Мария Александровна Комарова, кандидат химических наук, руководитель научного экспертного бюро пожарной, экологической безопасности в строительстве
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428
Maria A. Komarova, Cand. Sci. (Chem.), Bureau Head, Scientific Expert Bureau of Fire and Environmental Safety in Construction,
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428
Михаил Валерьевич Шалабин, аспирант, заведующий лабораторией научного экспертного бюро пожарной, экологической безопасности в строительстве
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428
Mikhail V. Shalabin, Graduate Student, Laboratory Head, Scientific Expert Bureau of Fire and Environmental Safety in Construction
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428
Введение. Создание эффективных вспучивающихся огнезащитных покрытий для металлических строительных конструкций требует глубокого понимания механизмов их термического разложения. Модификация классических огнезащитных систем, в частности путем добавления в рецептуру интеркалированного графита, направлена на повышение их термостабильности и огнезащитной эффективности. Ключевым инструментом для изучения этих процессов является синхронный термический анализ методами термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии.
Цель. Исследование механизма и кинетики термической деструкции терморасширяющегося огнезащитного покрытия на основе связующего из эпоксидной диановой смолы и аминного отвердителя и окисленного графита как основного интумесцентного наполнителя в инертной (аргон) и окислительной (кислород) атмосферах методами ТГ/ДСК для оценки его огнезащитного потенциала и выявления ключевых стадий термического разложения.
Материалы и методы. В работе проведен термический анализ образцов покрытия на синхронном термоанализаторе NETZSCH STA 449 F5 в атмосферах аргона и кислорода при скорости нагрева 10 К/мин в диапазоне до 1000 °C. Определены качественные характеристики, в том числе тепловые эффекты и выполнен сравнительный анализ поведения покрытия в условиях пиролиза и окисления после обработки полученных данных с использованием программного обеспечения Proteus Thermal Analysis.
Результаты. Представлены результаты исследований термических свойств терморасширяющегося огнезащитного покрытия на основе связующего из эпоксидной диановой смолы и аминного отвердителя и окисленного графита как основного интумесцентного наполнителя, а также самого окисленного графита. Определены термические свойства в температурном интервале от 24 до 1000°C. Установлено, что термическое разложение терморасширяющегося огнезащитного покрытия на основе связующего из эпоксидной диановой смолы и аминного отвердителя и окисленного графита как основного интумесцентного наполнителя носит многостадийный характер.
Количественно определена критическая температура перехода покрытия в активное состояние, соответствующее началу интумесценции.
Выводы. Подтверждено, что окисленный графит в составе исследуемого огнезащитного покрытия обеспечивает высокий эндотермический эффект, что подтверждает эффективность огнезащитного покрытия в условиях пожара. Полученные данные позволяют количественно оценить вклад различных стадий разложения в огнезащитную эффективность состава.
Introduction. The development of effective intumescent fire-retardant coatings (FRC) for steel building structures requires a deep understanding of their thermal decomposition mechanisms. Modification of classic fire-retardant systems, in particular by adding intercalated graphite to the formulation, is aimed at improving its thermal stability and fire-retardant effectiveness. A key tool for studying these processes is synchronous thermal analysis using thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) methods.
Aim. Study of the mechanism and kinetics of thermal degradation of a thermally expanding fire-retardant coating based on an epoxy dianic resin binder and an amine hardener, with oxidized graphite as the main intumescent filler in inert (argon) and oxidative (oxygen) atmospheres using TG/DSC methods for assessing its fire-retardant potential and identifying the key stages of thermal decomposition.
Materials and methods. Thermal analysis of the coating samples was carried out using a NETZSCH STA 449 F5 synchronous thermal analyzer in argon and oxygen atmospheres at a heating rate of 10 K/min up to 1000 °C. Qualitative characteristics, including thermal effects, were determined, and a comparative analysis of the coating’s behavior under pyrolysis and oxidation conditions was performed after processing the obtained data using Proteus Thermal Analysis software.
Results. Presented are the results of studies of the thermal properties of a thermally expanding fireretardant coating based on an epoxy dianic resin binder and an amine hardener, with oxidized graphite as the main intumescent filler, as well as the oxidized graphite itself. The thermal properties were determined in the temperature range from 24 to 1000°C. It was determined that the thermal decomposition of a thermally expanding fire-retardant coating based on an epoxy dianic resin binder and an amine hardener and oxidized graphite as the main intumescent filler is multistage. The critical temperature of the coating transition to an active state, corresponding to the initiation of intumescence, has been quantitatively determined.
Conclusions. It has been confirmed that the oxidized graphite in the analyzed fire-retardant coating provides a high endothermic effect, which confirms the effectiveness of the fire-retardant coating in fire conditions. The data obtained allow to quantitatively assess the impact of various decompostion stages in the fireretardant effectiveness of the formulation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.