Научная статья на тему 'Термостойкость и пожарная опасность строительных пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров'

Термостойкость и пожарная опасность строительных пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
52
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Строительные материалы
ВАК
RSCI
Ключевые слова
АНТИПИРЕН / FIRE RETARDANT / ГОРЮЧЕСТЬ / ПИРОЛИЗ / PYROLYSIS / ТЕРМОСТОЙКОСТЬ / THERMAL RESISTANCE / ТОКСИЧНОСТЬ / TOXICITY

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Ушков В.А., Сокорева Е.В., Славин А.М., Орлова А.М.

Рассмотрены термостойкость, горючесть, дымообразующая способность и состав летучих продуктов пиролиза промышленных марокрезольных пенофенопластов (ПФП), жестких пенополиуретанов (ППУ) и карбамидных пенопластов (КФП). Показано, что горючесть пенопластов зависит от их кажущейся плотности, химической природы и соотношения исходных компонентов, а состав продуктов пиролиза от температуры разложения и условий проведения эксперимента. Установлено влияние фосфорсодержащих антипиренов на термостойкость, пожарную опасность и эксплуатационные свойства строительных пенопластов на основе реакционно способных олигомеров. Выявлена оптимальная концентрация фосфора в материале для получения умереннои слабогорючих пенопластов. Показано, что снижение токсичности продуктов пиролиза и горения умереннои слабогорючих пенопластов достигается дополнительным введением в исходную композицию Cu2O,Na2MoO4∙2H2O или шпинелей хрома. Сочетание антипиренов с указанными соединениями позволяет получать резольные ПФП, жесткие ППУ иКФП с пониженной пожарной опасностью и высокими эксплуатационными показателями.Thermal resistance, ignitability, smoke generation ability, and composition of volatile products of pyrolysis of industrial brands of resole phenoplast foams, rigid polyurethane foams,and carbamide foam plastics are considered. It is shown that the ignitability of foam plastics depends on their apparent density, chemical nature, and primary components ratio, and thecomposition of pyrolysis products on the decomposition temperature and conditions of experiment conducting. The influence of phosphoruscontaining fire retardants on the thermalresistance, fire hazard, and operation properties of building foam plastics on the basis of reactive oligomers has been established. An optimal concentration of phosphorus in the materialfor manufacturing medium-combustible and weakly combustible foam plastics is revealed. It is shown that reducing toxicity of pyrolysis products and combustion of mediumandweakly combustible foam plastics can be reached by additional introduction of Cu2O, Na2MoO4.2H2O or chrome spinel into the initial composition. The combination of fire retardantswith compounds mentioned above makes it possible to manufacture resole phenoplast foams, rigid polyurethane foams, and carbamide foam plastics with reduced fire hazard and highoperational characteristics.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Термостойкость и пожарная опасность строительных пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров»

УДК 614.841.4:691.17

В.А. УШКОВ, канд. техн. наук (VA.ushkov@yandex.ru), Е.В. СОКОРЕВА, инженер, А.М. СЛАВИН, канд. техн. наук, А.М. ОРЛОВА, канд. техн. наук

Московский государственный строительный университет (129337, Москва, Ярославское ш., 26)

Термостойкость и пожарная опасность строительных пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров*

Рассмотрены термостойкость, горючесть, дымообразующая способность и состав летучих продуктов пиролиза промышленных марок резольных пенофенопластов (ПФП), жестких пенополиуретанов (ППУ) и карбамидных пенопластов (КФП). Показано, что горючесть пенопластов зависит от их кажущейся плотности, химической природы и соотношения исходных компонентов, а состав продуктов пиролиза -от температуры разложения и условий проведения эксперимента. Установлено влияние фосфорсодержащих антипиренов на термостойкость, пожарную опасность и эксплуатационные свойства строительных пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров. Выявлена оптимальная концентрация фосфора в материале для получения умеренно- и слабогорючих пенопластов. Показано, что снижение токсичности продуктов пиролиза и горения умеренно- и слабогорючих пенопластов достигается дополнительным введением в исходную композицию Cu2O, Na2MoO42H2O или шпинелей хрома. Сочетание антипиренов с указанными соединениями позволяет получать резольные ПФП, жесткие ППУ и КФП с пониженной пожарной опасностью и высокими эксплуатационными показателями.

Ключевые слова: антипирен, горючесть, пиролиз, термостойкость, токсичность.

V.A. USHKOV, Candidate of Sciences (Engineering) (VA.ushkov@yandex.ru), E.V. SOKOREVA, Engineer, A.M. SLAVIN, Candidate of Sciences (Engineering), A.M. ORLOVA, Candidate of Sciences (Engineering) Moscow State University of Civil Engineering 926, Yaroslavskoye Highway, 129337, Moscow, Russian Federation)

Thermal Resistance and Fire Hazard of Building Foam Plastics on the Basis of Reactive Oligomers

Thermal resistance, ignitability, smoke generation ability, and composition of volatile products of pyrolysis of industrial brands of resole phenoplast foams, rigid polyurethane foams, and carbamide foam plastics are considered. It is shown that the ignitability of foam plastics depends on their apparent density, chemical nature, and primary components ratio, and the composition of pyrolysis products - on the decomposition temperature and conditions of experiment conducting. The influence of phosphorus-containing fire retardants on the thermal resistance, fire hazard, and operation properties of building foam plastics on the basis of reactive oligomers has been established. An optimal concentration of phosphorus in the material for manufacturing medium-combustible and weakly combustible foam plastics is revealed. It is shown that reducing toxicity of pyrolysis products and combustion of medium- and weakly combustible foam plastics can be reached by additional introduction of Cu2O, Na2MoO4.2H2O or chrome spinel into the initial composition. The combination of fire retardants with compounds mentioned above makes it possible to manufacture resole phenoplast foams, rigid polyurethane foams, and carbamide foam plastics with reduced fire hazard and high operational characteristics.

Keywords: fire retardant, pyrolysis, thermal resistance, toxicity.

В настоящее время повышение термического сопротивления строительных конструкций и снижение тепловых потерь при транспортировке теплоносителя от производителя к потребителю весьма актуальны. В условиях РФ тепловые потери приближаются к 370 млн т условного топлива в год [1]. С учетом изношенности действующих тепловых сетей, составляющих более 90%, и введения более жестких нормативов к тепловой изоляции возникла потребность в более эффективных теплоизоляционных материалах при прокладке новых и ремонте существующих теплосетей. В качестве таких материалов широкое применение получили заливочные пенопласты на основе реакционноспособных олигомеров — жесткие ППУ, резольные ПФП и КФП. При кажущейся плотности 30—150 кг/м3 они имеют низкий коэффициент теплопроводности 0,032—0,045 Вт/(м-К), высокую теплостойкость 100—140оС, хорошее соотношение прочности и кажущейся плотности [2—4]. В строительстве для изоляции промышленного оборудования и трубопроводов чаще всего применяют теплоизоляционные изделия из резольных ПФП марок ФРП-1, Резопен, Виларес-400, Виларес РНП; жестких ППУ марок ППУ-3с, ППУ-307, ППУ-309М, ППУ-317, ППУ-331 и КФП марок МФП-1, МФП-2, МФП-3, пе-ноизол и др.

Особенности ячеистой структуры пенопластов, зависящие от химической природы полимерной матрицы и дисперсной фазы, определяют не только прочностные и теплофизические характеристики теплоизоляцион-

ных изделий [5, 6], но и влияют на их термостойкость и пожарную опасность [7]. Подавляющее большинство строительных пенопластов относится к горючим материалам с высокой дымообразующей способностью. Поэтому снижение пожарной опасности пенопластов на основе реакционноспособных олигомеров является важной научно-технической задачей. С этой целью в работе исследовали влияние фосфорсодержащих антипи-ренов и дымоподавителей на основные физико-механические свойства, термостойкость и пожарную опасность газонаполненных полимеров.

Жесткие ППУ получали на основе простых оксипро-пилированных полиолов — Лапрол-503, Лапрол-805 (ТУ 226-009-10488057-94) и полиизоцианата (ТУ 2472002-72311668-2004). Катализаторами вспенивания и отверждения ППУ являлась смесь азотсодержащего полиола Лапромол-294 (ТУ 226-010-10488057-94) с диме-тилэтаноламином (ТУ 2423-004-78722668-2010), а вспенивающим агентом - смесь хладона-11 (ТУ 6-02-727-78) и воды. Резольные ПФП получали на основе смолы марки ФРВ-1А (ТУ 6-05-1104-78) и вспенивающе-отверждающего агента ВАГ-3 (ТУ 2257-008-589488152003), а КФП - на основе смолы марки КФ-МТ (ГОСТ 14231-88), ПАВ (0П-10), вспенивающего (хла-дон-11 или и-пентан) и отверждающего (водный раствор ортофосфорной кислоты) агентов.

Фосфорсодержащим компонентом при получении умеренно горючих жестких ППУ являлся оксиэтили-рованный тетраалкилфосфонат пентаэритрита (фосте-

* Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ (задание № 7.2200.2014/К).

28

ноябрь 2014

iA ®

Таблица 1

Компонент Содержание, мас. % в антипирене

Фосдиол Фостетрол-1 ФЭМ

Фосфор 15,5 14,7 14,3

Гидроксильные группы 10,3 9,4 -

Хлор общий 2,2 0,17 0,4

Летучие 3,6 1,4 8,1

трол-1, ТУ 2226-009-10488057-94). Для снижения горючести КФП и резольных ПФП использовали неорганические фосфаты ^Н4Н2Р04, ^Н4)2НР04 и микрокап-сулированный полифосфат аммония), фосфатные пластификаторы, диамид метилфосфоновой кислоты (ТУ 6-02-3-213-84), а также реакционноспособные фосфорорганические соединения (ФОС), содержащие гидроксильные (фосдиол, фостетрол-1) или метакри-латные (2-фосфоноксиэтилметакрилат — ФЭМ) группы, свойства которых приведены в табл. 1. В качестве оболочки микрокапсул полифосфата аммония использовали сополимер стирола с ^трибромфенил-малеинимидом.

Термический анализ пенопластов проводили с помощью термоаналитического комплекса DuPONT-9900 при нагревании на воздухе со скоростью 10 и 20оС/мин с учетом требований ГОСТ Р 53293—2009. Критериями термостойкости пенопластов являлась температура начала интенсивного разложения (Тнр) и максимальной скорости разложения (Тмах). Кислородный индекс (КИ), температуры тления (Ттл), воспламенения (Тв) и самовоспламенения (Тсв), критическую плотность теплового потока воспламенения пенопластов определяли по ГОСТ 12.1.044—89*. Предельную концентрацию кислорода при распространении пламени по горизонтальной поверхности (сопределяли по методике, приведенной в [7]. Пиролиз пенопластов в изотермических условиях нагрева при 300—800оС осуществляли в пиролити-ческой ячейке, соединенной с хроматографом Цвет-100. Состав летучих продуктов пиролиза и горения определяли также с помощью хромато-масс-спектрометра LKB и химических газоопределителей ГХ-4С0-0,2 и ГХ-СО2-2. Эксплуатационные свойства исследованных пенопластов определяли в соответствии с действующими ГОСТами.

В результате проведенных исследований установлено, что термостойкость и горючесть исследованных теплоизоляционных изделий зависят от химической природы и соотношения исходных компонентов, кажущейся плотности пенопластов, температуры и продолжи-

45

41

37

33

29

25

21

\о & 1

2' "--/ 1

— (Г 2

3' 3

20 40 60 80 100 120 Кажущаяся плотность, кг/м3

140

160

Рис. 1. Зависимость горючести заливочных пенопластов от их кажущейся плотности: 1, 1' - ПФП; 2, 2' - КФП; 3, 3' - ППУ. 1, 2, 3 - КИ;

1', 2', 3' - спр

тельности их теплового старения. При этом значения с пенопластов мало отличаются от значений КИ (рис. 1). Для пенопластов на основе реакционноспособных оли-гомеров срп превышает КИ на 1—3 единицы в отличие от монолитных полимеров, где эта разница составляет 7—12 единиц [7]. Термостойкость ПФП зависит от физико-химических свойств и соотношения ФРВ-1А и ВАГ-3, скорости нагрева образцов и условий проведения термогравиметрического анализа. Так, например, с ростом содержания продукта ВАГ-3 в исходной композиции с 16,6 до 20 мас. % Тнр пенопласта марки ФРП-1 при нагревании со скоростью 10оС/мин возрастает с 249 до 258оС, а Ттах снижается с 508 до 489оС. У исследованных жестких ППУ Тнр, как правило, не превышает 210оС, а Ттах на первой стадии — 360оС (табл. 2). Термостойкость КФП практически не зависит от метода синтеза карбамидных олигомеров, химической природы вспенивающего агента и способа получения пенопласта: у пенопласта марки МФП-3 (воздушно-механическое вспенивание), КФП на основе сухих кар-бамидных смол и смолы КФ-МТ (физическое вспенивание) Тнр составляет 185, 195 и 175оС соответственно, а Ттах для всех видов пенопластов равна 260оС. С ростом скорости нагрева Тнр и Ттах сдвигается в область более высоких значений температуры. В табл. 2 приведены термостойкость и горючесть промышленных марок заливочных пенопластов.

Таблица 2

Показатели Марка пенопласта

ФРП-1 Виларес ППУ КФП

Температура, оС - Тнр - Ттл - Тв - Ттах - Тсв 249-361 330-360 470-500 485-508 540-600 305-371 265-285 480-500 500-507 570-600 190-210 235-255 240-360 435-515 175-195 240-260 258-274 440-470

Максимальная скорость разложения, %/мин 8,9-11,9 6,97-11,63 9,8-13,2 14,2-14,8

Кислородный индекс, % 33,4-44,1 33,4-43,2 20,8-24,6 29,3-32,8

Показатель горючести при испытании методом КТ по ГОСТ 12.1.044-84 0,4-2,2 0,4-2,1 0,83-более 2,1 0,71-1,62

Критическая плотность теплового потока воспламенения, кВт/м2 30,4-41,6 29,5-40,4 14,7-29,5 21,1-35,6

Предельная концентрация кислорода, % 35,2-47,1 35,1-46,5 24,8-26 29,8-33,2

Ы ®

ноябрь 2014

29

Жесткие ППУ относят к горючим материалам с высокой дымообразующей способностью. Причем максимальная скорость дымообразования в режиме горения значительно выше, чем в режиме пиролиза. По сравнению с другими промышленными пенопластами резольные пенофенопласты марки ФРП-1 имеют низкую дымообразующую способность (максимальная удельная оптическая плотность дыма Dmax при испытании по ГОСТ 24632—81 не превышает 35) и относятся к умеренно- или слабогорючим материалами, склонным к тлению: Ттл пенофенопластов не превышает 265—360оС. Причем пенопласты серии Виларес больше склонны к тлению, чем ПФП марки ФРП-1 [8]. При изменении кажущейся плотности ПФП марки ФРП-1 со 120 до 40 кг/м3 и соотношения ФРВ-1А: ВАГ-3 от 7:1 до 3:1 КИ температура Ттл, Тв, Тсв и показатель горючести при испытании методом КТ по ГОСТ 12.1.044—84 повышаются с 33,7%, 265, 470 и 540оС и 0,6 до 44%, 300, 500 и 600оС и 2, 1 соответственно.

Резольные ПФП, КФП и жесткие ППУ при пиролизе и горении выделяют большое количество разнообразных токсичных продуктов. В летучих продуктах пиролиза и горения жестких ППУ масс-спектрометрически обнаружены метан, этан, пропан, этилен, пропилен, оксид этилена, трихлорфторметан, бензол, толуол, СО, СО2, HCN и другие соединения. Причем максимальное выделение СО2 наблюдается при 700оС, а образование СО — при 800оС (рис. 2). Высокая токсичность продуктов высокотемпературного пиролиза ППУ обусловлена большой концентрацией HCN.

Основными продуктами высокотемпературного пиролиза ПФП являются оксиды углерода и азота, HCN, Н2О, формальдегид, бензол, толуол, фенол и другие углеродсодержащие соединения. Ярко выраженная

Таблица 3

Показатели Резольные ПФП ППУ КФП

Плотность, кг/м3 65-75 43-50 130-150

Разрушающее напряжение, кПа, при - сжатии - изгибе 100-120 100-110 260-280 210-230 700-1300 800-1400

Т ос ' нр, С 290-295 182-185 170-175

Тв, оС 540-560 460-470 295-310

Тсв, оС >600 580-590 465-500

Ттл, оС 365-375 - -

Кислородный индекс, % 44,7-45,3 27,8-28,6 39,5-41,5

Группа горючести по ГОСТ 30244-94 Г-1 Г-2 Г-1

Коэффициент теплопроводности, Вт/(м.К) 0,035-0,038 0,030-0,032 0,041-0,045

Таблица 4

Антипирен Тв, оС Тсв, оС КИ, %

Диаммоний фосфат 285 460 39,3

Микрокапсулированный полифосфат аммония 290 490 39,8

Трикрезилфосфат 300 470 40,5

Дифенил(изобутилфенил)фосфат 305 465 41,2

Диамид метилфосфоновой кислоты 305 465 40

Примечание. Содержание антипирена - 1 мас.%.

б

О О

2

1

V

300

400

500 600

Температура, оС

700

800

Рис. 2. Зависимость концентрации СО в продуктах пиролиза жестких ППУ (1, 1) и резольных ПФП (2, 2) от температуры разложения пенопластов: 1 - ППУ-309М; 1'- ППУ, содержащий 2,5% фосфора; 2- пено-фенопласт ФРП-1; 2'- ПфП, содержащий 1,34% фосфора

опасность летучих продуктов пиролиза ПФП обусловлена в первую очередь высоким уровнем выделения СО (338-700 мг/г), вклад которого в общетоксический эффект является преобладающим. Максимальный выход СО (670-700 мг/г) в продуктах термоокислительной деструкции ПФП в изотермических условиях нагрева в пиролизе замкнутого типа наблюдается при 525оС, а СО2 (392-520 мг/г) при 750оС. При этом соотношение ФРВ-1А и ВАГ-3 практически не влияет на содержание СО и СО2 в продуктах пиролиза ПФП, а суммарный выход оксидов углерода при разложении пенофенопласта ФРП-1 в 1,5-2 раза выше, чем для жесткого ППУ. В динамических условиях нагрева (60оС/мин) на воздухе при 600оС концентрация HCN в продуктах пиролиза составляет 71, 72 мг/г. При этом по токсичности продуктов пиролиза и горения пенопласт марки ФРП-1 относится к высокоопасным материалам.

290 Г

250 -

210 -

170 -

130 -

90

30

28

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

S 26

ч

Я 24

22

20

1

2

/\3_ 4

5

' - —о '— ---Ъ--0—1

600

550

500

450

400

350

0 1 2 3 4

Концентрация фосфора, мас. %

Рис. 3. Зависимость Отах в режиме пиролиза (5) и горения (2), КИ (3), Тв (4) и Тсв (1) жестких ППУ от концентрации фосфора в пенопласте

5

4

3

2

0

научно-технический и производственный журнал Q'fffjyTf S JJbrlbJ" ~30 ноябрь 2014 Ь^ШШ'

1 1,5 2 2,5

Содержание антипиренов, мас. %

Рис. 4. Зависимость горючести КФП от содержания антипиренов: 1, 2, 3, 4 - показатель горючести Кср; 1', 2\ 3', 4' - КИ; 1, 1' - микрокап-сулированный полифосфат аммония; 2, 2' - диаммоний фосфат; 3, 3'- ФЭМ; 4, 4'- трикрезилфосфат

Снизить горючесть жестких ППУ можно за счет применения для их получения оксиэтилированного фосфорсодержащего полиола (фостетрол-1). Умеренно горючие ППУ получены при концентрации фосфора в материале 2,5—3 мас. % (содержание фостетрол-1 в полиэфирной смеси не превышает 70% от массы гидро-ксилсодержащих полиолов). При этом КИ ППУ возрастает до 27,4—28,3%; Тнр снижается до 182оС; Тв и Тсв повышаются на 100—105 и 75—80оС соответственно (рис. 3). Одновременно снижается концентрация СО2 и метана в продуктах пиролиза ППУ при 700оС до 3,52—4,03 и 0,45—0,6 мас. %; возрастает концентрация

500

б

а

480

460

440

320

300

280

260

240

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Содержание антипиренов, мас. %

Рис. 5. Зависимость Тв (а) и Тсв (б) КФП от содержания антипиренов: 1 - дифенил(изобутилфенил)фосфат; 2 - трикрезилфосфат; 3 - триа-нилидофосфат; 4 - ФЭМ; 5 - микрокапсулированный полифосфат аммония

СО и HCN до 7,91—2,03 и 0,028—0,035 мас. % соответственно. Для исходного ППУ Атах в режиме пиролиза и горения близки. С ростом концентрации фосфора в ППУ Атах в режиме пламенного горения возрастает до 230—245, а в режиме пиролиза практически не зависит от его концентрации (рис. 3). Коэффициент дымообра-зования в режиме пиролиза и горения умеренно горючих ППУ при испытании по ГОСТ 12.1.044—89* равен 870—950 и 580—650 м2/кг соответственно.

Существенное уменьшение Атах и токсичности продуктов пиролиза и горения фосфорсодержащих ППУ происходит при введении в исходную композицию Си2О, №2МоО4-2Н2О или шпинелей хрома. Так, например, с рсотом содержания №2МоО42Н2О до 4,7 мас. % концентрация оксидов углерода в продуктах пиролиза ППУ и Апах в режиме пиролиза и горения снижаются на 25—30%. При этом указанные соединения практически не влияют на термостойкость, технологические и эксплуатационные свойства жестких ППУ, снижают скорость разложения и повышают выход кокса. Оптимальное сочетание указанных соединений позволило разработать умеренно горючие жесткие ППУ, обладающие высокими эксплуатационными показателями. Эксплуатационные свойства и горючесть разработанных заливочных строительных пе-нопластов приведены в табл. 3.

Химическая природа фосфорсодержащих антипире-нов практически не влияет на горючесть КФП: КИ=39,3—41,2; Тв=285—305оС; Тсв=460—470оС (табл. 4), но влияет на образование токсичных продуктов пиролиза КФП.

Для получения КФП с пониженной токсичностью продуктов пиролиза и горения целесообразно использовать ^Н4)2НРО4, с ростом содержания которого концентрация СО и СО2 при разложении пенопласта уменьшается. С повышением содержания указанных антипиренов снижается термостойкость и горючесть КФП. Так, например, при увеличении содержания ^Н4)2РО4 до 3 мас. % Тнр и Тмакс КФП, вспененного хладоном-11, снижаются до 165 и 250оС соответственно. КИ КФП возрастает до 39,3—40,5%, Кср уменьшается до 0,28—0,35 (рис. 4), а Тв и Тсв повышаются на 65—80 и 15—55оС соответственно (рис. 5). Для получения сла-

49

47

45

43

41

39

37

/2 ' 1

3 2

/\з

440

420

400

380

360

0

10

340

2 4 6 8

Содержание антипиренов, мас. %

Рис. 6. Зависимость КИ (1, 2, 3) и Ттл (1',2',3') резольных ПФП от содержания антипиренов: 1, 1'- фосдиол; 2, 2'- фостетрол-1; 3, 3'- ФЭМ

fj научно-технический и производственный журнал

® ноябрь 2014 31

богорючих заливочных КФП, обладающих хорошими технологическими и физико-механическими свойствами, концентрация фосфорсодержащих антипиренов не должна превышать 1,5 мас. % (табл. 3). При их более высоком содержании резко увеличивается индукционный период и продолжительность вспенивания КФП, возрастает их кажущаяся плотность. Причем диаммо-нийфосфат в большей степени ингибирует вспенивание и отверждение КФП. Содержание СО и С02 в продуктах пиролиза слабогорючих КФП при 450оС не превышает 13 и 224 мг/г, а при 600оС - 32,7 и 391 мг/г соответственно.

Эффективным методом снижения горючести и склонности пенофенопластов к тлению является применение неорганических фосфатов. Так, например, при введении 3,85 мас. % NH4H2P04 или ^Н4)2НР04 КИ пенопласта марки ФРП-1 повышается до 44,3 и 46,5 соответственно [8]. Однако неорганические фосфаты значительно замедляют процесс вспенивания и отверждения ПФП. Для производства нетлеющих слабогорючих ПФП, обладающих высокими эксплуатационными показателями, следует использовать реакционноспособ-ные фосфорорганические соединения (ФОС) (табл. 1), взаимодействующие с фенолформальдегидными олиго-мерами при их отверждении или образующие с ними взаимопроникающие трехмерные структуры в результате полимеризации. ФОС, содержащие метакрилатные или гидроксильные группы, хорошо совмещаются с форполимером ФРВ-1А, незначительно увеличивают

время подъема пены и продолжительность вспенивания; повышается прочность резольных ПФП и качество теплоизоляционных изделий на их основе за счет более равномерного распределения температуры по объему вспенивающейся массы. ФОС позволяют получать слабогорючие, нетлеющие после удаления пламени мелкоячеистые ПФП при содержании 6-8 мас. %: КИ изменяется в пределах 43,4-48,2%, а Ттл составляет 365-390оС (рис. 6). Подавление процесса тления пенофено-пластов при использовании ФОС происходит за счет резкого снижения тепловыделения в результате уменьшения скорости и теплоты реакции окисления карбо-низованного остатка. Так, например, ФЭМ, содержащий метакрилатные группы, повышает на 30оС теплостойкость ПФП и практически не влияет на их термостойкость: Тнр составляет 290-297оС, а Тмакс равна 485-492оС. Фосдиол и фостетрол-1, содержащие концевые реакционноспособные ОН-группы, включаются в пространственную сетку резита в результате реакций сополиконденсации с участием метилольных ОН-групп, увеличивают выход карбонизованного остатка при пиролизе. Существенное уменьшение токсичности продуктов пиролиза ПФП происходит при дополнительном введении в ФРВ-1А до 4 мас. % №2Мо04-2Н20.

Таким образом, рациональное использование ФОС и дымоподавителей позволило разработать жесткие ППУ, КФП и резольные ПФП, обладающие пониженной пожарной опасностью и высокими эксплуатационными свойствами.

Список литературы

1. Валгин В.Д. Отечественная энергосберегающая технология теплоизоляции строительных конструкций с использованием пенопласта нового поколения // Пластические массы. 2007. № 10. С. 44—48.

2. Клемпнер Д. Полимерные пены и технологии вспенивания / Пер. с англ. / Под ред. А.М. Чеботаря. СПб.: Профессия, 2009. 600 с.

3. Абдрахманова Л.А., Мубаракшина Л.Ф. Оценка эксплуатационной стойкости усиленных карбамидных пенопластов // Строительные материалы. 2009. № 8. С. 38-39.

4. Денисов А.В. Жесткие пенополиуретаны теплоизоляционного назначения // Строительные материалы. 2005. № 6. С. 21-22.

5. Гурьев В.В. Влияние структурных особенностей теплоизоляционных материалов из газонаполненных пластмасс на их механические свойства // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 12. С. 19-23.

6. Киселев И.Я. Теплофизические свойства пенопла-стов // Пластические массы. 2003. № 6. С. 10-12.

7. Ушков В.А., Лалаян В.М., Сокорева Е.В. Распространение пламени по поверхности строительных пенопластов // Пожаровзрывобезопасность. 2013. № 2. С. 23-27.

8. Ушков В.А., Бруяко М.Г., Сокорева Е.В., Лалаян В.М. Горючесть фосфорсодержащих резольных пенофе-нопластов // Пожаровзрывобезопасность. 2012. № 11.

References

1. Valgin V.D. Domestic energy saving technology of thermal insulation of construction designs with use of poly-foam of new generation. Plasticheskie massy. 2007. No. 10, pp. 44-48. (In Russian).

2. Klempner D. Polimernye peny i tehnologii vspenivanija [Polymeric foams and technologies of foaming]. Per. s angl. Pod red. A.M. Chebotarja. SPb. : Professija. 2009. 600 p.

3. Abdrakhmanova L.A., Mubarakshina L. F. Assessment of operational resistsnce of reinforced urea foams. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2009. No. 8, pp. 38-39.

4. Denisov A.V. Rigid polyurethane foam insulation destination. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2005. No. 6, pp. 21-22.

5. Gur'ev V.V. Influence of structural features of heat-insulating materials from gas-filled plastic on their mechanical properties. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2010. No. 12, pp. 19-23. (In Russian).

6. Kiselev I.Ja. Heatphysical properties of polyfoams. Plasticheskie massy. 2003. No. 6. pp. 10-12. (In Russian).

7. Ushkov V.A., Lalajan V.M., Sokoreva E.V. Flame distribution on a surface of construction polyfoams. Pozharovzryvobezopasnost'. 2013. No. 2, pp. 23-27. (In Russian).

8. Ushkov V.A., Brujako M.G., Sokoreva E.V., Lalajan V.M. Combustibility phosphorus-containing cutting poly-foams. Pozharovzryvobezopasnost'. 2012. No. 11, pp. 35-39. (In Russian).

—S3ST -- V— i

плппмл1/а U О О 'IСI/ Т О ПIJIJij 1.П О С О ГI 11.П \i/\/nu л п л

ПОДПИСКА n п о и с n i г и n п з ги о с г и и ги ЖУРНАЛА

http://ejournal.rifsm.ru/

32

ноябрь 2014

j "А ®

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.