Что это такое
Согласно ГОСТ 12.1.033-81, устанавливающего терминологию в сфере пожарной безопасности, антипирен – это вещества или смеси, добавляемые в материал (вещество) органического происхождения для снижения его горючести.
Антипирены нужны как добавки, способные изменить характеристики горючести древесины, тканых материалов, полимеров, предстоящая эксплуатация, применение которых связано с возможным риском контакта с источниками открытого пламени, очагом возгорания; или воздействия высокотемпературного теплового потока, способного привести к пиролизу, воспламенению этих органических веществ.
Древесина пропитанная антипиреном не поддерживает горение
Механизм действия
Механизм действия антипиренов основан на следующих принципах:
- На термическом химическом разложении антипиренов под воздействием открытого огня, высокой температуры нагрева, идущим с поглощением большого количества тепловой энергии, сопровождающимся выделением негорючих газов, что разбавляют горящую воздушную смесь.
- Изменении процесса пиролиза органических материалов в направлении образования как негорючих газов, так и огнестойкого коксового остатка, в том числе термически вспучивающегося в десятки раз, создавая теплоизоляционный слой на защищаемой поверхности.
- Ингибировании – резком торможении процесса окисления органических материалов.
- Изменении направления процесса пиролиза в сторону увеличения образования летучих углеродных веществ, не участвующих в процессе горения, при одновременном уменьшении объема образующихся горючих газов.
Область применения
Основной областью применения антипиренов является огнезащита кабеля и кабельных линий, древесины, металлических конструкций; органических тканей, когда антипирены являются компонентами огнезащитных красок, штукатурок, паст (мастик), лаков, пропиток, огнестойких герметиков.
Зачастую в рекламных целях компании производители называют товарные огнезащитные составы, смеси, используя звучное иностранное слово – антипирен, хотя он является лишь компонентом такой продукции.
Кроме того, антипирены вводят в состав термостойких, трудногорючих полимеров, пластиков для придания этих полезных свойств, при использовании в качестве компонентов бытовой, промышленной электронной, радиотехники, изоляции кабельной продукции, деталей транспортных средств; там, где к свойствам применяемых материалов предъявляют высокие требования пожарной безопасности.
Главная задача использования антипиренов – это эффективное воспрепятствование воспламенению, возгоранию органических веществ; замедление распространения огня, вплоть до самостоятельного затухания пламени на поверхностях материалов, покрытых или пропитанных огнезащитными составами.
Более подробно об огнезащите и огнезащитных материалах читайте в разделе
«Огнезащита»
Виды
Антипирены можно разделить на виды по назначению:
- В качестве компонентов огнезащитных растворов, лаков для обработки деревянных строительных конструкций, элементов отделки помещений.
- Как активные компоненты огнестойких термически вспучивающихся покрытий несущих конструкций строительных объектов, изготовленных из металла.
- Как основной ингредиент огнезащитных растворов для пропитки тканей.
- Как добавки в полимеры, пластики, производимые методами органического синтеза, что вносятся как на стадии получения, так и в расплавы сырья, готовой продукции.
Кроме того, антипирены подразделяют на инертные и активные, что вступают в химические реакции с защищаемыми материалами.
Характеристики
Основные свойства, которым должны соответствовать антипирены:
- Препятствовать воспламенению, тлению, возгоранию, распространению открытого пламени по поверхностям материалов, конструкций, прошедших огнезащитную внешнюю обработку, глубокую объемную пропитку; в том числе создавая термически вспучивающийся теплоизоляционный слой.
- Не разлагаться при тепловом, огневом воздействии с появлением токсичных продуктов процесса пиролиза, горения.
- Должны способствовать снижению дымообразования при поверхностном горении органических материалов, подвергнутых огнезащитной обработке.
- Не изменять несущие способности, основные характеристики защищаемых конструкций, деталей, элементов электронной, радиоаппаратуры, транспортных средств – твердость, плотность, жесткость, диэлектрические свойства.
- Не вызывать химическую коррозию защищаемых конструкций, изготовленных из металлических сплавов.
- Не изменять гигроскопические свойства древесины после огнезащитной обработки.
- Отсутствие токсичных свойств для людей, животных.
- Не вступать в химические реакции с финишными лакокрасочными покрытиями по древесине, металлу; не изменять фактуру, внешний вид, окраску тканей.
- Обеспечивать стойкость деревянных конструкций, тканевых материалов к биологическому разрушению, что достигается в большинстве случаев собственными физико-химическими параметрами антипиренов, или внесением антисептиков в общий состав.
- Не способствовать затруднениям при проведении работ по механической огнезащитной обработке строительных конструкций, материалов, что в большинстве ситуаций достигается мелкодисперсным, растворенным состоянием антипиренов.
- Быть химически стабильными веществами, соединениями, обеспечивая долговечность использования огнезащитных растворов, покрытий, добавок, в состав которых они входят как основные компоненты, обеспечивающие стойкость к огню.
К дополнительным характеристикам антипиренов относят способность повышать стойкость защищаемых материалов к атмосферному воздействию, ультрафиолетовому излучению, обладание диэлектрическими свойствами.
Состав
По химическому составу антипирены можно разделить на несколько основных групп:
- Неорганические соединения – гидроксиды алюминия, магния; фосфаты, полифосфаты аммония; соли молибдена, ванадия, германия. А также соединения бора; например, тетраборат натрия, часто обыденно называемый бурой; карбонаты, сульфаты аммония.
- Галогенсодержащие соединения, прежде всего хлора, брома.
- Фосфорсодержащие органические соединения, чаще всего производные эфиров. Фосфорорганические антипирены часто имеют в составе атомы хлора, брома.
- Азотосодержащие органические антипирены, используемые только как добавки к термостойким, трудно горючим синтетическим полимерам.
Кроме того, используются такие вещества, химические соединения:
- Термически расширяющийся окисленный графит.
- Высоко хлорированные парафины.
- Смеси солей неорганических кислот с мочевиной, формальдегидными смолами,
А также многие другие соединения, в основном подбираемые специалистами компаний производителей огнезащитной продукции опытным путем для конкретных защищаемых конструкций, затем сертифицируемые в составе огнестойких материалов техническими условиями.
В промышленности, строительстве обычно используют антипирены не в свободном виде, а как основные компоненты огнезащитных растворов, покрытий, в том числе используя смеси нескольких антипиренов; добавляя химические соединения, усиливающие действие антипиренов, снижающие расход, повышающие адгезию, придающие другие полезные свойства, например, стойкость к ультрафиолетовому облучению.
Как выбрать для древесины
Выбор полностью зависит от способа обработки древесины, которых всего два – глубокая огнезащитная пропитка в автоклавных ванных, или поверхностное нанесение с помощью промышленных распылителей (краскопультов), кистей, когда раствор антипирена проникает только в наружные слои.
Так как древесина – это не очень долговечный материал при неправильном обращении, эксплуатации деревянных конструкций, склонный к гниению, разрушению различными микроорганизмами, насекомыми, то для древесины стараются использовать те антипирены, что работают и как антисептик, успешно справляющийся с такими биологическими угрозами. Такие универсальные материалы получили собственное название – биопирен.
Важным документом при выборе огнезащитного материала для древесины служит сертификат пожарной безопасности, удостоверяющий к какой группе огнезащитной эффективности он относится – к I или II, что значительно влияет не только на перевод дерева в трудносжигаемое или трудновоспламеняемое состояние, но и на сроки повторной обработки.
Источник: ГОСТ 12.1.033-81 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Термины и определения.