Антипирен: виды, состав, область применения и действия

Антипирен: виды, состав, область применения и действия

Натуральное дерево и материалы на его основе широко используются в частном строительстве. Это заборы и ограждения, автомобильные навесы, хозяйственные постройки, беседки, веранды, террасы, дома и бани из профилированного бруса, оцилиндрованного и рубленого бревна. Среди причин популярности конструкций из дерева можно выделить эстетичность, экологическую безопасность, длительный срок службы.

Однако несмотря на целый ряд преимуществ, дерево не может похвастаться огнестойкостью. Деревянные конструкции быстро воспламеняются и длительное время поддерживают горение. Решить эту проблему помогает пропитка дерева антипиренами.

  • Виды и состав антипиренов
  • Роль антипиренов в деревянном домостроении
  • Какие антипирены нужно выбирать
  • Огнебиозащита

Действия, которые оказывают антипирены

В зависимости от химического состава конкретного антипирена он оказывает различное воздействие на материалы при их горении:

  • Антипирены во время горения поглощают тепло и разлагаются на негорючие вещества.
  • Оказывают влияние на способ разложения материала под воздействием пламени, например, коксируют твердую массу и образовывают негорючие газы.
  • В конденсированной и газовой фазах воспламенения оказывают тормозящее воздействие.
  • Образовывает на поверхностях объекта теплозащитный слой вспененного кокса.
  • Способствует образованию продуктов горения по типу сажи.

Антипирены это вещества, которые могут работать активно и пассивно. Первые вступают в реакцию с огнем и температурами, вторые – ведут себя инертно по отношению к горению.

Важно! Способ нанесения компонентов на конструкцию зависит от типа материала, из которого она изготовлена. В полимеры вещества вносятся на стадии смешивания ингредиентов. На ткани – в процессе постобработки. Древесину покрывают антипиреновой краской или пропитывают раствором.

Нанесение состава на поверхности краскопультомНанесение состава на поверхности краскопультом

Определение и свойства

Слово «антипирен» состоит из двух греческих корней, означающих «против» и «огонь». Главная задача антипиренов – исключить возгорание или подавить уже начавшийся процесс.

Антипирен: виды, состав, область применения и действия

Воздействие на материал может быть классическим физическим, обычным химическим или включать в себя элементы обоих видов явлений. Добавки работают как в газовой, так и в других фазах, что определяется спецификой обрабатываемого объекта и характеристиками самого средства.

Обязательные параметры для огнезащитных составов, согласно ГОСТ

Для антипиренов установлены нормативы, согласно им препараты должны обладать такие качествами:

  • теплоизоляционные параметры;
  • не разъедать материал изделия и его покрытия, включая лакокрасочные;
  • защищать не только от пламени, но и от тления;
  • обязательна экологическая безопасность препаратов;
  • защищать металлы от коррозии;
  • сохранять свои защитные качества длительное время.

Механизм действия


По механизму действия антипирены делятся на 3 вида:

  • Содержащие легкоплавкие соли.
  • Выделяющие газы при горении.
  • Смешанные.

К первому виду относятся вещества, повышающие температуру огня за счет отдачи выделенного тепла защитному веществу. В состав данного вида антипиренов могут входить:

  • бораты;
  • производные кремния;
  • производные фосфора.

Рецептура антипиренов

Ко второй группе относят негорючие газы. Принцип их действия построен на изменении состава воздуха, снижении концентрации кислорода. Если кислород будет отсутствовать в воздухе, огонь перестанет распространяться по древесине и горение материала со временем прекратится. В составе антипиренов с выделяющимися газами при горении используют аммиак. Защитная оболочка на защищенной древесине ограничивает поступление кислорода и избавляет от пожара.

Группы эффективности огнезащиты дерева

Конструкции из дерева нужно обрабатывать огнезащитой I или II группы по эффективности. Они определяются экспериментальным способом. Опытный образец тестируют открытым пламенем в течение определенного промежутка времени. По завершению процесса измеряют потерю массы в процентах от первоначального веса:

  • до 9% — первая группа, эти продукты полностью защищают материалы, даже если огонь не смог охватить их, то есть они предотвращают и тление;
  • до 25% — вторая группа, она увеличивает температуру воспламенения и не дает пламени распространяться.

Такие испытания проводятся со всеми продуктами. Кроме состава на группу огнезащиты влияет качество или толщина покрытия, она определяется в прилагаемой к препарату инструкции, как расход.

Погружение бревен в раствор антипиренаПогружение бревен в раствор антипирена

Полимерные изделия

Пластик используется повсеместно, но материал характеризуется высокой горючестью, поэтому его обработка составами антипиренов чрезвычайно актуальна. Для полимеров предлагается множество составов, которые могут наноситься на поверхности готовых изделий или добавляться при производстве. Наиболее востребованы:

  • галогенорганические локальные составы;
  • вспененный графит;
  • галогенорганики с добавками синергистов;
  • кремнийорганические препараты;
  • гидроксиды различных металлов;
  • органика с добавками фосфора;
  • меламиновые составы.

На заметку! Выбирая состав для конкретного материала важно учесть совместимость. Антипирен не должен снижать физических и механических свойств, не должен разлагаться в процессе использования и обработки. Во время горения он должен уменьшать образование дыма и не выделять токсичных веществ. Специалисты рекомендуют выбирать бесцветные модификации, стойкие к воздействию окружающей среды, с высокими диэлектрическими параметрами.

Нанесение огнезащитного состава на полимерное изделиеНанесение огнезащитного состава на полимерное изделие

Роль антипиренов в деревянном домостроении

Антипирен: виды, состав, область применения и действия

Пожарозащитные материалы выпускаются в разных формах — в виде лака, краски, мастики, пасты, жидких пропиток. Большой выбор видов антипиренов дает возможность выполнять обработку как пиломатериалов, так и готовых сооружений.

Например, профилированный брус после сушки в пропарочной камере отправляют в автоклав, где создают отрицательное давление. Таким образом из пор удаляют пузырьки воздуха. После этого, поддерживая вакуум, камеру с брусом наполняют пожарозащитным веществом. Под действием избыточного гидравлического давления жидкость легко проникает в структуру материала, покрывая его поверхность и запечатывая поры.

Конечно, надежнее всего использовать уже подготовленные пиломатериалы, но если нет такой возможности, то огнезащиту можно проводить и после окончания стройки. В процессе возведения проводится обработка пиломатериалов только в тех местах, которые потом будут недоступны впоследствии, например, пазы в бревнах. Основная же часть работ по пожарозащите проводится после того, как будет собрана коробка, накрыта крыша, вставлены окна и двери.

В бытовых условиях жидкие пропитки наносятся на доски или сооружения с помощью:

  • пульверизатора, кисти или валика;
  • путем погружения в емкость, наполненную специальной жидкостью.

Эти методы не гарантируют долгосрочной огнезащиты, так как ингибитор остается только на поверхности и не проникает глубоко в структуру. Но даже такая защита позволяет снизить опасность пожара — при возгорании необработанных конструкций от появления сквозных трещин до полного обрушения перекрытий проходит всего 14-18 минут. Экспериментальным путем доказано, что несущие конструкции и элементы, обработанные пожарозащитой, воспламеняются и горят медленнее. При этом от начала возгорания до момента обрушения проходит от 40 до 50 минут. Этого времени достаточно, чтобы принять меры для ликвидации огня, эвакуации людей, находящихся в здании, спасения ценного имущества.

В процессе эксплуатации дома, бани и хозпостройки из бруса или бревна рекомендуется регулярно обрабатывать огнезащитными пропитками. Частота обработки зависит от формы и типа огнезащиты.

Важно! Если речь идет об огнезащите композитов, которые содержат стружку или опилки, то вещества, препятствующие воспламенению, вводятся в них на стадии изготовления. Повторная обработка сооружениям и покрытиям из ДПК, планкена, декинга, паркета, гусварблока, как правило, не требуется.

Какие антипирены нужно выбирать

Выбор огнезащитных составов осуществляется с учетом сорта, типа, плотности древесины. Например, дуб загорается довольно медленно даже без дополнительной защиты, а вот еловая или сосновая доска сгорает в течение нескольких минут.

При выборе вида защиты нужно учитывать:

  • Группу пожарозащиты. Она может быть первой или второй. Для первой группы максимальный предел потери массы материала, установленный в процессе испытаний, составляет всего 8-10%, для второй — до 25%.
  • Совместимость с ЛКМ. Применение ингибиторов первого поколения, изготовленных на кислотной основе, делало невозможным использование ЛКМ. Именно поэтому их выпускали в нескольких цветах. Современные антипирены на водной основе отличаются хорошей совместимостью с декоративным финишным покрытием, которое наносится поверх пропиток.
  • Цвет. При использовании прозрачных лаков в качестве декоративного покрытия очень важно как сильно ингибитор скрывает текстуру дерева. Он может образовывать непрозрачную пленку или напротив, слегка тонировать, подчеркивая его природную красоту.
  • Способ нанесения, расход, регулярность применения. Некоторые пожарозащитные пропитки имеют неограниченный срок годности, другие могут храниться не более 25-30 дней. Эти факторы являются ключевыми при расчете нужного количества пропиточного раствора.
  • Срок службы. Постройки из досок придется регулярно обрабатывать пропиточными растворами. В зависимости от марки ингибитора частота обработки составляет один раз в год или раз в три года.

Огнебиозащита

Антипирен: виды, состав, область применения и действия

Очень часто можно найти на прилавках магазинов комбинированные пропитки, в которых содержится антипирен и антисептик. Первый увеличивает сопротивляемость материалов огню, второй — делает дерево неподходящей средой для обитания жучков-древоточцев, предотвращает образование плесневого грибка.

Такие материалы оказывают комплексное воздействие:

  • Комбинированные растворы значительно повышают огнестойкость древесины.
  • Ингибиторы обеспечивают защиту природных материалов от биологических воздействий, которые разрушают структуру дерева. Речь идет о гниении, развитии грибка или плесени, поражении насекомыми-вредителями.
  • Двухкомпонентные составы способны обеззаразить постройки с уже имеющейся плесенью.

Приобретать по-отдельности антисептики с антипиренами не имеет смысла, так как это не только повышает затраты на защиту, но и увеличивает время на его обработку.

Дополнительная информация. Некоторые ингибиторы могут слегка изменять цвет дерева, придавая ему желтый или красноватый оттенок. При этом они не являются финишными, то есть обработанную ими древесину можно красить, покрывать морилкой или лаком.

Огнебиозащита выпускается в виде водорастворимых пропиток или лакокрасочных материалов, например, лака или краски. Например, термостойкий лак Goodhim Texture 550. Он применяется для внутренней декоративной отделки, огне- и биозащиты конструкций и сооружений из дерева. Однако таким лаком не рекомендуется покрывать полы из-за низкой устойчивости декоративного покрытия к истиранию и износу.

Лучше всего сначала провести обработку дерева огнебиозащитой, а потом покрыть его огнестойким лаком. Такой подход позволяет получить наилучший эффект и продлить срок действия огнебиозащиты.

С присутствием галогенов и фосфора

Антипирен: виды, состав, область применения и действияГалогенпроизводные огнестойкие вещества содержат атомы брома или хлора, в большей или меньшей мере негативно влияют на окружающую среду.

В некоторых европейских странах в последние годы ввели запрет на использование препаратов с галогенами, что обусловлено обнаруженной возможностью превращения при высоких температурах в опасные канцерогены. Особенно ограничения касаются антипиренов, содержащих хлор.

В некоторых источниках можно увидеть доводы о безопасности применения бромсодержащей органики, по сравнению с хлорпроизводными соединениями.

Бромпроизводные обладают меньшей летучестью, разлагаются в небольшом диапазоне температурных значений, обеспечивают лучшую защиту, остаются часто используемым антипиренами, особенно, для полимеров.

Фосфорсодержащие органические представители антипиренов так же могут содержать атомы галогенов, в большинстве случаев относятся к эфирам и их производным.

Часть таких антипиренов при нагревании выделяет пары воды, понижающие температуру среды, превращается при этом в полифосфаты, защищающие материал от возгорания.

Другая фосфорсодержащая органика предотвращает горение при испарении и нейтрализации свободных радикалов пламени, аналогично влиянию галогенпроизводных препаратов.

Антипирен своими руками

У антипирена несложный состав, который можно повторить самостоятельно. Кроме того, все вещества соответствуют требованиям нормативной документации:

  • Защита древесины от возгорания в течение 15 минут.
  • Отсутствие коррозирующего действия на металл.
  • Не деформирует древесину (отсутствие трещин, царапин).
  • Отсутствие негативного влияния на здоровье человека.

Наиболее популярным антипиреном, который можно приготовить своими руками, является 40% раствор поташа. В его состав входят калий углекислый и карбонат калия.

Также можно использовать раствор, в состав которого входят:

  • вода;
  • известь: 75 частей;
  • глина: 15 частей;
  • соль: 10 частей.

Нередко используется раствор на основе 95 частей воды, буры (2 части) и борной кислоты (3 части).

Для самостоятельного приготовления антипирена необходима специальная тара или обычное ведро. Для защиты рекомендуется готовить раствор в резиновых перчатках и респираторе.

Антипирен своими руками

Самостоятельное приготовление огнезащиты для дерева исключает возможность покупки поддельной продукции, которую можно встретить в магазинах. Но готовить ее своими руками ­ небезопасно. Компоненты оказывают токсическое действие на организм человека. Самостоятельно приготовленные растворы, как правило, недолговечны. Для обеспечения огнезащиты материала потребуется наносить их несколько раз в год.

Правила нанесения

При самостоятельном нанесении огнезащиты на доски используют кисти, валик, распылители. Перед его использованием необходимо тщательно высушить древесину, чтобы в ней оставалось влаги не более 20 %. Сухое дерево лучше впитывает защитный препарат. Для достижения максимального эффекта рекомендуется наносить средство в несколько слоев (2-4). Слой должен быть равномерным. Перед нанесением следующего слоя необходимо подождать в течение 2-24 часов.

Нанесение антисептика антипирена

Наносить антипирен по антисептированным доскам необходимо согласно инструкции, а также четко рассчитать расход огнезащиты.

Данный метод обеспечивает непродолжительную защиту дерева от огня и действует лишь на поверхности материала.

Самый эффективный способ нанесения огнезащиты ­ пропитка в автоклаве. Такой способ гарантирует эффективное проникновение веществ в поры деревянного материала. Результатом такого нанесения является значительно медленное воспламенение материала, чем при простой обработке поверхности.

Расход для обработки древесины

Определить нужный расход антипирена, покрытия для обработки древесины можно лишь экспериментальным способом. Для этого многие производители экспериментируют с характеристиками антипиренов для дерева. Это происходит из-за разной степени пропитки, особенностей различных форм для обработки древесины.

Расход антипиренов

В сертификатах огнезащитных средств указаны минимальный, максимальный и средний расход, которые были выявлены путем многолетних экспериментов. Разные антипирены по-своему окрашивают пламя огня, в разные цвета.

Антипирены для дерева необходимо применять при вероятности возникновения открытого пламени. Часто данные средства используют при строительстве саун, котельных.

Вещества нового поколения

Антипирен: виды, состав, область применения и действияБольшую популярность набирают препараты нового поколения:

  • вспучивающиеся вещества (интумесценты);
  • нанокомпозиты полимерной природы;
  • предшественники и аналоги керамики;
  • легко расплавляющиеся стекла.

Представители интумесцентной группы относится к полностью безвредным веществам. При повышении температуры они увеличиваются в объеме, образуют застывшую пену, которая преграждает путь пламени.

Слой кокса не может перегреваться, пропускать кислород к материалу, горение исключается полностью. Примером таких средств является смесь полифосфата аммония и пентаэритрита, пентаборат аммония.

Все они образуют огнезащитные пенококсы. Среди нового поколения интумесцентов в качестве антипиреновой пропитки для дерева хорошо зарекомендовали себя окисленные крахмальные реагенты, известные под аббревиатурой ОКР, а также окисленные лигнины, обозначаемые как ОЛ.

Цена на экологически чистые антипирены для древесины и полимеров пока еще велика, по мере усовершенствования технологии их получения стоимость будет неуклонно уменьшаться.

Термостойкие нанокомпозиты антипиренового характера включают в полимерную матрицу мизерные частицы силикатов между слоями полимеров, поэтому они называются органически-модифицированными слоистыми силикатами, обозначаются как ОМСС.

Производство таких соединений впервые было запущено в Японии, в настоящее время метод внедрен на многих высокотехнологичных предприятиях.

Сферы применения

Антипирен: виды, состав, область применения и действияВ связи с неуменьшающимся материальным ущербом от пожаров, большим количеством страдающих людей спрос на антипирены постоянно растет.

Гораздо проще провести обработку материалов и предупредить происшествия, чем проводить колоссальную работу другого рода по предотвращению пожаров.

Антипиреновые средства применяются по отношению ко всем материалам, как традиционным, так и недавно созданным.

Для дерева

В нашей стране по-прежнему широко используются древесные конструкции; композиты на основе древесины. Для обработки дерева применяется два основных приема:

  • пропитка;
  • нанесение покрытий.

Антипирен: виды, состав, область применения и действия

В продаже имеется большой выбор пропитывающих растворов, которые могут не вымываться из дерева совсем, сниматься постепенно водой или растворителями с различной скоростью.

Чаще растворы антипиренов приготавливают на водной основе потому, что растворители сами по себе легко воспламеняются. Рассчитывать на полное их испарение из глубинных слоев древесины не всегда возможно.

Идеальный способ нанесения антипиренов – пропитка древесного сырья в производственных условиях на предприятиях, имеющих лицензию. Можно проводить обработку готовых изделий дома, но в труднодоступных местах это сделать сложно.

Антипирен: виды, состав, область применения и действия

Наружные покрытия можно наносить в виде грунтовок, пастообразной массы, лакокрасочной продукции. Внешний вид дерева при этом маскируется. Кому-то декорирование поверхности нравится, другие предпочитают покупать древесный материал после пропитки в производственных условиях.

Для пластика

Актуальны проблемы снижения воспламеняемости, способности поддерживать горения пластмассовых материалов. Для пластика предназначено огромное количество антипиренов поверхностного нанесения или введения в технологический процесс производства.

Среди популярных средств известны следующие:

  • Антипирен: виды, состав, область применения и действиягалогенорганические препараты в отдельном виде;
  • галогенорганические реагенты с добавлением веществ, усиливающих действие антипиренов (синергистов);
  • фосфорсодержащие органические и минеральные вещества; гидроксиды металлов;
  • меламиновая продукция;
  • борат цинка;
  • кремнийорганические вещества;
  • вспенивающийся графит как интумесцент.

Качество средств должно соответствовать нормативным требованиям, обеспечение которых проверяется на основе общегосударственных стандартов.

Виды и составы

В зависимости от применения огнестойких средств их делят на 2 группы. Виды антипиренов:

  • Для полной защиты от огня.
  • Для защиты от очага пожара.

Первая группа гарантирует полную безопасность дерева на всех этапах возгорания. Их можно использовать при прямом контакте дерева с огнем, небольшом термическом воздействии. Средства второй группы рекомендуется использовать лишь для формирования защиты от возгорания. При пожаре древесина, обработанная средствами для защиты дерева от возгорания, начнет гореть и обугливаться. Они должны обладать свойствами механической прочности, хорошей теплопроводности и не допускать возникновения грибка, плесени.

Защита от возгорания

В состав антипиренов могут входить две смеси:

  • Борная.
  • Фосфатная.

Смеси на основе бора эффективны для защиты древесины от сильного огня. Фосфаты устойчивы к действию открытого пламени.

По форме выпуска различают несколько видов антипиренов:

  • Краски.
  • Пасты.
  • Пропитки.
  • Лаки.
  • Комбинированные.

Самые популярные: лаки. Их преимущество в легком нанесении. Они увеличивают устойчивость дерева к вспышкам огня, предохраняют его от процесса гниения. Лаки, как правило, прозрачные.

Антипирен в форме лака

Пасты гарантируют защиту от возгорания. Чаще всего их используют в домах, где чердак практически не применяется.

Пропитки являются самой надежной защитой от огня. Его невозможно нанести на поверхность материала простой кистью. Кроме того, современные антипирены выполняют роль антисептика.

Антисептированные пропитки нужны для защиты древесины от биоразрушений и огня. Антисептик антипирен защищает древесину от очага пожара и процесса естественного разложения.

В магазинах можно встретить готовые смеси для обработки дерева. Технология нанесения очень простая: для начала необходимо очистить поверхность материала от пыли, затем нанести одним слоем огнезащитное средство на древесину при помощи кисточки.

Как выбрать антипирен

Выбор антипирена зависит от способа обработки материала. Древесина ­ — недолговечный материал. При неправильном уходе она деформируется, подвергается разрушениям от насекомых и гниет. Поэтому лучше всего выбирать антипирены-антисептики. Такой материал называется биопиреном. Он справляется с любой потенциальной природной угрозой.

Выбор антипирена

Важно перед выбором средства проверить сертификат пожарной безопасности, который показывает, к какой группе оно относится. Это влияет не только на процесс возгорания древесины, но и на срок повторной обработки материала.

Существует несколько средств для защиты от огня:

  • Пирилакс Prime.
  • Neomid 450-1.
  • Фаворит.

Пирилакс Прайм подходит для бытового использования. Это антисептик, который уничтожает плесень, грибок. Кроме того, Пирилакс Prime применяют перед нанесением лака на дерево. Время огнезащиты зависит от условий использования Пирилакса: при наружном ­ около 7 лет, а при внутреннем ­ 10.

Neomid 450-1 считается самым эффективным средством огнезащиты дерева. Оно не окрашивает материал и не выделяет специфического запаха. Неомид 450-1 обеспечивает защиту от огня сроком до 10 лет. В его состав входит бура, которая замедляет процесс горения дерева.

Антипирен Неомид

Антипирен-антисептик Фаворит ­ промышленное средство огнезащиты дерева, предназначенное для строительных предприятий. Он обеспечивает защиту от пожара, останавливает огонь, уничтожает грибок, плесень, насекомых, увеличивает срок службы древесины.

Перед выбором антипиренов необходимо изучить их характеристики на показатели:

  • Группы эффективности огнезащиты. Их всего две. Первая ­ более надежная и допускает потерю массы на 10 %, тогда как вторая на 25 %.
  • Методы обработки.
  • Расход.
  • Срок службы обработки.
  • Оставляет ли после себя цвет или запах.

Многие изготовители предпочитают биопирены за счет удобства в использовании и универсальном применении. Популярный производитель антипиренов «Петрович» изготавливает эффективные пропитки для защиты дерева от огня.

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.


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий