 800—1200 °С на протяжении 30—150 мин.
