Полимерные материалы в строительстве почти не используют в качестве несущих конструктивных элементов. Они, в основном, применяются как отделочные, облицовочные, и потому нет смысла защищать их экранами или покрытиями.

1 Снижение тепло- и массопереноса между пламенем и конденсированной фазой. Например, теплоизолирующее экранирование поверхности вспученным слоем того же самого (основного) материала.

2 Охлаждение (флегматизация) пламени в результате отдачи тепла во внешнюю среду:

– отток тепла от покрытия через теплопроводное основание;

– флегматизация пламени негорючими газами;

– потери тепла на выпаривание и пиролиз полимерной матрицы;

– разложение наполнителей, удерживающих химически связанную воду;

– унос тепла истекающим расплавом полимера.

3 Срыв пламени потоком окислителя.

 

Химические средства влияния включают:

– химической модификацией полимеров;

– введением наполнителей;

– введением антипиренов, дымоподавителей или других целевых добавок;

– нанесением огнезащитных покрытий;

– комбинацией разных методов.

Для каждого типа полимера присущи свои методы повышения теплостойкости и огнестойкости.   К началу

  Полиолефиновые ПСМ. К ним относят полиэтилены, полипропилены и их сополимеры. В строительстве из них изготовляют гидроизоляционные пленки, водопроводные и канализационные трубы, погонажные изделия, фитинги. При использовании полиолефиновых ПСМ надо учитывать, что вместе с полезными свойствами: прочностью, химической стойкостью, морозостойкостью, влагонепроницаемостью, они имеют низкую термостойкость, легкую воспламеняемость и повышенную пожарную опасность. Их горение проходит с плавлением и разбрызгиванием горящих капель, но без сильного дымовыделения. Для повышения прочности, жесткости, твердости полиолефинов к ним добавляют наполнители: асбест, тальк, карбонат кальция, слюду. Эти наполнители практически не снижают горючесть композиций.

 Несколько увеличить пожаробезопасность полиолефиновых ПСМ позволяет добавление мелкодисперсного порошка алюмосиликатов (цеолита), гидроксидов алюминия и магния. Эти добавки повышают температуру самовозгорания на 50-70 ^оС, уменьшают время самозатухания и потери массы при горении. 

Снизить горючесть также можно методом модификации основы галогенами. Например, у хлорированного полиэтилена кислородный индекс повышается до КИ = 26 %. 

Еще одним способом уменьшения пожарной опасности полиолефиновых ПСМ является введение в их состав антипиренов. Неорганические антипирены, за исключением соединений аммония, неэффективны. Лучшее зарекомендовали себя органические антипирены: хлорпарафины, гексабромбензол, триброманилин, ПВХ.   К началу

 

  Поливинилхлоридные ПСМ  (из которых вырабатывают трубы, линолеум, пенопласты, облицовочные материалы, кровли и электроизоляцию) относятся, в основным, к трудновоспламеняемым материалам. Но их пожароопасные характеристики в очень большой степени зависят от состава и количества наполнителей и пластификатора.

Уменьшения дымообразования и пожарной опасности добиваются добавлением в композицию наполнителей, таких как каолин, талькомагнезит, Mg(OH)₂, Al(OH)₃, Sb₂O₃. С помощью наполнителей из оксидов и карбонатов натрия, магния, кальция, меди удается нейтрализовать хлороводород, который получается при горении. 

Действенными методами получения ПВХ-материалов со сниженной пожарной опасностью также являются химическая модификация ПВХ газообразным хлором и использование микрокапсулированных антипиренов на основе галоидсодержащих фосфатов. 

Комплекс указанных мероприятий позволяет значительно снизить для ПВХ-материалов димообразующую способность (на 25 %), повысить кислородный индекс на 15...19 % (до КИ = 60 %) и  температуру возгорания до 620 ^оС  при сохранении удовлетворительных эксплуатационных характеристик.            К началу

 

  Полистирольные ПСМ очень распространены в строительстве. Чаще из них вырабатывают стеновые облицовочные плитки, сантехнические изделия и пенопласты. Способ снижения горючести для полистирольных ПСМ зависит от их назначения. Перспективным методом считают химическую модификацию стирола галоид- и фосфорсодержащими мономерами (например, это может быть винилхлорид, винилбромид, хлорирование полимера). Но такой путь может привести к ухудшению эксплуатационных свойств материала.

 Другой метод снижения горючести состоит в применении реакционноспособных антипиренов, таких как гексабромэтан, тетрабромпараксилол и др. При этом для повышения эффективности огнегасящего действия антипиренов дополнительно используют вещества-синергиты (например, Sb₂O₃, органические перекиси, ароматические амины и др.).  

Пенополистирольные изделия в некоторых случаях защищают от действия огня с помощью огнезащитных покрытий на основе жидкого стекла, армированного наполнителем: волокнистым (асбестом) или порошкообразным (диатомитом, кварцевой мукой).    К началу

 

  Полиэфирные ПСМ для повышения огнестойкости подвергают химической модификации с помощью галоген- и фосфорсодержащих реагентов и/или добавляют наполнители и антипирены. В качестве наполнителя чаще используется Al(OH)₃, но большой интерес вызывает введение модифицированного вискозного волокна или порошкообразного ПВХ. 

Добавки, уменьшающие пожароопасные свойства способны сделать полиэфирный ПСМ трудновоспламеняемым и, даже, трудногорючим, но они, как правило, отрицательно влияют на его механические и эксплуатационные характеристики.
К началу

 

  Полиуретановые ПСМ. Перспективным способом получения огнезащищенных полиуретанов является их направленный синтез и модификация с целью повышения термостойкости. 

Традиционный метод снижения горючести – введение неорганических наполнителей (тонкомеленые силикаты, асбест, перлит, стеклобисер).

 Также, для повышения огнестойкости используют многочисленную группу антипиренов на основе галоген- и фосфорсодержащих веществ, металлосодержащих комплексов с аминами, микрокапсулированных добавок. 

Применение этих методов переводит полиуретановые изделия в трудногорючее состояние (например, кислородный индекс повышается с КИ = 8 до КИ = 35).    К началу

 

  Фурановые ПСМ используют как вяжущее при изготовлении полимербетонов, слоистых пластиков, герметиков. 

Пожароопасные свойства фурановых полимеров повышают введением наполнителей. Огнезащищенные полифурановые пенопласты имеют кислородный индекс КИ = 40. 

Интересно, что при продолжительном тепловом воздействии (450 ^оС; 200 ч) их прочность возрастает приблизительно на 10 %.     К началу

  Эпоксидные ПСМ отличаются большим многообразием. Для улучшения огнезащиты в их составе стараются использовать бром-, галоген-, фосфорсодержащие олигомеры или отвердители. Также, очень популярным является введение синергитов (Sb₂O₃, Zn, Sn₂), оказывающих содействие сохранению свойств ПСМ и препятствующих выделению пластификатора при старении. 

Выбор антипиренов определяется требованиями к технологическим, эксплуатационным, санитарно-гигиеническим свойствам эпоксидных ПСМ. Здесь, как правило, используют галоидсодержащие антипирены (хлорированные парафины, гексабромбензол, хлорендиковый ангидрид и др.). Среди неорганических наполнителей наибольшее использование для снижения горючести эпоксидных полимеров получили Al(OH)₃, борат цинка, ортофосфат аммония, микрокапсулированные хладоны, CCl₄.
К началу

Органические наполнители повышают горючесть фенольных и карбамидных пластмасс, и тогда для уменьшения пожарной опасности в их состав вводят антипирены. Например, слоистый пластик на основе бумаги и фенолформальдегидных полимеров – гетинакс, который относят к горючим материалам (t_займ = 335 ^оС, t_с/с = 495 ^оС, t_{розклад} = 250 ^оС, КИ = 25.7), при добавлении антипирена (тетрабромдифенилолпропана) переходит в группу трудногорючих материалов. Антипирены могут использоваться как в составе пропиточного раствора, так и для модификации бумаги. 

Для изготовления огнезащищенных ДВП и пенопластов в их состав вводят антипирены на основе фосфата аммония, ПВХ, нефелинаа, ортофосфорной кислоты и др.    К началу