Plastics_8_2021

ТЕМА НОМЕРА/ ДОБАВКИ И КОМПАУНДЫ П Л А С Т И К С № 8 ( 2 1 4 ) 2 0 2 1 w w w . p l a s t i c s . r u 22 используются в строительстве (элементы кровли и обшивки) и транспортной сфере (корпуса морозильных грузовиков и ж/д вагонов). Для производства PIR требуется большее по сравнению со стехиметри- ческим количество изоцианата, что при- водит к созданию полиизоциануратной структуры с высокой теплостойкостью и отличными противопожарными качества- ми. По сравнению с другими пенами PIR за счет очень высокой степени сшивки и закрытых ячеек обладает прекрас- ными теплоизоляционными и физико- механическими свойствами. Одно из основных направлений применений PIR- панелей — это улучшение энергоэффек- тивности старых коммерческих зданий при капитальном ремонте. В качестве примера VeriQuel™ R100 был введен в PIR-панели (индекс 270) в количестве 15 частей, а панели толщиной 10 см были испытаны в огневом туннеле по методу ASTM E84. Изделия получили самый высокий класс (первый) в связи с низкой скоростью распространения пламени (индекс < 25) и минимальному количеству дыма (индекс < 450). После удаления из тоннеля пену разрезали, чтобы понять причину столь хорошего огнезащитного эффекта. Как показано на рис. 3А, VeriQuel™ R100 способствует образованию коксового слоя, который защищает поверхность пены от появле- ния и распространения огня. Может показаться странным, что ком- пания сосредоточила свои исследования на монофункциональных антипиренах, которые по сути обрывают полимерные цепи в процессе вспенивания и могут по- влиять на физические свойства пены. Од- нако благодаря высокой эффективности и низкой концентрации VeriQuel™ R100 этого не происходит. Наоборот, очевид- ное преимущество монофункционально- го антипирена заключается в том, что он встраивается в полимерную матрицу и, таким образом, не может мигрировать из нее в течение всего периода эксплуа- тации пены. Однако при нагреве до кри- тических температур связь антипирена с полимером разрывается, и он быстро входит в газовую фазу для эффективного выполнения своей функции — замедле- ния процесса горения. Другое преимущество монофункцио- нального антипирена — это минималь- ное влияние на процесс вспенивания. Монофункциональный спирт гораздо меньше способствует сжатию пены, чем антипирены с двумя или более функцио- нальными группами, поэтому введение VeriQuel™ R100 минимально изменяет рецептуру. Напыляемая изоляция Жесткие напыляемые пены (ППУ) так- же имеют закрытую ячеистую структуру, но они не так плотно сшиты, как PIR, и поэтому менее склонны к обугливанию. В таком случае лучшая стратегия для при- дания огнестойкости ППУ — использо- вание продуктов, активных в газовой и в концентрированной фазе. Этого можно достигнуть путем комбинирования эфиров фосфорной кислоты и реакционноспособ- ных бромсодержащих антипиренов. В тех- нической литературе принято считать, что бромсодержащие антипирены работают в газовой фазе (и это правда), но очень ча- сто недооценивается их важнейшая роль в концентрированной фазе. Коммерческие бромированные антипирены для жестких пен — это в основном одно- и двухатом- ные спирты. Во время вспенивания они становятся частью ПУ-матрицы и не мо- гут выпотевать, однако при горении выделяют радикалы брома, которые немедленно вступают в реакцию с алифатическими цепями полиурета- на, образуя бромистый водород. При этом появляются новые сшивки, двой- ные связи и ароматические структуры, которые способствуют образованию коксового слоя. Во время проведения экспери- ментов специалисты компании ICL IP обнаружили, что VeriQuel™ R100 является хорошим растворителем для реакционноспособных бромсодер- жащих антипиренов, а также снижает их вязкость. Были подготовлены полностью реакционноспособные смеси (растворы), которые содержат 40% брома и 8,2% фосфора. Аналогичные смеси пригото- вили с использованием ТХПФ в качестве растворителя. Антипирен добавлялся в типичную рецептуру напыленной пены на основе сложного полиэфира по- лиола и полиола Манниха в количестве 12%. Затем полиуретановая система распылялась для изготовления изоляции толщиной 5 см с удельной плотностью 32 кг/м 3 . Оба напыленных ППУ были ис- пытаны по методу ASTM E84 и в резуль- тате получили класс 1 в связи с низкой скоростью распространения пламени (индекс 15) и минимальным уровнем за- дымления (индекс 300). На рис. 3Б видно уменьшение толщины полиуретановой пены в результате воздействия пламени, и все же можно заметить образование достаточного слоя кокса, который защи- тил нижние слои пены. Следует остановиться на стоимости и долгосрочных преимуществах полимер- ных и реакционноспособных антипи- ренов. Существует мнение, что каждое новое сложное решение, появляющееся на рынке, обязательно будет дороже, чем предыдущее. Однако на это нужно смотреть с точки зрения соотношения цена/качество/условия эксплуатации. Правильный подбор реакционноспо- собных и полимерных продуктов позво- ляет снизить дозировку антипирена, и в результате стоимость их использования становится схожей со стоимостью при- менения традиционных антипиренов или даже более низкой. Если добавить к этому прекрасный токсикологический профиль и доказанную безопасность для окружающей среды, то выгода примене- ния новых антипиренов становится еще очевиднее. Рисунок 3. PIR-панель толщиной 10 см, содержащая VeriQuel™ R100 (А), и напыленная пена толщиной 5 см после теста ASTM E84 (Б) А Б