CC BY
48
В. М. БАЛАКИН, канд. хим. наук, профессор кафедры технологии переработки пластмасс ФГБОУ ВПО "Уральский государственный лесотехнический университет" (Россия, 620100, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, 37; e-mail: balakin_v.m@mail.ru)
A. М. СЕЛЕЗНЕВ, ассистент кафедры химии древесины и технологии целлюлозно-бумажных производств ФГБОУ ВПО "Уральский государственный лесотехнический университет" (Россия, 620100, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, 37; e-mail: seleznev_a.m@mail.ru)
B. В. БЕЛОВ, курсант ФГБОУ ВПО "Уральский институт ГПС МЧС России" (Россия, 620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22; e-mail: kursbel@mail.ru)
УДК 66.002.387
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОГНЕЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ВСПЕНИВАЮЩИХСЯ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ АММОНИЯ И ВОДОРАСТВОРИМЫХ АММОНИЙНЫХ СОЛЕЙ АМИНОМЕТИЛЕНФОСФОНОВЫХ КИСЛОТ
Изучены огнезащитные свойства покрытий на основе стиролакриловой дисперсии Акратам AS 04.1 и различных азотфосфорсодержащих соединений. Изучено влияние соотношения фосфатов аммония и водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот на огнезащитные свойства вспенивающихся покрытий. Показана высокая эффективность применения полученных покрытий в качестве огнезащитных средств для конструкций из металла и древесины.
Ключевые слова: огнезащитное вспенивающееся покрытие; огнезащитная эффективность; потеря массы; термоизолирующая эффективность; водорастворимые аммонийные соли аминометиленфосфоновых кислот; полифосфат аммония; диаммонийфосфат; моноаммонийфосфат.
Введение
Древесина и большинство строительных материалов на ее основе без специальной огнезащитной обработки относятся к группе горючих [1], вследствие чего применение конструкций из данных материалов в строительстве без соответствующих огнезащитных мероприятий ограничено. Для безопасного применения таких материалов необходимо перевести их в группу слабогорючих. Современные способы огнезащиты позволяют существенно снизить пожарную опасность древесины и материалов на ее основе [2, 3].
Строительные конструкции из металлов относятся к классу негорючих [1], однако их механические свойства ухудшаются при нагревании выше 500 °С, что может впоследствии привести к обрушению зданий и сооружений.
Из анализа патентной и научно-технической литературы, посвященной данному направлению, следует, что одним из эффективных средств защиты конструкций как из древесины, так и из металла являются огнезащитные вспенивающиеся покрытия (ОЗВП), способные увеличиваться в объеме под действием теплового потока от пламени [4-11].
Значительное количество разработок, ведущихся в данной области, указывает на актуальность таких исследований в направлении огнезащиты стро-
© Балакин В. М., Селезнев А. М., Белов В. В., 2014
ительных конструкций [2-13]. Высокая огнезащитная эффективность таких решений связана с комбинированным механизмом действия, обусловленным наличием ингибиторов горения, выделением огне-гасящих газов, образованием физического барьера — пенококса.
Одним из широко распространенных ингибиторов горения, применяемых при получении огнезащитных покрытий, является полифосфат аммония [14]. В данной работе были использованы: полифосфат аммония, диаммонийфосфат, моноаммоний-фосфат и водорастворимые аммонийные соли нит-рилотриметилфосфоновой и полиэтиленполиамин-К-метиленфосфоновой кислот.
Цель работы — изучить влияние содержания фосфатов аммония и водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот в покрытиях на их огнезащитные свойства. Задачами исследования являются:
• получение огнезащитных вспенивающихся покрытий на основе фосфатов аммония, водорастворимых аммонийных солей аминометиленфос-фоновых кислот и стиролакриловой дисперсии Акратам ДБ 04.1;
• сравнительная оценка огнезащитных свойств;
• определение оптимального соотношения различных фосфатов аммония и водорастворимых
О
^ /О мн4
о
йн4
5Н4 о.
\
сн2
\
о йн4
/
/ сн2
Ы—СН,—Р=0
о >ш4
//
о
о йн4
о
- +
^ /0Ш4
о
йн4 йн4
л
сн2
\
ы-
/ сн.
о
/
- + // оын4
сн,—сн,—и-
сн2
I
О — Р—
йн4 о
-о йн4
о йн4
СН,—Р=0
о ин4
Рис. 1. Структурная формула водорастворимой аммонийной соли нитрилотриметилфосфоновой (а) и полиэтиленполи-амин-Ы-метиленфосфоновой (б) кислот
аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот в покрытии.
Ранее на кафедре "Технологии переработки пластических масс" Уральского государственного лесотехнического университета были изучены огнезащитные составы для древесины и древесно-ком-позиционных материалов, полученные на основе соединений, содержащих аминометиленфосфоно-вые группы [15-23].
В данной работе изучено влияние соотношения фосфатов аммония и водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот на огнезащитную эффективность покрытий. В качестве водорастворимых аммонийных солей аминометилен-фосфоновых кислот применяли аммонийные соли: нитрилотриметилфосфоновой (рис. 1,а) и полиэти-ленполиамин-Ы-метиленфосфоновой (рис. 1,б) кис-
Рис. 2. Лабораторная установка, имитирующая принцип работы бисерной мельницы
лот, содержащихся в техническом продукте — Ам-мафон-1 [24], в соотношении 95:5 соответственно.
Покрытия были получены в лабораторной установке, имитирующей принцип работы бисерной мельницы (рис. 2), при перемешивании их в течение 15 мин после добавления каждого компонента. В состав покрытий входили: пленкообразователь — стиролакриловая дисперсия Акратам АБ 04.1 [25]; азотфосфорсодержащие компоненты — полифосфат аммония, диаммонийфосфат, моноаммонийфосфат и водорастворимые аммонийные соли аминометилен-фосфоновых кислот; наполнитель — каолин; газообразующий агент — пентаэритрит; разбавитель — вода. Технические характеристики стиролакриловой дисперсии Акратам АБ 04.1 и товарного продукта Аммафон-1 приведены в табл. 1 и 2 соответственно. Покрытия отличались соотношением азотфосфор-содержащих компонентов в пересчете на абсолютно сухое вещество (табл. 3). Количество остальных компонентов было постоянным.
Первичная оценка огнезащитной эффективности покрытий проводилась на установке типа "огневая
Таблица 1. Технические характеристики стиролакриловой дисперсии Акратам ДБ 04.1
№ п/п Показатель Характеристика по ТУ 2241-315-05800142-2008 Результаты анализа
1 Внешний вид Молочно-белая жидкость без механических примесей Соответствует
2 Массовая доля нелетучих веществ, % 50+1 49,6
3 Массовая доля остаточных мономеров, %, не более 0,05 0,04
4 Динамическая вязкость при ? = (25+0,5) °С по прибору "Полимер РПЭ-1М2", Па-с 0,30-1,50 0,50
5 Показатель активности водородных ионов, рН 7,50-8,50 7,8
6 Минимальная температура пленкообразования, °С 18-20 Гарантирована
Таблица 2. Технические характеристики товарного продукта Аммафон-1
№ п/п Показатель Характеристика по ТУ 2499-025-16886106-03 Результаты анализа
1 Внешний вид Прозрачная жидкость светло-коричневого цвета Соответствует
2 Массовая доля сухого остатка, % 44-50 50
3 Плотность, г/см3 1,17-1,19 1,18
4 Концентрация водородных ионов, рН 6,5-7,5 7,0
Таблица 3. Содержание азотфосфорсодержащих компонентов в пересчете на абсолютно сухое вещество, масс. ч.
ОЗВП Водорастворимые аммонийные соли аминометиленфос-фоновых кислот (в Аммафон-1) Фосфаты аммония
I 0 100 Полифосфат аммония
II 25 75 О
III 50 50 —р—о—
IV 75 25 о" NH4 1— Jb
V 100 0
VI 0 100 Диаммонийфосфат
VII 25 75 о II +
VIII 50 50 О-Р—ONH4 + 1 NH4 ¿Н
IX 75 25
X 0 100 Моноаммонийфосфат
XI 25 75 о II - + НО-Р—ONEL
XII 50 50
XIII 75 25 ОН
труба" [26]. В результате огневых испытаний определяли потерю массы образцов древесины в зависимости от расхода покрытий (рис. 3).
Из рис. 3,а следует, что при расходе 0,4 кг/м2 ОЗВПII и ОЗВПIII, полученные с добавлением водорастворимых аммонийных солей аминометиленфос-фоновых кислот, показали более высокий огнезащитный эффект, чем ОЗВП I на основе только полифосфата аммония. Потеря массы образцов древесины составила 17,10и21 % соответственно. Для покрытия ОЗВП V, полученного на основе только водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфо-новых кислот, потеря массы составила 30 %.
Из рис. 3,6 следует, что при расходе 0,4 кг/м2 все покрытия, содержащие водорастворимые аммонийные соли аминометиленфосфоновых кислот (ОЗВП "УЛ-К и ОЗВП V), показали более высокий огнезащитный эффект, чем покрытие на основе только ди-аммонийфосфата (ОЗВП VI). Потеря массы образцов древесины составила 20-48 и 53 % соответственно.
Из рис. 3,в следует, что при расходе 0,4 кг/м2 ОЗВП X на основе только моноаммонийфосфата показало более высокий огнезащитный эффект, чем ОЗВП XI-XIII и ОЗВП V, полученные с добавлением водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот. Потеря массы образцов древесины составила 20 и 29-47 % соответственно.
Результаты оценки потери массы образцов древесины экспресс-методом "огневая труба" показали, что:
• огнезащитные покрытия, полученные на основе полифосфата аммония, являются более эффективными по сравнению с покрытиями на основе диаммонийфосфата и моноаммонийфосфата;
• наиболее оптимальными являются соотношения полифосфата аммония и водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот — 25:75 и 50:50 соответственно.
Таким образом, было принято решение дальнейшим испытаниям подвергнуть ОЗВП I-V, полученные на основе полифосфата аммония.
Сравнительная оценка огнезащитной эффективности проводилась на лабораторной установке типа ОТМ [26,27]. В результате огневых испытаний определяли потерю массы образцов древесины в зависимости от расхода покрытий (рис. 4). Из рис. 4 следует, что при расходе 0,4 кг/м2 потеря массы образцов древесины для всех покрытий составила менее 9 %, а именно: ОЗВП I—менее 5 %; ОЗВП II— менее 4 %; ОЗВП III — менее 8 %; ОЗВП IV — менее 6 %; ОЗВП V — менее 9 %.
Испытания по методу "огневая труба" и в установке типа ОТМ показали, что совместное применение полифосфата аммония и водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот дает более высокий огнезащитный эффект, чем при применении только полифосфата аммония или только водорастворимых аммонийных солей аминоме-тиленфосфоновых кислот.
Для первичной сравнительной оценки теплоизолирующей эффективности покрытий проводились испытания на металлических цилиндрах диаметром порядка 25 мм в пламени газовой горелки в течение 7 мин. Схема лабораторной установки показана на рис. 5. Перед нанесением покрытий ме-
90
80
70
60
3
50
§
« 40
а 30
20
10
0
-*- I Л2 = 0,94 —ш— ТТ »2 = П 85 -
Л ж Ш -*- IV Л2 = 0,79
\\ Л2 = 0,98
у! \ , Я2 = 0,79
У \
ж' \
▲
4
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 Расход ОЗВП, кг/м2
б
VI я2= 0,8477
VII я2= 0,9208
VIП я2 = 0,8927
-*- IX я2 = 0,7154
V я2 = 0,7883
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 Расход ОЗВП, кг/м2
90 80 70 60 50 40 30 20 10
ж* X
А \\ X
1 Л X
♦V \ \
N
♦ N ч X
■ ♦
0 ,2 0 ,3 0 ,4 0 ,5 0 ,6 0,'
X Я2 = 0,922 -
XI Л2 = 0,8888 —
-А- ХП Я2 = 0,8495 —
-*- ХШ Л2 = 0,737
V Я2 = 0,7883 О О
Расход ОЗВП, кг/м2
Рис. 3. Зависимость потери массы образцов древесины от расхода покрытий на основе полифосфата аммония (а), диаммо-нийфосфата (б) и моноаммонийфосфата (в) и водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот
таллические цилиндры обезжиривали. После нанесения последнего слоя покрытия их выдерживали при комнатных условиях не менее суток.
\ \\
\ ж"*-
▲ А V ♦
■ ♦ ■
I я2= 0,91
II я2= 0,85
III я2= 0,76
IV я2= 0,7494
V я2= 0,5131
14 12 -- Ю
I 8 «
I 6
И
4
2
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 Расход ОЗВП, кг/м2
Рис. 4. Зависимость потери массы образцов древесины от расхода покрытия в лабораторной установке типа ОТМ
Рис. 5. Лабораторная установка для первичной сравнительной оценки теплоизолирующей эффективности покрытий
650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
с
I
—•— Контрольный образец II -*- Ш -«— IV
V
^-1
0
1
2 3 4 5 6 7 Время нагрева, мин
Рис. 6. Зависимость изменения температуры внутри цилиндров от времени воздействия пламени
По данным, полученным в ходе эксперимента, построены зависимости изменения температуры внутри металлического цилиндра от времени нагрева (рис. 6).
Из рис. 6 следует, что цилиндры, обработанные ОЗВП П-У, полученными с добавлением водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфо-новых кислот, показали более высокие теплоизолирующие свойства, чем ОЗВП I на основе только полифосфата аммония.
Таким образом, по совокупности испытаний покрытие на основе полифосфата аммония и водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфо-новых кислот при их соотношении 50:50 показало высокие огнезащитные свойства.
Заключение
В результате исследования влияния частичного или полного замещения полифосфата аммония водорастворимыми аммонийными солями аминометилен-фосфоновых кислот на огнезащитную эффективность вспенивающихся покрытий на основе стиролакри-ловой дисперсии Акратам ДБ 04.1 установлено, что наиболее высокой огнезащитной эффективностью по совокупности испытаний обладает покрытие ОЗВП III, полученное при соотношении полифосфата аммония и водорастворимых аммонийных солей аминометиленфосфоновых кислот 50:50.
С данными огнезащитными вспенивающимися покрытиями планируется проведение испытаний согласно СП 2.13130.2009 [28].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений : постановление Минстроя России от 13.02.1997 г. № 18-7; введ. 01.01.1998 г. — М. : ГУП ЦПП, 1997; 1999; 2002.
2. Асеева Р. М., Серков Б. Б., СивенковА. Б. Горение древесины и ее пожароопасные свойства: монография. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2010. — 216 с.
3. Афанасьев С. В., Балакин В. М. Теория и практика огнезащиты древесины и древесных изделий : монография. — Самара : СНЦ РАН, 2012. — 138 с.
4. Пат. 2065463 Российская Федерация. МПК С09Б5/18, С09Б161/24, С09Б161/30, С09К21/10, С09К21/12, В27К3/34, В27К3/16. Огнезащитный вспучивающийся состав для покры-тий/Р. Г. Амбарцумян, С. Д. Кутько, А. Ф. Левченко, В. М. Карлик, А. В. Печников; заявитель и патентообладатель Филиал "Научно-исследовательская часть" АО Институт "Ростовский ПромстройНИИпроект". — № 94003518/04; заявл. 01.02.1994 г.; опубл. 20.08.1996 г.
5. Пат. 2174527 Российская Федерация. МКП С09Б5/18, С09Б131/04, С09Б133/00. Огнезащитная вспучивающаяся краска / Е. В. Потапова; заявитель ЗАО "Экземпляр"; патентообладатели Е. В. Потапова, В. Б. Вайсман, Д. А. Китаев, Т. В. Пищугина. —№ 2001106493/04; заявл. 13.03.2001 г.; опубл. 10.10.2001 г.
6. Пат. 2219208 Российская Федерация. МПК С09Б5/18. Способ получения воднодисперсионных огнезащитных вспучивающихся красок / Г. П. Алексюк, Г. И. Ковтун; заявитель Г. П. Алексюк; патентообладатели Г. П. Алексюк, В. А. Кисурин, Г. И. Ковтун, А. М. Воскресенский. — № 2002103650/04; заявл. 08.02.2002 г.; опубл. 20.12.2003 г.
7. Пат. 2224775 Российская Федерация. МПК С09Б5/18. Огнезащитная вспучивающаяся краска / С. С. Захваткин, В. Н. Фасюра, Е. Ю. Владиславлева; патентообладатели С. С. Захваткин, В. Н. Фа-сюра, Е. Ю. Владиславлева. — № 2003110927/04; заявл. 17.04.2003 г.; опубл. 27.02.2004 г.
8. Пат. 2225423 Российская Федерация. МПК С09Б5/18, С09Б133/00. Огнезащитная вспучивающаяся краска / Т. Е. Гузяева, В. Б. Манеров, О. В. Марченко, С. Д. Попова, Л. В. Миронова; заявитель и патентообладатель ЗАО "Научно-производственная компания ЯрЛИ". — № 2002133948/04; заявл. 18.12.2002 г.; опубл. 10.03.2004 г.
9. Пат. 2250204 Российская Федерация. МПК С04В28/26, С04В111/28. Огнезащитное покрытие / Е. Н. Демин, С. Л. Ходусов; патентообладатели Е. Н. Демин, С. Л. Ходусов. —№ 2003134205/03; заявл. 25.11.2003 г.; опубл. 20.04.2005 г.
10. Пат. 2313549 Российская Федерация. МПК С09Б5/18. Огнезащитная краска для древесины / С. Н. Рябов, Л. П. Борило, А. В. Заболотская, А. С. Коротков; патентообладатели ГОУ ВПО "Томский государственный университет", ООО "Огнезащитные материалы". — № 2006122448/04; заявл. 26.06.2006 г.; опубл. 27.12.2007 г.
11. Варламова Л. П., Извозчикова В. А., Аверченко А. С. и др. Огнезащитные полимерные композиции на основе поливинилхлорида и перхлорвиниловой смолы // Журнал прикладной химии. — 2008. — Т. 81, вып. 4. — С. 681-683.
12. Страхов В. Л., КрутовА. М., Давыдкин Н. Ф. Огнезащита строительных конструкций / Под ред. Ю. А. Кошмарова. — М. : Инф.-изд. центр "Тимр", 2000. — 443 с.
13. Страхов В. Л., Гаращенко А. Н. Огнезащита строительных конструкций: современные средства и методы оптимального проектирования // Строительные материалы. — 2002.—№ 6. — С. 2-5.
14. КисловаЮ. Российский рынок огнезащитных лакокрасочных материалов // Лакокрасочные материалы и их применение. — 2008. — № 4. — С. 6.
15. Пат. 1074886 СССР. МКИ С09К3/28. Антипирен для древесных материалов / В. М. Балакин, В. С. Таланкин, Ю. И. Литвинец и др.; заявители Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола, Всесоюзный научно-исследовательский институт деревообрабатывающей промышленности, Чебоксарское ПО "Химпром" им. Ленинского комсомола. — № 3420074; заявл. 06.04.1982 г.; опубл. 23.02.1984 г.
16. Балакин В. М., Таланкин В. С., Литвинец Ю. И. и др. Исследование аминометиленфосфонатов в качестве антипиренов для древесных плит // Технология древесных плит и пластиков : межвуз. сб.
— Свердловск : УПИ, 1983. — С. 76-79.
17. Балакин В. М., Литвинец Ю. И., ТаланкинВ. С. идр. Исследование влияния полиаминометилен-фосфоната на свойства древесных плит // Технология древесных плит и пластиков : межвуз. сб.
— Свердловск : УПИ, 1984. — С. 70-74.
18. Балакин В. М., Литвинец Ю. И., Таланкин В. С. и др. Возможность использования алкиламино-метиленфосфонатов в качестве антипиренов для древесных плит // Технология древесных плит и пластиков : межвуз. сб. — Свердловск : УПИ, 1985. — С. 75-79.
19. Балакин В. М., Литвинец Ю. И., ТаланкинВ. С. идр. Исследование влияния огнезащитных составов из отходов химических производств на свойства древесноволокнистых плит // Технология древесных плит и пластиков : межвуз. сб. — Свердловск : УПИ, 1987. — С. 88-94.
20. Балакин В. М., Литвинец Ю. И., Тюкина М.А. и др. Исследование огнезащитных составов на основе полиизопропанолполиаминометиленфосфонатов // Технология древесных плит и пластиков : межвуз. сб. — Свердловск : УПИ, 1989. — С. 76-81.
21. Балакин В. М., Литвинец Ю. И., Бурындин В. Г. и др. Исследование влияния нитрилотриметилен-фосфоновой кислоты на свойства древесных плит // Технология древесных плит и пластиков : межвуз. сб. — Свердловск : УПИ, 1990. — С. 42-48.
22. Балакин В. М., Выдрина Т. С., Бызова М. В. и др. Огнезащитные составы на основе кубовых остатков производства капролактама // Технология древесных плит и пластиков : межвуз. сб. — Свердловск : УЛТИ, 1992. — С. 49-54.
23. Балакин В. М., Литвинец Ю. И., Выдрина Т. С. и др. Исследование огнезащитного состава на основе маточного раствора НТФ // Технология древесных плит и пластиков : межвуз. сб. — Екатеринбург : УЛТИ, 1994. — С. 39-46.
24. ТУ 2499-025-16886106-03. Состав огнезащитный Аммафон-1. — Введ. 25.12.2003 г. — Екатеринбург, 2003.
25. ТУ2241-315-05800142-2008сизм. 1-3. Стиролакриловая дисперсия АкратамАБ 04.1.—Тамбов, 2008.
26. ГОСТ 12.1.044-89*. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. —Введ. 01.01.1991 г. — М.: Изд-во стандартов, 1989; ИПК Изд-во стандартов, 1996; 2001.
27. НПБ 251-98. Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний : приказ ГУГПС МВД России от 31.03.98 г. № 30; приказ МЧС России от 18.06.2003 г. № 316; введ. 30.04.98 г. — М. : ВНИИПО МВД России, 1998. — 10 с.
28. СП2.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты : приказ МЧС России от 25.03.2009 г. № 172; введ. 01.05.2009 г. —М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009.
Материал поступил в редакцию 23 апреля 2014 г.
COMPARATIVE VALUATION OF FIREPROOF CHARACTERISTICS OF FOAMING COVERS ON BASIS AMMONIUM PHOSPHATES AND WATER-SOLUBLE AMMONIUM SALTS OF AMINOMETHYLENEPHOSPHONIC ACIDS
BALAKIN V. M., Candidate of Chemistry Sciences, Professor of Plastic Processing Technology Department, Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Ural State Forest Engineering University (Sibirskiy Trakt, 37, Yekaterinburg, 620100, Russian Federation; e-mail: balakin_v.m@mail.ru)
: English
SELEZNEV A. M., Senior Lecturer of Chemistry of Wood and Technology Cellulose and Paper Production Department, Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Ural State Forest Engineering University (Sibirskiy Trakt, 37, Yekaterinburg, 620100, Russian Federation; e-mail: seleznev_a.m@mail.ru)
BELOV V. V., Cadet of Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Ural Institute of Fire Safely Service of Emercom of Russia (Mira St., 22, Yekaterinburg, 620062, Russian Federation; e-mail: kursbel@mail.ru)
ABSTRACT
The work objective is researching of the influence of nitrogen-phosphorus-containing compounds on fireproof characteristics of covers on basis of stirolacrylic dispersion Akratam AS 04.1. Ammonium polyphosphate, diammonium phosphate, monoammonium phosphate and water-soluble ammonium salts of aminomethylenephosphonic acids, contain in crude product — Ammafon-1 were used as nitrogen-phosphorus-containing compounds.
Primary assessment of the fireproof effectiveness foaming covers has shown, that covers based on ammonium polyphosphate show higher fireproof effect, than covers based on diammonium phosphate and monoammonium phosphate.
Optimum relationship of ammonium polyphosphate and water-soluble ammonium salt of aminomethylenephosphonic acids in conversion to bone-dry solids is 50:50 weight parts. Weight loss of wooden samples for covers, based on that optimum relationship, equaled less 7 % with consumption 0.4 kg/m2.
Keywords: fireproof foaming cover; fireproof rating; weight loss; termoisolation effect; water-soluble ammonium salts of aminomethylenephosphonic acids; ammonium polyphosphate; diammonium phosphate; monoammonium phosphate.
REFERENCES
1. Construction norms and regulations 21-01-97*. Fire safety of buildings and works. Moscow, GUP TsPP Publ., 1997 (in Russian).
2. Aseeva R. M., SerKov B. B., SivenKov A. B. Goreniye drevesiny i yeye pozharoopasnyye svoystva [Wood combustion and its fire-dangerous properties]. Moscow, State Fire Academy of Emercom of Russia Publ., 2010. 262 p. (in Russian).
3. Afanasyev S. V., Balakin V. M. Teoriya ipraktika ognezashchity drevesiny i drevesnykh izdeliy [Theory and practice offire protection ofwood and wood products]. Samara, SSCofthe RAS Publ., 2012.138 p. (in Russian).
4. Ambartsumyan R. G., et al. Ognezashchitnyy vspuchivayushchiysya sostav dlya pokrytiy [Fireproof foaming composition for covers]. Patent RF, no. 2065463, 1996 (in Russian).
5. Potapova Ye. V. Ognezashchitnaya vspuchivayushchayasya kraska [Fireproof foaming paint]. Patent RF, no. 2174527, 2011 (in Russian).
6. Aleksyuk G. P., Kovtun G. I. Sposobpolucheniya vododispersionnykh ognezashchitnykh krasok [Method of synthesis waterborne fireproof foaming paints]. Patent RF, no. 2219208, 2003 (in Russian).
7. Zakhvatkin S. S., Fasyura V. N., Vladislavleva Ye. Yu., et al. Ognezashchitnaya vspuchivayushchayasya kraska [Fireproof foaming paint]. Patent RF, no. 2224775, 2003 (in Russian).
8. Guzyaeva T. Ye., Manerov V. B., Marchenko O. V., et al. Ognezashchitnaya vspuchivayushchayasya kraska [Fireproof foaming paint]. Patent RF, no. 2225423, 2004 (in Russian).
9. Demin Ye. N., Khodusov S. L. Ognezashchitnoyepokrytiye [Fireproof cover]. Patent RF, no. 2250204, 2005 (in Russian).
10. Ryabov S. N., Borilo L. P., Zabolotskaya A. V., et al. Ognezashchitnaya kraska dlya drevesiny [Fireproof paint for wood]. Patent RF, no. 2313549, 2007 (in Russian).
11. Varlamova L. P., Izvozchikova V. A., Averchenko A. S., et al. Ognezashchitnyye polimernyye kompo-zitsii na osnove polivinilkhlorida i perkhlorvinilovoy smoly [Fireproof polymeric composition on based polyvinylchloride and postchlorinated polyvinyl chloride] Zhurnal prikladnoy khimii — Journal of Applied Chemistry, 2008, vol. 81, no. 4, pp. 681-683.
12. Strakhov V. L., Krutov A. M., DavydkinN. F. Ognezashchita stroitelnykh konstruktsiy [Fireproof of building constructions]. Moscow, Timr Publ., 2000. 443 p. (in Russian).
13. Strakhov V. L., Garashchenko A. N. Ognezashchita stroitelnykh konstruktsiy: sovremennyye sredstva i metody optimalnogo proyektirovaniya [Fireproof of building constructions: state-of-the-industry means and methods of optimal design]. Stroitelnyye materialy — Constructional Materials, 2002, no. 6, pp. 2-5 (in Russian).
14. Kislova Yu. Rossiyskiy rynok ognezashchitnykh lakokrasochnykh materialov [Russian vend of fireproof paint-and-lacquer materials]. Lakokrasochnyye materialy i ikhprimeneniye — Paint-and-Lacquer Materials and Them Instrumentation, 2008, no. 4, p. 6 (in Russian).
15. Balakin V. M., Talankin V. S., Litvinets Yu. I., et al. Antipiren dlya drevesnykh materialov [Antipyrene for wood-based materials]. Patent USSR, no. 1074886, 1996 (in Russian).
16. Balakin V. M., Talankin V. S., Litvinets Yu. I., et al. Issledovniye aminometilenfosfonatov v kachestve antipirenov dlya drevesnykh plit [Investigation of aminomethylene phosphonates as antipyrenes for wood-based panels]. Tekhnologiya drevesnykh plit iplastikov [Technology of wood-based panel and plastics]. Sverdlovsk, UPI Publ., 1983, pp. 76-79 (in Russian).
17. Balakin V. M., Talankin V. S., Litvinets Yu. I., etal. Issledovniye vliyaniyapoliaminometilenfosfonata na svoystva drevesnykh plit [Investigation of influence of polyaminomethylene phosphonates on characteristics of wood-based panels]. Tekhnologiya drevesnykh plit i plastikov [Technology of wood-based panel and plastics]. Sverdlovsk, UPI Publ., 1984, pp. 70-74 (in Russian).
18. Balakin V. M., Talankin V. S., Litvinets Yu. I., et al. Vozmozhnost ispolzovaniya alkilaminometilen-fosfonatov v kachestve antipirenov dlya drevesnykh plit [Feasibility of using of alkylaminomethylene phosphonate as antipyrenes for wood-based panels]. Tekhnologiya drevesnykh plit iplastikov [Technology of wood-based panel and plastics]. Sverdlovsk, UPI Publ., 1985, pp. 75-79 (in Russian).
19. Balakin V. M., Talankin V. S., Litvinets Yu. I., et al. Issledovaniye vliyaniya ognezashchitnykh sosta-vov iz otkhodov khimicheskikh proizvodstv na svoystva drevesnovoloknistykh plit [Investigation of influence of fire-retarding composition of waste chemical production on charactiristics of wood-fibre board]. Tekhnologiya drevesnykh plit iplastikov [Technology of wood-based panel and plastics]. Sverdlovsk, UPI Publ., 1987, pp. 88-94 (in Russian).
20. Balakin V. M., Litvinets Yu. I., TyukinaM. A., etal. Issledovaniye ognezashchitnykh sostavovnaosno-ve poliizopropanolpoliaminometilenfosfonatov [Investigation of fire-retarding composition based on polyisopropanolpolyaminomethylene phosphonates]. Tekhnologiya drevesnykh plit iplastikov [Technology of wood-based panel and plastics]. Sverdlovsk, UPI Publ., 1989, pp. 76-81 (in Russian).
21. Balakin V. M., Litvinets Yu. I., Buryndin V. G., etal. Issledovaniye vliyaniya nitrilotrimetilenfosfono-voy kisloty na svoystva drevesnykh plit [Investigation of influence of nitrilotrimethylenephosphonic acid on charactiristics wood-based panels]. Tekhnologiya drevesnykh plit iplastikov [Technology of wood-based panel and plastics]. Sverdlovsk, UPI Publ., 1990, pp. 42-48 (in Russian).
22. Balakin V. M., Vydrina T. S., Byzova M. V., et al. Ognezashchitnyye sostavy na osnove kubovykh ostatkov proizvodstva kaprolaktama [Fireproof compositions based on still residue of production of caprolactam]. Tekhnologiya drevesnykh plit iplastikov [Technology of wood-based panel and plastics]. Sverdlovsk, UPI Publ., 1992, pp. 49-54 (in Russian).
23. Balakin V. M., Litvinets Yu. I., Vydrina T. S., et al. Issledovaniye ognezashchitnogo sostava na osnove matochnogo rastvora NTPh [Investigation of fireproof composition based on mother liquor of NTP]. Tekhnologiya drevesnykh plit iplastikov [Technology of wood-based panel and plastics]. Sverdlovsk, UPI Publ., 1994, pp. 39-46 (in Russian).
24. Specification 2499-025-16886106-03. Fireproof composition Ammafon-1. Yekaterinburg, 2003 (in Russian).
25. Specification 2241-315-05800142-2008. Stirolacrylic dispersion Akratam AS 04.1. Tambov, 2008 (in Russian).
26. Interstate standard 12.1.044-89*. Occupational safety standards system. Fire and explosion hazardof substances and materials. Nomenclature of indices and methods of their determination. Moscow, Izda-telstvo standartov, 1989; IPK Izdatelstvo standartov, 1996; 2001 (in Russian).
27. Fire protection standards 251-98. Fire retardant compositions and substances for wood. General requirements. Test methods. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of Emercom of Russia Publ., 1998. 10 p. (in Russian).
28. Set ofrules 2.13130.2009. Systems of fire protection. Fire-resistance security ofprotecting units. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of Emercom of Russia Publ., 2009.19 p. (in Russian).
