Введение к работе
Актуальность работы. Среда нових строительных материалов, производство которых к концу SO годов увеличится на троть, ведуцео место занимают полимерные композиционные материалы. Б постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 1022 "Си ускоренном развитии приоритетных направлений химической науки и технологии" отмечается, что одним из приоритетных направлении является создание и внодрешш новых ввдов полшерных композиционных материалов (ГО!), обладающих высокой стойкостьв к воздействию агрессивіпос факторов. Ведуцео место среди ГОШ на основе реащиогаюспособных олигопоров, обладащих высокими эксплуатационными свойствами и стойкостью к воздействие агрессивных факторов окружаидей среды, затмают маториаии на осново дка-новых эпоксидных олигомеров. Эпоксидные олигомеры используют в качества связующи стеклопластиков, тепло- я гидроизоляционных материалов, монолитных покрытий, клеев и других материалов. Шесте с тем повышенная горычееть, диыообразутадая способность и токсичность продуктов горения ПКМ на основе эпоксидных сллгоис-роо сдерживает их более широкое применение в строительстве. Поэтому ва-зное значение приобретает разработка методов скняеиия пат.арной опасности tin.! из основе эпоксидных олигомеров. О важности решения указанной" задача свидетельствует постановление Совета Министров СССР от 15 июля 1277 г. "О мерах по повивана» позарной беооаасности в насоленных пунктах и на объектах страны", постановление Совмина К 704 от I2.0C.F0 г. "О дополнительных мерах по предупреждению трагматпзма и других несчастных случаев" а другие директивные документы. В настоящее время разработку составов огнозашівдешшх ПКМ проподят эмпирически, причем основное внимание уделяется снинешш кх горючести. Применение аигипиреноп, как правило, приводи? к повылошю дшооСразушеЛ способности а токсичности продуктов горения материалов, j-худввшііз их (їизкісо-кеханячос-кзос характеристик. Поэтому большой вншаиие уделяется комплексному сяжешгю пожарной опасности композитов. Следовательно, создание полимерных композиционных материалов на основе эпоксидных олпгом-г>роп с понесенной нокарнол опасностью и високими эксплуатационными характеристиками нвдяогся весьма актуальной задачей.
Целью диссертационной paflora является совершенствование способов защиты от возгорания композиционных материалов на основе эпоксидных олигомеров.
Диссертационная работа выполнена п соответствии с комплексной программой 055. ГО, угегркден/гой Госстроем СССР от 30 якпарл 1986 г. раздел 055.09,ОТ.04.СВ.0U т,ТГ> "Прогости исследог-вния по соворгаен-
стьозашяс и разработке новых прогрессивных техно логических решений по устройству полимерных спецпокрытпй, ограадапцих стронтельннх конструкций в помещениях ЛЗС.", постановлением Бюро ТЭК Совмина СССР от 31 марта 1988 г., решением Государственной Комиссии & 185 от 31.05. 86 г. и планом васнейшах работ ШСІЇ им. В.Е. Куйбышева (й госрегиет-рации 01870070474).
Для лосткяения досгавлошгай цели необходимо было решить следующие основные научные и практические задачи:
- провести анализ свочегого диффузионного горения полимеров, опре
делить горючесть и стехиомегрические коэффициенты сгорания исходных
компонентов эпоксидные ПКЫ;
-. установить влияние химического строения и содержания алифатических амшшых отвердителей, фосфатных пластяйикаторов, мкнератьных наполнителей п промышленных марок ароматических брошргаяичесхих анти-пиренов на термостойкость, воспламенение и горение ПКМ на основе эпоксидного олигокера ЗД-20;
исследовать возможность применения в качестве антиниранов епоксидних композиций новые марки броморганпчеокпх соединений алкиларома-тлче.екого ряда;
ькбрагь исходные компоненты для производства огнезащищенных ПКМ на основе эпоксидного олкгомера ЭД-20, обладающих высокими эксплуатационными показателями;
на основе комплексного подхода разработать эффективные, научно обоснованные методы снижения воспламеняемости в дымообразующей способности епоксидних ПКМ, исследовать ыаганязм действия бромсодержа-иих антшшрвнов и дымоподавителей ферроцена ;
провести комплексную оценку пожарной опасности разработанных композиционных материалов ва основе эпоксидных олигокеров;
выявить коррелята» ыааду маломасштабными иетодвми оценки воспламеняемости полимерных композиционных материалов;
исследовать влияние плотности падающего теплового потока на горение эпоксидных стеклопластиков;
изучить влияние кажущейся плотности на макрохннетические закономерности диффузионного горения заливочных пенопластов на основе реакщюнноспособных олигошров;
- провести опытно-промышленное и промншленное внедрение, выполнить
технико-экономический расчет эффективности применения огнезащишенньгс
ПКМ на основе эпоксидного олигомера ЭД-20.
Научная новизна:
установлено влияние химической" природи к содержания али.}атачес-ких ди- и полиш,пп!ов, $ос$атшсс пластификаторов, крогашлешосс марок ароматических броморгаялческпх аитинцренов и минеральных наполнителей на основные показатели воспламенения и горзкля нолнігеррастьорав, стеклопластиков и пенопластов на основе эпоксидного олигокера ЗД-20;
виявлено влияние морфохогчш заливочных пенопластов па какроки-нетические закономерности свачєвого диффузионного горония теплоизоляционных материалов;
проведена кошшэксная оценке пекарной опасности полимерных кок-позиционных материалов на основе эпоксидных олэтомеров, установлена корреляция меаду маломасатаблшн методами опенки горачостн полімерних кошгазвциошпж материалов: ые;:ду кислородным индексом (КН) и по-лозателем горючести Кор пра испытали* методой КТ, КИ п критической плотностью теплового потока воспламенения ( <^ ]а)).
Практическая ценность работа;
разработаны составы эпоксидных композиций, предназначенные для получения трудновосйлшиюеиих с умеренной ддщообразуидаїі способностью монолитных покрытий, пенополпэпокоидов и стеклочлаегккон, обладающих высоким эксплуат&ционнвш свойстваш и предназначенных для работы в агрессшших сродох; |
предложено использовать в качество 'галогенсэдоргглтх ангагаїре-ков зпокевдішх ПКМ новые марки бромхлорсодср,т.ащкх анташренов алкмь ароматического ряда в сочетания с грехоксидок сурьми к «Тзррзценом;
получены зависимости КЇ от содераякия антилиренов, выявленные корреляции ыэнду показателями воспламеняемости материала позволяет подбирать' составы огиэзодвденша ПКМ боз проведения крулномясогабных испытаний;
определены основные эксплуатационные и пожароопасные свойства монолитных покрытий, пенопластов и стеклопластиков яа осново эпоксидного олигомора ОД-20 и брокорганіпеских атітипкрснов, определены их наиболее рациональные области применения в строительстве.
. ' Реализация в тзомшяенности. Монолитна огкезпцпщеннно эисхеил-ные шжрнтмя использованы для защити строительных конструкций в кислотном цехе В 2 Рязанского ПО "Хишолокно" на нло^эди 3713 ьг. На Чимкентском огатюм заводе теплоизоляционных изделий треста "Казтап-лоизоляплп" выпущено 6,2 м1 трудновоспламеняемнх пеиополизпоксидов (ппэ) и 1260. м*5 грудиовоеплакекяешх стеклопластиков. СушарннЯ экономический э^4>ект от реализации в промышленности разработанных труд-
новоспламеняешх апоксішшх ПИЛ составил 75 390 руб.
Апробация рабогн. Основные положения работа балы доложены на республиканской научно-технической конференции молодых ученых и спе-щгалистов в г. Алка-атв, 1989 г., УІ всесоюзной конференции по горе-юш полимеров и создана» ограниченно горючих материалов в г. Суздале 1988 г., ЕГ всесоюзном совещании "Состояние и развитие работ по производству в применению антгашренов" в г. Саки 1990 г.
Дублякацип. Результаты исследований опубликованы в 7 печатных работах.
Структура и объэм диссертации, диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка используемой литературы, авлачащого 188 каїаіенований и 6 приложений. Работа изложена на 166 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка и 18 таблиц.
Ва, ,эвдта„Рйм>о,ятея'»
данные о влиянии промышленных марок алифатических да- и полиаминов, фосфатных пластификаторов, минеральных наполнителей и бром-органических антгашренов на термостойкость, воспламеняемость, горючесть и дымообразующую способность полшеррасгворов, леносластов и стеклопластиков на основе дианового олнгомера ЭД-20;
физико-химические свойства ноеых марок бромхлорсодержащих анти-пиренов, термостойкость, горючесть, дымообразующая способность и основные физико-механичэские свойства впоксвдных полимеррастворов и стеклопластиков, содержащих указанные антипірени;
корреляционные зависимости мезду Кй и О. _, КИ и К', ско-ростьв распространения по горизонтальной поверхности * рп и кажущейся плотностью пенополиэпоксидов;
результаты исследования механизма действия сияергическоЯ смеси, состоящей из броморганическис антишаренов, ферроцена и трехоксида сурьмы;
составы композиций, предназначенные для производства трудновос-пламевяемых ПКМ на основе олигомера ЭД-20 и броморганическнх аятшта-ренов;
результаты опытно-промышленного и промышленного внедрения и технико-экономические показатели разработанных огяезаишщеюшх эпоксидных ПКМ.
