Технические средства противопожарного воздействия часто оказываются неэффективными в условиях интенсивного распространения огня в помещениях с легковоспламеняющимися материалами. Речь не обязательно идет о складах с лакокрасочными составами, химическими препаратами и другой продукцией, которая может и вспыхнуть от искры. Вполне привычная отделка из древесины или пластика также доставит немало проблем при пожаре, если ее должным образом не обработать. Специально под такие нужды выпускаются препараты для защиты от огня, действующие длительное время и не наносящие вред структуре целевого материала.
Что представляет собой огнеупорный препарат?
В основном огнеупорные средства для горючих материалов представляют собой составы наружного применения, пропитки и реже присыпки. Главная задача обработки такого типа заключается в формировании слоя, который замедляет процессы горения и тления. В некоторых случаях наиболее эффективные составы в принципе препятствуют распространению огня на обработанной поверхности. Это касается пропиток, которые не просто создают поверхностный защитный слой, а проникают вглубь структуры. Наиболее распространена древесная пропитка для защиты от огня, не меняющая эксплуатационные и декоративные качества изделия. Так или иначе, все материалы данной группы относятся к антипиренам. Это название химической основы, которая может входить в составы лаков, эмалей, красок, пропиток или сыпучих материалов.
Базовый состав антипирена
Наиболее распространены системы, состоящие из соединений фосфора, галогенсодержащих включений, азота и неорганических веществ:
- Фосфорорганические средства относятся к традиционным антипиренам и также могут включать вредные тяжелые металлы, что является главным мотивом в постепенном отказе от данного рода препаратов.
- Галогенсодержащие вещества составляют примерно 25% от общего объема выпускаемых антипиренов и обеспечивают вполне приемлемый для промышленных объектов эффект защиты.
- Неорганические составы для защиты от огня базируются на гидрооксидах (магния и алюминия), красном фосфоре и полифосфате аммония. Такие соединения составляют порядка половины противопожарных средств на мировом рынке.
- Азотсодержащие препараты используются в специальных условиях – как правило, для обработки полимеров.
- К средствам нового поколения можно отнести полимерные нано-композиты, интумесцентные комбинации, предкерамические огнеупорные вещества и т. д.
Независимо от состава, все перечисленные препараты ориентируются на подавление огня посредством физического или химического воздействия. Другое дело, что могут различаться условия и форма их использования – например, в конденсированной либо газовой фазе.
Принцип действия препарата
На механику воздействия непосредственно влияет химический состав. Антипирен может активизироваться на разных стадиях горения – при пиролизе, воспламенении и распространении огня. Например, галогенсодержащие препараты срабатывают в условиях газовой фазы горения. Принцип замедления реализуется через использование гидроксидов и выражается в комбинации нескольких физико-химических процессов. В ходе нагрева выделяются водяные пары, охлаждающие полимерную матрицу до нужного температурного режима, достаточного для остановки горения. Фосфорсодержащие препараты против пожара обеспечивают реакции твердой фазы. В процессе термического разрушения такой антипирен переходит в состояние полифосфорной кислоты, катализирующей реакции дегидратации полимерного субстрата. Применяются и фосфорные соединения, которые действуют по принципу радикального захвата в газовой фазе подобно галогенам.
Разновидности препаратов
В первую очередь разделяются жидкие и твердые средства. В одном случае речь идет о лакокрасочных веществах наподобие тех же лаков с эмалями и пропитками, а во втором – о засыпках и обмазках. В самом начале формирования сегмента огнеупорных препаратов производители специализировались на выпуске продукции в твердых формах, но в силу преимуществ жидкостной формы постепенно перешли на изготовление концентратов и растворов. К достоинствам таких смесей можно отнести отсутствие мелкодисперсной пыли в воздушной среде, что повышает безопасность их использования.
Еще одна классификация касается принципа действия. Все препараты для защиты от огня можно условно разделить на активные и пассивные. К средствам активного действия относятся пропитки, включающие в состав борную кислоту и фосфорную соль. В условиях термического воздействия происходит плавление компонентов состава, которое и образует защитный слой. Препараты пассивного действия никак не меняют свою и защитную структуру. Базовое нанесенное покрытие изначально создает тонкий слой теплоотражения, которое не меняется даже в условиях повышенных температур.
Опасные и безопасные препараты огнезащиты
Целый ряд химических элементов, которые используются в антипиренах, при высоких температурах порядка 500–600 °C вместе с продуктами пиролиза выделяют опасные токсические вещества. Например, по этой причине был запрещен бромированный дифенилоксид, а также канцерогенные диоксины и фураны. Полностью от выделения высокотоксичных веществ современные антипирены не избавились, так как в некоторых сферах их эффективность себя оправдывает, но в принципе нормативы ужесточают технологии изготовления средств, понижающих горючесть материалов. Для бытового использования появляются целые линейки безопасных препаратов от горения, оказывающих минимальный вред для окружающей среды. К таким можно отнести те же гидрооксиды алюминия и магния. Другое дело, что у экологически безопасных антипиренов есть масса других эксплуатационных недостатков наподобие низких физико-механических свойств защитного спектра и неудовлетворительных характеристик, связанных с деформационным воздействием.
Препараты на основе нано-композитов
Одно из наиболее перспективных направлений разработки антипиренов связано с полимерными композитами. Это матричные средства, отличающиеся сбалансированным распределением активных компонентов в составе. Например, технологи могут по-разному группировать усиливающие добавки, среди которых дисперсно-уплотненные, волокнистые и слоистые вещества. Свойства препаратов для защиты от огня на основе композитов определяются структурой межфазных границ. Таким образом была решена одна из главных проблем традиционных антипиренов – разделение функций между компонентами. В то время как работает один активный элемент, другие защищаются от негативных воздействий текущей фазы специальными мембранами. Когда наступает их черед, защитная прослойка разрушается и в работу включаются активные компоненты, актуальные для текущей стадии горения. Особенно ярко этот принцип проявляется в нано-композитах, включающих слоистые силикаты и молекулы полимеров. Данные соединения распределяются по межслоевому пространству матричного препарата.
Что следует знать об интумесцентных добавках?
Принцип интумесценции, который можно представить и как эффект вспучивания, возникает на фоне одновременного вспенивания и карбонизации защищаемого материала. Это явление может быть полезным в процессе горения, поэтому в антипирены вносятся добавки, провоцирующие его. На практике применения средства защиты от огня с интумесценцией образуют на целевой поверхности коксообразную пену. Она выступает своего рода барьером между материалом и пламенем, повышая тем самым изоляционный эффект с задержкой времени горения. Но, у таких добавок есть и отрицательные качества, связанные с проблемами нанесения традиционными способами и растворимостью в водной среде.
Приготовление раствора
Специальные антипиреновые средства готовят путем их растворения в установленном инструкцией объеме воды. Для размешивания желательно использовать строительный миксер, включая его на минимальных оборотах. Концентрация будет зависеть от типа, влажности и плотности целевого материала. Так, если используется препарат для защиты от огня в отношении свежей древесины, то расход должен будет составлять порядка 300-350 г/м2. После приготовления смесь отстаивается, а затем сливается осадок.
Инструкция по применению средств огнезащиты
Обработка поверхностей антипиреновыми растворами выполняется по принципам нанесения обычной краски или лака. То есть можно использовать стандартный малярный инструмент в виде валика или кисточки – зависит от площади обработки. Для равномерности нанесения можно применить и пульверизатор с подходящей насадкой, но важно понимать, что многие антипирены из-за включения специальных добавок имеют более высокую плотность по сравнению с обычными лакокрасочными средствами. Что кается пропиток, то в данном случае обработка для защиты от огня выполняется после специальной абразивной зачистки. Важно открыть поры материала с помощью крупнозернистых шлифующих инструментов. После этого произвести очистку с обеспыливанием и также завершить операцию малярными работами.
Меры безопасности при использовании антипиренов
Поскольку среди антипиренов немало экологически опасных веществ, важно изначально ознакомиться с составом. Если есть предостережения изготовителя относительно даже минимальных токсических показателей, то необходимо продумать и средства индивидуальной защиты. В частности, наносить препарат от пожара такого типа следует в перчатках и с респиратором. Повышенная безопасность обеспечивается также защитными очками и спецодеждой. И в любом случае работы в помещении должны выполняться только с работающей вентиляцией или открытыми каналами естественного проветривания.
Заключение
На рынке можно встретить немало средств, позволяющих ручными способами уберечь различные материалы от возгораний. Для бытового сегмента в основном предлагаются антипиреновые составы для обработки древесины. К наиболее популярным можно отнести марки «Старый Вяз», «Сенеж Огнебио» и препараты «Биощит» для огне- и биологической защиты. Причем стоят они недорого. Так, комплексный раствор «Биощит» объемом 5 л можно приобрести за 400-500 руб. Причем важно подчеркнуть, что речь идет именно о многофункциональной системе, которая вместе с антипиреновым эффектом также обеспечивает защиту от грибка, плесени, насекомых и т. д.
