Розробка та оптимізація складу вогнезахисного покриття на основі епоксиполімерів

Автор(и)

  • Олександр Миколайович Григоренко Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0003-4629-1010
  • Євгенія Сергіївна Золкіна Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0003-2562-2546

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.237982

Ключові слова:

інтумесцентні вогнезахисні покриття, кратність спучення, епоксиполімер, поліфосфат амонію, гідроксид алюмінію, графітова добавка

Анотація

Об’єктом дослідження є інтумесцентні вогнезахисні покриття на основі епоксидних смол. Дослідження направлено на розробку математичних моделей залежності кратності спучення інтумесцентних вогнезахисних покриттів від їх складу. Зважаючи на складність протікання процесів при формуванні захисного вуглецевого шару, підбір оптимального співвідношення складових інтумесцентного вогнезахисного покриття доцільно здійснювати експериментальним шляхом з подальшою побудовою математичних залежностей кратності спучення від складу покриття. Тому експериментальні дослідження спрямовані на розробку та оптимізацію складу інтумесцентного вогнезахисного покриття на основі епоксиполімерів є важливим завданням. Дослідження проводилися згідно теорії планування експериментів з побудовою ортогонального композиційного плану другого порядку. Функцією відгуку був обраний лінійний коефіцієнт спучення. Для дослідження використовували композиції на основі епоксидного олігомеру ЕД-20, затверднені поліетиленполіаміном та наповнені поліфосфатом амонію, гідроксидом алюмінію та графітовою добавкою. За результатами обробки результатів експерименту отримано рівняння регресії та побудовані поверхні відгуку, що описують залежність лінійного коефіцієнта спучення КЛ інтумесцентної композиції на основі епоксидного олігомеру від вмісту поліфосфату амонію, гідроксиду алюмінію та графітової добавки. Показано складний взаємозв’язок між вмістом компонентів та лінійним коефіцієнтом спучення КЛ при різному співвідношенні складових. Визначено оптимальний за лінійним коефіцієнтом спучення (КЛ=68,1) вміст компонентів у епоксиполімері, що становить 20 мас. ч. для поліфосфату амонію, 15 мас. ч. для гідроксиду алюмінію та 3 мас. ч. для графітової добавки. Однак при такому співвідношенні не виконується умова «самозгасання» (КІ=27 %). Наповнення композиції поліфосфатом амонію у кількості 26,3 мас. ч., гідроксидом алюмінію 25 мас. ч. та 3,5 мас. ч. графітової добавки дозволяє отримати інтумесцентне вогнезахисне покриття з кратністю спучення КЛ більше 63 та зниженим рівнем горючості (КІ=31 %)

Біографії авторів

Олександр Миколайович Григоренко, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра пожежної і техногенної безпеки об’єктів та технологій

Євгенія Сергіївна Золкіна, Національний університет цивільного захисту України

Ад'юнкт

Посилання

  1. Andryushchenko, L., Borysenko, V., Kudin, О., Goroneskul, M. (2019). Intumescent fire protective coatings in modern building (review). Problems of Emergency Situations, 1 (29), 121–138.
  2. Alongi, J., Han, Z., Bourbigot, S. (2015). Intumescence: Tradition versus novelty. A comprehensive review. Progress in Polymer Science, 51, 28–73. doi: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2015.04.010
  3. Vakhitova, L. N., Taran, N. A., Drizhd, V. L., Prydatko, S. P. (2015). Fire-retardant efficiency of intumescentcoating in the presenceof nanosized compounds under hydrothermal ageing. Odesa National University Herald. Chemistry, 20 (2 (54)), 83–92. doi: https://doi.org/10.18524/2304-0947.2015.2(54).50634
  4. Zybina, O. A. (2015). Teoreticheskie printsipy i tekhnologiya ognezaschitnyh vspuchivayuschihsya materialov. Sankt-Peterburg, 260.
  5. Stoye, D., Freitag, W. (Eds.) (1998). Paints, coatings and solvents. John Wiley & Sons. doi: https://doi.org/10.1002/9783527611867
  6. Silveira, M. R. da, Peres, R. S., Moritz, V. F., Ferreira, C. A. (2019). Intumescent Coatings Based on Tannins for Fire Protection. Materials Research, 22 (2). doi: https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2018-0433
  7. Trifonova, O. N. (2013). Optimization of fire retardance for metal structures. Pozharovzryvobezopasnost', 22 (1), 58–62. doi: https://doi.org/10.18322/pvb.2018.22.01.58-62
  8. Vinarskiy, M. S., Lur'e, M. V. (1975). Planirovanie eksperimenta v tekhnologicheskih issledovaniyah. Kyiv: Tekhnika, 168.
  9. Hryhorenko, O., Zolkina, Y. (2020). Study of the dependence of the expansion rate of epoxy polymer on the content of ammonium polyphosphate, pentaerythritol and intercalated graphite. Problemy pozharnoy bezopasnosti, 48, 30–36.
  10. Hryhorenko, O. M., Lypovyi, V. O., Pyshniak, A. M. (2016). Studies of influence of flammability and multiplicity swelling epoxy-polymer of contents MAP and alumina trihydrate. Problemy pozharnoy bezopasnosti, 39, 73–77.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-07-31

Як цитувати

Григоренко, О. М., & Золкіна, Є. С. (2021). Розробка та оптимізація складу вогнезахисного покриття на основі епоксиполімерів. Technology Audit and Production Reserves, 4(3(60), 18–20. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.237982

Номер

Том 4 № 3(60) (2021): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи: Звіт про науково-дослідну роботу

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Oleksandr Hryhorenko, Yevheniia Zolkina

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.