В настоящее время огнезащитная обработка тканей важна в строительстве, объектах с массовым пребыванием людей, в чрезвычайных ситуациях. Поэтому вопрос о необходимости противопожарной обработки тканей достаточно важен и актуален. Основными функциями противопожарной обработки тканей являются: 1) предотвращение возгорания тканевых материалов при воздействии низкокалорийных источников огня – спичек, сигарет; 2) максимальное ограничение скорости и объема распространения пламени в случае пожара; 3) максимальное уменьшение количества образующихся при пожаре дыма и токсичных веществ.
Одной из основных причин возникновения пожара и получения ожоговых поражений человеком при воздействии открытого пламени и теплового потока высокой интенсивности является использование горючих материалов в одежде, интерьере и отделке помещений. Сейчас на рынке представлено немало составов, которые используются для противопожарной обработки тканей: Антал ТМ, Аттик, Файрекс-200, -300,-400, биопирен МИГ-09 по ТУ 2499-039-24505934-2009, Нофлан Т-2 по ТУ 2433-302-05763458-03, Пирофакс N-метилол-3-(диметилфосфинил)пропионамид по ТУ 6-14-19-4-19-81, Пироватекс ПВТ N-метилол-(О,О-диметилфосфопропионамид, мочевина, термореактивная смола Метазин – пента- и гекса-N-оксиметильные производные меламина, продукт АБ - трис(2,3-дибромпропил)фосфат, Стабитерм 217 по ТУ 2316-007-84300285-2008, Лакрон-лак по ТУ 2311-004-55076036-2007, СГК-2, Файэфлекстм Крилак, Старый Вяз.
В работах [1, 2] придание негорючести хлопчатобумажным или хлопколавсановым полотнам предлагается осуществлять за счет нанесения на их поверхность дискретного поливинилхлоридного покрытия с антипиренами. Однако, огнестойкость таких материалов при воздействии открытого пламени недостаточна и составляет не более 12 с, что может быть объяснено конвективным характером воздействия теплового потока и, как следствие, низкой эффективностью экранирования текстильной основы продуктами разложения дискретного полимерного покрытия. В работе [3] для придания негорючести хлопчатобумажным и хлопколавсановым тканям использован принцип объемной пропитки материала огнезащитным составом из хлорвинилового парафина, сополимера этилена и винилацетата, трехокиси сурьмы, карбоната кальция, окиси цинка и каолина. Однако введение в огнезащитный состав трехокиси сурьмы ограничивает его использование по гигиеническим показателям. Огнестойкость материалов, получаемых с использованием таких композиций, недостаточна. К тому же эти композиции предназначены для хлопчатобумажных и хлопколавсановых тканей и получаемые с их использованием материалы имеют недостаточно высокие физико-механические показатели.
В патенте [4] придание негорючести полиамидным тканям, обладающим высокой стойкостью к истиранию, предлагается осуществлять за счет нанесения на ее поверхность тонкого пленочного покрытия на основе каучука СКТН, придающего материалу не только огнезащитные, но водоупорные свойства. Кроме того, в композицию могут быть введены различные целевые добавки и пигменты. Недостатком этой композиции является ее невысокая стабильность, так как она вулканизуется при комнатной температуре. Стабильность латексного раствора, в зависимости от температуры в помещении, составляет 20…40 мин. Кроме того, покрытие материала, получаемое с использованием этой композиции, обладает низкой устойчивостью к истиранию.Близкое техническое решение описано в работе [5], где композиция для получения огнестойких текстильных материалов включает низкомолекулярный силоксановый каучук СКТН, отвердитель этилсиликат-40 (ГОСТ 26371-74) или тетраэтоксисилан (ТУ 6-02-708-76) и эфир ортотитановой кислоты. Близкое по сущности решение приведено в работе [6], поверхность материала из тканевой основы (капроновых, полиэфирных и хлопковых волокон) обрабатывалась низкомолекулярным силоксановым каучуком, однако существенного снижения огнестойкости текстильного материала не наблюдалось.
Наиболее высокими огнестойкими свойствами обладают материалы на основе неорганических волокон. В патенте [7] предлагается гибкий листовой материал, применяемый в аэрокосмической технике, содержащий керамические волокна из алюмоборосиликата и силиконовую резину на основе полиметилвинилсиликона. Недостатком этого материала является относительно высокая поверхностная плотность и низкая отражающая способность.
В работе [8] приведен материал для тепло- и огнезащитной одежды, содержащий три слоя: волокнистый, герметизирующий и металлосодержащий, причем два последних слоя на основе фторкаучука. Металлосодержащий слой толщиной 10-150 мкм содержит алюминийсодержащий наполнитель. Способ является достаточно трудоемким, и для пропитки нетканого материала неприемлем.
На основе проведенного патентного поиска [1…8] установлено, что основными способами придания негорючести текстильным материалам являются:
- обработка тканей растворами антипиренов на стадии финишной отделки полотна,
- нанесение негорючих (огнестойких) покрытий на поверхность материала.
Основываясь на результатах патентных исследований, в качестве объекта исследования был выбран нетканый материал на основе полиакрилонитрила и поливинилиденфторида и негорючие материалы: аминосилан АГМ-9 по ТУ 6-02-724-77 и фторопластовая дисперсия Ф-4Д по ТУ 6-05-1246-81. Нанесение пропитки осуществляли окунанием полоски нетканого материала в раствор. Сушку образцов проводили при температуре 20ОС. Величину привеса пропитки рассчитывали по разности масс исходного образца материала и массы образца после высушивания. Оценку негорючести материалов проводили с ограничением времени воздействия пламени горелки, равном 12 с [9, 10]. На рис.1 приведена фотография вертикального теста на огнестойкость. Основные результаты исследования сведены в табл. 1
|
а) |
б) |
Рис.1. Внешний вид образцов после воздействия пламени с пропиткой АГМ-9 (а) и с пропиткой Ф-4Д (а)
Таблица 1
Данные по параметрам огнезащитных образцов
|
№ |
Пропитка |
Концентрация раствора, моль/л |
Изме-нение массы образ-ца, г |
Измене-ние массы образца, % |
Поверх-ностная плот- ность, г/м2 |
Высо-та выгорания, мм |
Пло-щадь выго-рания, мм2 |
Приме-чание |
|
1 |
Без пропитки |
- |
0 |
0 |
20 |
120 |
930 |
Материал не хрупкий |
|
2 |
АГМ-9 |
0,05 |
0.04 |
6,95 |
30 |
70 |
525 |
|
|
3 |
|
0,03 |
0.02 |
3,13 |
27 |
90 |
675 |
|
|
4 |
Ф-4Д |
по ТУ |
1,34 |
59 |
88 |
12 |
90 |
|
|
5 |
|
по ТУ |
0.70 |
31 |
42 |
20 |
170 |
Анализ экспериментальных результатов показывает, что пропитка нетканых материалов аминосиланом АГМ-9 и фторопластовой дисперсией Ф-4Д является эффективным способом повышения негорючести материалов. Высота выгорания образца при использовании аминосилана АГМ-9 снизилась в 1,3 …1,7 раза, при применении дисперсии Ф-4Д в 6…10 раз. Более высокие показатели негорючести нетканого материала, пропитанного Ф-4Д, обусловлены большей долей привеса пропитки.
Выводы: 1) проведен анализ способов придания негорючести текстильным материалам, 2) установлена возможность повышения негорючести нетканых материалов пропиткой их аминосиланом и фторопластовой дисперсией, 3) установлено, что пропитка нетканого материала дисперсией Ф-4Д имеет более высокую эффективность.
Литература:
1. Патент РФ на изобретение №2101407 /Журко А.В., Шаталов Э.В., Дорохов А.М., Холстов В.И., Некраха А.В., Кузьмин А.С.// Огнезащищенный текстильный материал. -1998.
2. Патент РФ на изобретение №2137607 / Журко А.В., Хелевин Р.Н. // Огнестойкий текстильный материал. -1999.
- Патент США N 4032517/Оскар А. Пикетт, младший, Джон У. Стоддард // Фосфоросодержащие сополиамиды и их волокна. – 1977.
- Патент РФ № 2203993 на изобретение / Журко А.В., Хелевин Р.Н., Никитин Ю.А. // Огнестойкий текстильный материал. -2003.
5. Патент РФ на изобретение №2265683/ Журко А.В., Хелевин Р.Н., Уткин Г.В. // Композиция для получения огнестойких текстильных материалов.- 22.12.2003.
6. Патент РФ на изобретение №2294414/ Журко А.В., Хелевин Р.Н., Уткин Г.В., Шаталов Э.В., Никитаев С.П., Шеляпин И.П. // Огнестойкий текстильный материал.- 2007.
- Патент ЕПВ № 0240248 / Дэвид Алан Гримвуд //Огнезащитные материалы -1987.
8. Патент РФ на изобретение №2127537 / Брагин В.И., Протопопов М.С., Гусева И.Б. // Материал для тепло- и огнезащитной одежды и способ получения алюминийсодержащего наполнителя для него. – 05.03.1998.
- ГОСТ 11209-85. Ткани хлопчатобумажные и смешанные защитные для спецодежды. Технические условия,
- ГОСТ 15898-70. Ткани льняные и полульняные. Метод определения огнестойкости.
