Лако-красочные материалы — производство

Повышение огнестойкости органических покрытий при введении мине­ральных наполнителей обусловлено уменьшением относительного содер­жания горючей составляющей покрытия, изменением его теплофизичес­ких характеристик, а также условий тепло — и массообмена при горении. Такое действие оказывают практически все инертные, заметно не разла­гающиеся при температуре пламени минеральные пигменты и наполните­ли, из которых наибольшее применение получили технический углерод, диоксид титана, оксид кремния, каолин, тальк, слюда, графит, вермику­лит, асбест, стеклянные микросферы и чешуйки, перлит, керамзит.

Ряд наполнителей (гидроксид алюминия А1(ОН)3 -6Н2 О, оксалаты и карбонаты металлов, борная кислота и ее соли, фосфаты, содержащие кристаллизационную воду) проявляет свойства антипиренов. Огнезадер­живающее действие наполнителей-антипиренов обусловлено выделением паров воды при разложении в пламени. Ниже приведена температура разложения наполнителей-антипиренов [73, с. 142]:

Гидроксид алюминия 180-200

TOC o "1-5" h z Борная кислота 185

Гидроксид железа 150—200

Кристаллогидрат карбоната магния 170

Ок салат кальция 200

Гидроксид стронция 200—300

Выделение паров воды приводит к охлаждению зон горения. В неко­торых случаях происходит образование оксидной пленки на горящей

Поверхности [74, с. 240J, выделение газов, не поддерживающих горение: СаС204-Н20 ^CaC204 ^-CaCOg ^ CaO 4Н3ВОу 4НВ03 ^ Н2Б407 ^ 2Ва03

2А1(ОН)3 —А1203 + 3HzO K2Al2Si6016 + С02 + 2HzO —► К2СОа + 4Si02 + H4Al~Si2Og H4Al2Si2O0 —► А12Оэ + 2Si02 + 2НгО

Наиболее эффективным наполнителем-антипиреном является гидр­оксид алюминия, значительно повышающий кислородный индекс поли­меров (рис. 1.19).

Пламягасящее действие борсодержащих наполнителей обусловлено преимущественным образованием оксидной пленки В20з, плавящейся при температуре ниже температуры пламени. Снижение температуры приводит к неполному сгоранию полимерного материала. Выделяющие­ся пары и газы (Н20 и С02) создают на поверхности пенный слой, пре­пятствующий протеканию окислительной деструкции поверхностных слоев покрытия, затрудняют тепло — и массоперенос из поверхностной зоны в пламенную.

К наполнителям-антипиренам можно отнести также оксид сурь­мы (III) Sb203, который является синергистом галогенсодержащих органических антипиренов. Действие оксида сурьмы (III) обусловлено образованием оксихлоридов сурьмы при взаимодействии с хлороводо- родом, выделяющимся при разложении хлорсодержащих антипиренов. Дальнейшее разложение оксихлоридов сурьмы приводит к образованию летучих галогенидов сурьмы, которые реагируют с радикалами Н’ и НО’ в зоне пламени:

5SbOC1 Д^iecFc" s + SbCl3

4Sb4OsCl2—5Sb304Cl + SbCl3

3Sb3°4Cl :Ь0-505oC 4Sb2°3 + SbC13

В качестве добавки, повышающей огнестойкость покрытий, в последнее время находят применение волокнистые наполнители из титаната калия (К20 •4ТЮ2 -4Н20, К20-6ТЮ2 -4Н20) с диаметром

Рис. 1.19. Изменение кислородных индексов Jq наполнен­ных эпоксидных покрытий при увеличении массовой доли оксида алюминия (У), кремния (2) и гидроксида алюми­ния (J) [73].

Частиц 0 1-2 мкм, пламягасящее де ствие которого о условлено взрыв­ным характером выделения летучих компонентов („адиабатические по­крытия”) (Яп. пат. 57—102967)

Эффективность наполнителеи-антипиренов возрастает с увеличением дисперсности, что связывают с влиянием физико-химических свойств по­верхности (наличие активных центров) на адсорбцию продуктов разло­жения полимеров и уменьшением дымообразования, а также с увеличе­нием поверхности контакта с пленкообразователем.