Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Медведев Даниил Викторович

Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью
<
Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Медведев Даниил Викторович. Разработка полиуретановых материалов с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью: диссертация ... кандидата технических наук: 02.00.06 / Медведев Даниил Викторович;[Место защиты: Волгоградский государственный технический университет].- Волгоград, 2015.- 172 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Существующие представления о структуре полиуретановых материалов и их свойствах во взаимосвязи с физико-химической природой используемых компонентов (литературный обзор) 9

1.1 Особенности структуры в зависимости от природы компонентов и специфики химических превращений при получении полиуретановых материалов 9

1.2 Основной ассортимент олигомеров (жидких каучуков) для получения эластичных полиуретанов 12

1.3 Основные ингредиенты литьевых композиций и их влияние на эксплуатационные свойства покрытий 18

1.4 Особенности термоокислительного и гидролитического старения полиуретанов на основе олигоэфиров и олигомеров диеновой природы 20

1.5 Эффективность стабилизации полимеров с помощью антиоксидантов 25

1.6 Современное состояние исследований в области создания полиуретановых покрытий пониженной горючести 32

1.7 Постановка задачи по материалам литературного обзора 38

Глава 2 Объекты и методы исследований 40

2.1 Объекты исследований 40

2.2 Методы исследований 45

Глава 3 Влияние противостарителей на термоокислительную стабильность ЭПУ, полученных отверждением композиций на основе олигодиендиолов 49

3.1 Особенности стабилизации сетчатых эластичных полиуретанов на основе олигомеров СКДП-Н, ПДИ-1К и их смесей 49

3.2 Влияние химической природы стабилизатора на индукционное время окисления полиуретановых материалов (по данным дифференциально-сканирующей калориметрии ) 57

3.3 Выявление синергетического эффекта при совместном использовании стабилизаторов различного химического строения 66

Глава 4 Влияние типа отвердителя на гидролитическую устойчивость ЭПУ, полученных из форполимеров на основе простых олигоэфиров 72

Глава 5 Повышение атмосферостойкости полиуретановых материалов путем формирования поверхностного слоя из растворов насыщенных высокомолекулярных каучуков 79

5.1 Особенности деструкции полиуретановых материалов на основе олигодиендиолов в условиях озонного воздействия 79

5.2 Разработка защитных композиций на основе этиленпропиленового каучука для поверхностного слоя полиуретановых покрытий 82

5.3 Разработка защитных композиций на основе растворов высокомолекулярных полиуретановых каучуков 85

Глава 6 Разработка полиуретановых материалов с пониженной горючестью 104

6.1 Изучение противопожарных свойств полиуретановых материалов, изготовленных на основе олигомера ПДИ- 1К 104

6.2 Влияние хлорпарафина и антипиренов на пожарные характеристики эластичных полиуретанов, полученных на основе олигомера ПДИ-1К 109

Глава 7 Практическое применение композиций на основе олигодиеновых олигомеров с гидроксильными группами для получения полиуретановых покрытий с повышенной атмосферостойкостью и пониженной горючестью 123

Заключение 133

Список сокращений и условных обозначений 135

Список литературы

Основной ассортимент олигомеров (жидких каучуков) для получения эластичных полиуретанов

Номенклатура жидких каучуков с концевыми функциональными группами достаточно широка [12, 13, 29]. Однако, для широкого практического применения на практике используются в основном два типа гидроксилсодержащих олигомерных продуктов: олигоэфиры и олигодиены. Первые используются преимущественно в виде форполимерных систем. Эксплуатация покрытий на основе олигооксиэтиленгликолей (имеющих на концах цепи активные первичные гидроксильные группы, например, Лапрол 5003) показала, что материал обладает повышенным влагопоглощением, а ЭПУ на основе олигооксипропиленгликолей более стабильны [2, 30]. С другой стороны, наличие в указанных олигоэфирах малоактивных вторичных ОН-групп не позволяет реализовать одностадийную схему получения ЭПУ и поэтому требуется предварительный синтез форполимера. К продуктам такого типа относятся форполимеры СКУ ППТ 4503, АДВ-17 и их аналоги.

Одностадийный синтез ЭПУ достаточно легко реализуется, если использовать олигобутдиендиолы, а также сополимеры бутадиена с изопреном (ПДИ-1) или пипериленом (СКДП-Н). Перечисленные гидроксилсодержащие олигомеры представлены на российском рынке.

Из зарубежных композиций одними из первых являлись составы на основе олигоэфиров, которые отверждали диизоцианатами. Полиуретановое покрытие, разработанное в США и получившее название «Тартан», поначалу нашло широкое применение благодаря высоким спортивным результатам [31, 32]. Вместе с тем, основной недостаток таких покрытий, выявленный в процессе эксплуатации - это повышение твердости и жесткости как результат старения ЭПУ такого типа, проявляющейся в негативном воздействии покрытия на опорно-двигательный аппарат спортсменов. Это воздействие получило термин «тартановый синдром» и результатом его являлось перенапряжение мышц ноги и возникновение травм [33-36]. Ввиду широкого распространения аналогов полиуретановых покрытий «тартан» стандарт Международной ассоциации легкоатлетических федераций, устанавливающий травмобезопасные требования к покрытиям беговых дорожек, рекомендует периодическую замену или капитальный ремонт постаревших покрытий [37], что является затратным.

Аналогичное "Тартану" покрытие "Спортан" разработано в СССР в 70-е годы 20 века на основе сложных эфиров адипиновой кислоты. Литьевые композиции отверждались на месте укладки при нормальной температуре полиизоцианатами в присутствии аминного катализатора [32]. Это покрытие отличалось низкой устойчивостью к гидролитическому старению и разрушалось на открытом воздухе полностью в течение первого года эксплуатации, вследствие чего производство таких композиций было прекращено [31].

К следующему поколению полиуретановых покрытий, которые начали широко использовать на спортсооружениях СССР, относится покрытие серии "Физпол" по технологии, разработанной в Волгоградском политехническом институте в начале 80-х годов. Литьевые композиции для покрытия "Физпол" базировались на основе олигодиендиуретандиэпоксида (жидкий каучук ПДИ-ЗАК) с концевыми эпоксидными группами и включали пластификатор, наполнитель, пигмент и другие добавки, а также отвердитель аминного типа [39 -45].

Синтез каучука ПДИ-ЗАК модификацией олигодиенов диизоцианатом (толуилендиизоцианатом, гексаметилендиизоцианатом) с образованием "открытого форполимера ПДИ-1" и последующей реакцией с глицидолом, способы отверждения в составе компаундов, а также свойства материалов описаны в работах [46 - 53]. Изучались свойства композиций на основе ПДИ-ЗАК, содержащих незначительное количество модифицирующих добавок (пластификаторов, наполнителей), отверждаемых ангидридами кислот при температуре 70 - 120 С и полиаминами. С технологической точки зрения следует отметить, что этот олигомер при стандартной температуре отличается очень высокой вязкостью, обусловленной образованием термолабильных ассоциатов с участием концевых полярных фрагментов молекул и образования водородных связей. В этой связи для получения композиций на основе ПДИ-ЗАК с требуемыми свободнолитьевыми свойствами необходимо использование большого количества пластификатора, что, зачастую, негативно сказывается на свойствах отвержденного материала. Поскольку последний обладает достаточно высокой термостабильностью, то это обусловило его применение в качестве защитных заливочных компаундов в радиоэлектронике и для решения ряда задач военно-промышленного комплекса [52 - 53].

Материалы на основе ПДИ-ЗАК исследовались и модифицировались впоследствии сотрудниками Волгоградского политехнического института, который в 1993 году был переименован в Волгоградский государственный технический университет. Изучались свойства новых материалов и были разработаны композиции, включающие наполнитель до 300 масс, частей, сложноэфирный пластификатор до 100 масс, частей, пигмент до 10 масс, частей, аминный или оловосодержащий катализатор, а также до 200 масс, частей резинового гранулята [39 - 41, 43 - 45, 54 - 58]. Например, в диссертационной работе [58], установлен уровень и диапазон требуемых динамических упруго-гистерезисных и релаксационных свойств, динамического модуля упругости G , тангенса угла механических потерь tg(p , отношения времени релаксации эластомера к периоду ударного нагружения т / Т, а также физико-механических свойств (твердость, разрывная прочность, относительное удлинение при разрыве, эластичность) материала покрытий спортивного назначения. В совокупности разработан комплексный критерий оценки свойств покрытий для беговых дорожек стадионов. Установлены значения этих параметров для соревновательных и тренировочных покрытий. Разработанный комплексный критерий хорошо коррелирует с показателями шести свойств, принятых позднее в качестве стандарта Международной ассоциации легкоатлетических федераций, в котором и сформулированы необходимые требования к покрытиям беговых дорожек, обеспечивающие их травмобезопасность и возможность достижения высокого спортивного результата [59]. Изучена зависимость изменения физико-механических и динамических упруго-гистерезисных свойства эластомерных покрытий спортивного назначения в диапазоне их возможного регулирования за счет изменения рецептурных факторов. На основе выявленных закономерностей разработаны математические модели зависимости от рецептурных факторов композиций в виде уравнений регрессии второго порядка, сформулированы научные принципы построения рецептур композиций на основе ПДИ-ЗАК для покрытий с заданными свойствами. Показано, что развиваемые в работе подходы к формированию эластичных покрытий, изготовленных на основе олигомера ПДИ-ЗАК, могут успешно использоваться при создании эластичных покрытий на иной олигомерной основе, в частности олигодиендиуретандиэпоксида СКДП

Влияние химической природы стабилизатора на индукционное время окисления полиуретановых материалов (по данным дифференциально-сканирующей калориметрии

Композиции готовили в шаровой мельнице, в которую последовательно загружали расчетное количество наполнителя, олигомера, влагопоглотителя, пластификатора, ПАВ, противостарителя и пигмента. Процедура гомогенизации в шаровой мельнице осуществлялась в течение 12 - 14 часов, за которое достигалась степень перетира по прибору «Клин» не менее 80.

Для получения образцов ЭПУ в навеску композиции вводили расчетное количество ПИЦ, агента разветвления цепи (глицерин) и катализатора уретанообразования. После тщательного перемешивания реакционную массу заливали в формы, поверхность которых предварительно была обработана антиадгезивом в виде раствора полиизобутилена в гексане. Отверждение композиции осуществлялось при комнатной температуре в течение 72 часов.

Свойства образцов ЭПУ исследовали в соответствии с действующей нормативно-технической документацией: твердость (условные единицы Шор А) по ГОСТ 263-75; условная прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 270-75 при скорости движения нижнего зажима 100 мм/мин; стойкость к термоокислительному старению в воздушной среде по ГОСТ 9.024-74.

Испытания на гидролитическую стойкость образцов ЭПУ осуществляли путем их экспозиции в кипящей воде в течение заданного промежутка времени. После сушки образцов определяли физико-механические показатели и соотносили их с исходными значениями.

Исследование термоокислительной стабильности ЭПУ методом ДСК осуществляли в режиме регистрации времени индукционного окисления (ОІТ, ИВО). Образцы отвержденных полиуретанов тестировали с применением дифференциально-сканирующего калориметра теплового потока Netzsch DSC 204 Fl Phoenix в открытых алюминиевых тиглях. Нагрев до температуры испытания осуществляли со скоростью 10 К/мин в условиях постоянной продувки инертным газом (аргон). По достижении температуры испытания подачу инертного газа прекращали и начинали подавать кислород со скоростью 50 мл/мин. Все данные фиксировались и обрабатывались с использованием специализированного программного обеспечения Netzsch Proteus 6.

Озоностойкость изучали на образцах в напряженном состоянии. Концентрация озона составляла 10 мг/л при расходе газа 18 л/час согласно методике [185].

Стойкость к действию УФ-облучения оценивали инсоляцией образцов под действием полного спектра источника ДРТ-400 в течение заданного времени. Расстояние от образцов до источника излучения составляло 0,2 м. После облучения определяли физико-механические показатели материала, соотносили их с исходными значениями и определяли коэффициенты светового старения. Предварительный экспресс-анализ и отбор лучших образцов ЭПУ на стойкость к горению проводили в соответствии с методиками ГОСТ 28157-89. Данный стандарт позволяет в фиксированных условиях определить скорость распространения пламени по горизонтально закрепленному образцу.

Далее осуществляли комплексные исследования противопожарных свойств разработанных материалов.

Определение группы горючести проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть». Для всех материалов проводили три испытания, каждое из которых заключается в одновременном испытании четырех образцов этого материала.

Температуру дымовых газов и продолжительность самостоятельного горения устанавливали как среднее арифметическое значение результатов трех испытаний. Степень повреждения по длине определяли процентным отношением длины повреждения образцов к их номинальной длине и рассчитывали как среднее арифметическое значение этого отношения из результатов каждого испытания.

Степень повреждения по массе определяли процентным отношением массы поврежденной части образцов к начальной (по результатам одного испытания) и рассчитывали как среднее арифметическое значение этого отношения из результатов каждого испытания.

Определение параметров воспламеняемости материалов проводили по ГОСТ 30402-96. Сущность метода состоит в определении параметров воспламеняемости материала при заданных стандартом уровнях воздействия на поверхность образца лучистого теплового потока и пламени от источника зажигания. Параметрами воспламеняемости материала являются критическая поверхностная плотность теплового потока (КППТП) и время воспламенения. Плотность лучистого теплового потока составляла от 10 до 50 кВт/м .

Определение группы распространения пламени проводили по ГОСТ Р 51032-97. Сущность метода по определению группы распространения пламени материалов состоит в определении критической поверхностной плотности теплового потока, величину которого устанавливают по длине распространения пламени по образцу в результате воздействия теплового потока на его поверхность. В процессе испытания фиксировали время воспламенения и продолжительность пламенного горения. После испытаний измеряли длину поврежденной части образца по его продольной оси. Длину распространения пламени вычисляли как среднее арифметическое значение по длине поврежденной части пяти образцов. Далее устанавливали величину КППТП на основании результатов измерения длины распространения пламени по графику распределения поверхностной плотности теплового потока (ППТП) по поверхности образца, полученному при калибровке установки. При отсутствии воспламенения образцов, или длине распространения пламени менее 100 мм, считали, что КППТП материала составляет более 11 кВт/м . В случае принудительного гашения образца по истечении 30 мин испытания величину ППТП определяют по результатам измерения длины распространения пламени на момент гашения и условно принимают эту величину равной критической.

Определение коэффициента дымообразования проводили по ГОСТ 12.1.044-89. Сущность метода заключается в определении оптической плотности дыма, образующегося при горении или тлении известного количества испытуемого вещества или материала, распределенного в заданном объеме.

Разработка защитных композиций на основе этиленпропиленового каучука для поверхностного слоя полиуретановых покрытий

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о достаточно высокой эффективности применения растворов этиленпропиленового каучука в качестве пленкообразующего для формирования защитного поверхностного слоя с целью достижения технического результата, заключающегося в придании поверхности полиуретанового покрытия повышенной озоностойкости, а также стойкости к термоокислительному старению. Вместе с тем, нами установлено, что к факторам, лимитирующим использование этих композиций в качестве функционального слоя спортивных покрытий, относятся низкие износостойкость и физико-механические свойства пленкообразующего материала, а также недостаточная адгезия к основному полиуретановому субстрату. Эти обстоятельства обусловили необходимость проведения дополнительных исследований по поиску альтернативных материалов, которые были бы лишены указанных недостатков.

Как известно, макромолекулы вальцуемых уретановых каучуков обладают насыщенной цепью, а эластомеры на их основе характеризуются повышенной износостойкостью, прочностью, адгезией и другими ценными свойствами [173]. Эти факторы предопределили выбор, в частности, каучуков марок СКУ-8ТБ и СКУ-8А российского производства для использования их в основе растворных композиций, предназначенных для формирования защитного поверхностного слоя ЭПУ. Кроме того, расчет делался на то, что слой, сформированный из высокомолекулярного уретанового каучука (в отличие от этиленпропиленового каучука) должен обладать повышенным термодинамическим сродством к полиуретановому материалу, полученному из олигомерного жидкого каучука, ввиду близости химической природы. Прогнозировалось, что это должно позитивно отразиться на уровне межслойного адгезионного взаимодействия.

Поскольку уретановые каучуки относятся к полярным, то термодинамически выгодными растворителями для них являются, например, ацетон, этилацетат и подобные. С использованием этих доступных растворителей нами были установлены условия образования гомогенных растворов определенной вязкости, удовлетворяющие технологии формирования поверхностного слоя покрытий лакокрасочными методами. Были выявлены предпочтительные концентрационные интервалы по содержанию растворенного каучука, которые составляют 20-35 % для СКУ-8ТБ с молекулярной массой 200000 и 35-45 % для каучука марки СКУ-8А с молекулярной массой 120000.

Результат оценки термоокислительной стабильности образца СКУ-8ТБ в сравнении с материалом на основе Stobielast S125, используемым в настоящее время в качестве полиуретанобразующей спрей-системы для формирования финишного слоя спортивных покрытий, представлен на рис. 5.5.

Кривые ДСК материала на основе Stobielast S125(1)H образца уретанового каучука СКУ-8ТБ (2). Режим измерения изотермический, 180 ОС, ток кислорода 50 мл/мин. Из представленных кривых ДСК следует, что образец на основе Stobielast обладает низкой термоокислительной устойчивостью (кривая 1). В условиях испытания термоокислительная деструкция развивается практически с самого начала. Для материала на основе уретанового каучука (кривая 2) экзотермический пик, характеризующий начало процесса окисления и промежуток времени до его активной фазы, не регистрируется даже по истечении более 200 минут. Это свидетельствует о высокой термоокислительной стабильности объекта и подтверждает целесообразность использования насыщенных высокомолекулярных уретановых каучуков в основе композиции, предназначенной для формирования финишного защитного слоя.

Несмотря на высокую термоокислительную стабильность

высокомолекулярных уретановых каучуков, следует отметить, что неструктурированные пленки, полученные из растворов этих каучуков, практической ценности не имеют из-за низких прочностных показателей и хлад оте кучести, что ограничивает их прямое применение. В этой связи, необходимо обеспечить условия, позволяющие реализовать реакции структурирования (трехмерного сшивания) пленкообразующего материала на основе уретановых каучуков, которые протекали бы непосредственно при формировании верхнего защитного слоя при стандартных температурных условиях. Исходя из имеющихся литературных данных, в качестве сшивающего агента был использован полифениленполиизоцианат (ПИЦ). С учетом строения и молекулярных масс каучуков расчеты показали, что оптимум концентрации ПИЦ должен находиться в пределах 10 и 14 масс.ч. для каучука СКУ-8ТБ и СКУ-8А соответственно. Как влияют указанные количества ПИЦ на физико-механические свойства материалов, а также их твердость демонстрируют данные таблицы 5.3. Таблица 5.3- Влияние количества полиизоцианата на физико-механические свойства и твердость пленкообразующих материалов на основе каучуков СКУ-8ТБ и СКУ-8А

Как видно из данных таблицы 5.3, материал пленки без добавки ПИЦ независимо от типа уретанового каучука обладает низкой прочностью, твердостью и очень большим относительным и остаточным удлинением, что характерно для несшитых материалов. Введение в растворы каучуков сшивающего агента (ПИЦ) в обоих случаях приводит к кардинальному изменению физико-механических параметров, что проявляется в резком возрастании прочности при одновременном уменьшении значений относительного и остаточного удлинения. Очевидно, это свидетельствует в пользу того, что произошло образование трехмерно сшитой структуры и материал начинает проявлять свойства вулканизованного эластомера.

Для установления возможного механизма сшивания макромолекул каучука полиизоцианатом были проведены исследования пленок на основе СКУ-8ТБ с помощью ИК-Фурье спектроскопии. Полученные спектры представлены на рисунках 5.6 и 5.7.

Влияние хлорпарафина и антипиренов на пожарные характеристики эластичных полиуретанов, полученных на основе олигомера ПДИ-1К

Применение тетрафторобората и полифосфата аммония в количестве 10 -15 масс.ч. в сочетании с 50 масс.ч. хлорпарафина не обеспечивает ощутимого эффекта в плане снижения горючести полиуретановых эластомеров (таблица 6.12, образцы 11 - 15), а увеличение доли этих компонентов в рецептуре негативно сказывается, во-первых, на свободно-литьевые свойства композиций (в случае повышения дозировки тетрафторобората или полифосфата аммония), и, во-вторых, на физико-механические характеристики отвержденных ЭПУ (в случае увеличения содержания хлорпарафина).

Таким образом, результаты осуществленного нами предварительного отбора показали предпочтительность применения оксида сурьмы и тетрабората натрия. Вместе с тем, учитывая условия испытаний на горючесть по ГОСТ 30244-94 и современные критерии по пожарным характеристикам к полимерным материалам для покрытий, предназначенных для эксплуатации в закрытых сооружениях, следует отметить, что все образцы разработанных ЭПУ с использованием модифицирующих добавок согласно таблице 6.11 не в полной мере соответствуют предъявляемым требованиям. Это предопределило необходимость дальнейшего поиска эффективных антипиренов с учетом известных данных [155] о возможности синергетического действия ряда веществ, например, на основе смесей галогенсодержащих соединений с оксидом сурьмы.

С учетом вышеизложенного, были изготовлены образцы ЭПУ с использованием различных комбинаций антипиренов. Варьировалось также содержание хлор и фосфатсодержащего пластификатора. Рецептурный состав и результаты испытаний образцов, проведенных в соответствии с ГОСТ 28157-89, представлены в таблицах 6.13 и 6.14.

Анализ данных таблицы 6.14 показывает, что самозатухающими свойствами обладают образцы ЭПУ под номерами 24 и 33 - 39. Материалы на основе таких композиций по скорости линейного горения соответствуют категории «пониженная горючесть». Указанный эффект обеспечивается за счет использования следующих сочетаний антипиренов и хлорпарафина: оксид алюминия-бура-хлорпарафин (образцы 36 и 37); тетрафторборат аммония-оксид алюминия-хлорпарафин (образец 33); тетрофторборат аммония-оксид сурьмы 119 хлорпарафин (образец 5); тетрафторборат аммония-бура-хлорпарафин (образец 34); оксид алюминия-полифосфат аммония-хлорпарафин (образец 38), полифосфат аммония-бура-хлорпарафин (образец 39) и оксид алюминия-полифосфат аммония-бура-хлорпарафин (образец 42). Последняя комбинация антипиренов в сочетании с хлорсодержащим пластификатором характеризуется наименьшей горючестью.

На основании полученных результатов были изготовлены образцы ЭПУ на основе композиции, рецептурный состав которой приведен в таблице 6.15, с целью расширенного тестирования в условиях сертифицированной пожарной лаборатории, осуществленного согласно требованиям «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности». Таблица 6.15 - Рецептурный состав композиции, модифицированной комплексом антипирирующих добавок

По результатам испытаний образцы ЭПУ, в состав которых была введена комбинация антипиреновых добавок в сочетании с хлорпарафином, в соответствии с требованиями нормативно-технической документации [174 - 178] по противопожарным характеристикам относятся: по показателю горючести - к группе Г2; по воспламеняемости - к группе В2; по распространению пламени - к группе РП1 и по коэффициенту дымообразования - к группе Д2.

Сопоставляя полученные результаты испытаний с требованиями [137] можно сделать главный вывод о том, что ЭПУ на основе разработанной композиции молено использовать при устройстве напольных покрытий в закрытых сооружениях.

Достигаемый эффект обусловлен найденным количественно-качественным соотношением антипирирующих компонентов, которые затрудняют возгорание и подавляют процесс горения полиуретанового эластомера по различным механизмам. Разработанный рецепт содержит компоненты, которые, во-первых, способны разлагаться при нагревании с выделением негорючих газов и паров, затрудняя фазу воспламенения. Во-вторых, включает антипирен,

122 способствующий обугливанию материала и образованию на его поверхности неокисляющегося стеклообразного слоя, затрудняющего диффузию воздуха и тепла через поверхность образца ЭПУ, подвергаемого огневому воздействию. В-третьих, содержит добавку, способную разлагаться с образованием продуктов, ингибирующих свободнорадикальный процесс горения. Это согласуется с известными данными [145 - 147, 183], в которых показано, что наличие фосфор-, бор и фторсодержащих аммониевых антипиренов (например, полифосфат аммония), а также гидратированного борсодержащего соединения натрия, может обеспечивать при огневом воздействии синергетический эффект, проявляющийся как на стадии воспламенения, так и за счет ингибирования непосредственно процесса горения (эффект самозатухания), а также в результате коксообразования в поверхностной зоне разложения и снижения расхода энергии на горение за счет эндотермических процессов дегидратации и испарения.

Таким образом, в рамках решения одной из поставленных в работе задач созданы полиуретановые материалы с улучшенными противопожарными характеристиками. На разработанную композицию получен патент РФ [184]. Композиция внедрена при укладке покрытия внутри помещений манежа ФГОУ ВПО СГАФК в г. Смоленске (см. акт, приложение № 2), а также манежа учебно-тренировочного центра «Новогорск» в г. Химки (см. акт, приложение № 3).

С использованием композиции такого состава была осуществлена укладка покрытий беговых дорожек на стадионах: учебно-спортивного центра олимпийской подготовки в г. Подольск, «Кристалл» в г. Губкин Белгородской обл., «ПромАгро» в г. Старый Оскол Белгородской обл., «Шинник» в г. Ярославль, «Локомотив» в г. Дмитров Московской обл. Обустроены универсальные спортивные площадки и залы в городах Тольятти (УСК «Олимп»), Кинель (Самарская обл.), Пыть-Ях (ХМАО). Фотографии некоторых из перечисленных объектов представлены на рисунках 7.1 - 7.3.