СПОСОБ ОГНЕЗАЩИТЫ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА Российский патент 1999 года по МПК B32B27/06 B32B27/10 B32B27/18 C09K21/02 

Сущность изобретения заключается в предлагаемом способе огнезащиты пенополистирола методом покрытия.

Пенополистирол является одним из наиболее широко применяемых на практике плавких пенопластов. Он представляет собой легкую газонаполненную пластическую массу в виде твердой пены и используется в качестве теплоизоляционного материала в строительстве, железнодорожном транспорте (вагоны, холодильники рефрижераторов), в судостроении, радиосвязи, радиолокации и других областях.

Добавки угольного и металлического порошков позволяют применять пенополистирол в качестве поглотителя сверхвысоких звуковых частот.

Одним из основных недостатков пенополистирола, ограничивающим возможность его использования, является легкая воспламеняемость и горючесть.

Исследования по снижению горючести пенополистирола путем введения в состав композиции различных антипиренов (аммонийных солей фосфорной и серной кислот, трехокиси сурьмы, хлор-, бром- и фосфор-органических производных и др. ) не дали существенного результата. Ухудшались физико-механические свойства и не обеспечивалась достаточная сопротивляемость материала огню.

Легкая плавкость пенополистирола (80^oC) и его почти полная газифицируемость при нагреве исключили также возможность огнезащиты пенопласта с помощью покрытий, наносимых непосредственно на его поверхность путем окраски или обмазки.

Известен способ огнезащиты пенополистирола путем оклеивания защищаемых участков поверхности металлическими пластинами (Воробьев В.А., Андрианов Р. А., Ушков В.А. Горючесть полимерных строительных материалов. М., Стройиздат, 1978, с. 126).

Однако он недостаточно надежен ввиду возможности разрушения клеевого слоя при повышенной температуре и отделения металлических пластин от защищаемой поверхности.

Для устранения этого недостатка разработан более совершенный способ огнезащиты пенополистирола.

Отличительная особенность предлагаемого способа огнезащиты пенополистирола состоит в том, что рекомендуемое для этой цели покрытие не связано физико-химическим путем с поверхностью пенополистирола.

Покрытие представляет собой оболочку, создаваемую сочетанием материалов (от одного до нескольких слоев), затрудняющих нагрев пенопласта и обладающих гасящими и флегматизирующими свойствами, проявляющимися при его разрушении в процессе опасного нагрева.

В качестве упомянутых материалов используются: огнезащищенная бумага, алюминиевая фольга, стеклоткань или металлическая сетка.

Для удовлетворения требования, связанного с получением трудновоспламеняемого материала, конструктивный элемент из пенополистирола достаточно обернуть в плотную стеклоткань или металлическую сетку, обеспечивая герметизацию полученной оболочки с помощью сшивки ее торцевых напусков тонкой проволокой, стеклянными нитями или металлическими скрепками.

В условиях задержки плава пенополистирола, образующегося при нагреве в месте действия источника зажигания, пенопласт загорается от двух горящих спичек и сгорает полностью (фото N 1). Обернутый в плотную стеклоткань образец пенополистирола (150х60х30 мм) не загорается при действии на него пламени газовой горелки в течение 5 минут (фото N 2).

Подобная огнезащищенность пенополистирола будет достигаться и при действии других источников зажигания с малой энергией (короткое замыкание, накал провода, пламя паяльной лампы и др.), проявляющимся местным нагревом сравнительно небольшой поверхности материала. С возрастанием площади его единовременного нагрева могут создаваться условия для более активной газификации пенопласта и выхода в атмосферу через поры сетки образующихся горючих газов в концентрациях, достаточных для их воспламенения.

В целях достижения более высокой степени огнезащиты, позволяющей получить и трудногорючий материал, предлагается следующая технология обработки:
конструктивный элемент из пенополистирола обертывается плотно несколькими слоями огнезащищенной бумаги, содержащей 20%-ый привес антипиренов (NH₄)₂HPO₄ + (NH₄)₂SO₄ в соотношении 6:4, введенных методом обычной пропитки, применяемой в промышленности для огнезащиты тканей. Огнезащита бумаги может достигаться также пропиткой ее водными растворами K₂CO₃, KHCO₃ и другими антипиренами.

В качестве следующих двух последних слоев используется алюминиевая фольга и плотные стеклоткань или металлическая сетка.

В отличие от способа герметизации стеклоткани, описанной выше, напуски на торцах бумаги и фольги могут склеиваться клеями на основе эпоксидной, перхлорвиниловой и других смол пониженной горючести.

Предлагаемый метод комплексного покрытия пригоден для огнезащиты других горючих пенопластов.

Способ применим для огнезащиты пенополистирола при его использовании в качестве теплоизоляционного материала или поглотителя. Данный способ включает оборачивание защищаемого образца пенополистирола оболочкой, не связанной физико-химически с его поверхностью и состоящей в комплексе из одного или нескольких слоев материалов, затрудняющих нагрев образца и обладающих гасящими и флегматизирующими свойствами. Достигается повышение надежности огнезащиты. 2 ил.

Способ огнезащиты пенополистирола, включающий оборачивание защищаемого образца оболочкой, не связанной физико-химически с его поверхностью и состоящей в комплексе из одного или нескольких слоев материалов, затрудняющих нагрев образца и обладающих гасящими и флегматизирующими свойствами.