СПУЧУВАННІ ВОГНЕЗАХИСНІ ПОКРИТТЯ НА ОСНОВІ КО-ІНТЕРКАЛЬОВАНИХ ГРАФІТІВ

СПУЧУВАННІ ВОГНЕЗАХИСНІ  ПОКРИТТЯ НА ОСНОВІ КО-ІНТЕРКАЛЬОВАНИХ ГРАФІТІВ

Автори: канд. техн. наук, доц. Попов Ю. В., канд. техн. наук, доц. Саєнко Н.В.,  канд. техн. наук, доц. Данченко Ю.М., канд. техн. наук, ас. Биков Р.О., асп. Скрипинець А. В.

Проведено узагальнення та нове вирішення наукової проблеми: розробка наукових основ створення та прогнозування властивостей вогнезахисних спучуваних епоксидних композицій, стабільних в умовах експлуатації на базі олігомер-олігомерних зв’язуючих, модифікованих мінеральними наповнювачами, антипіренами та спеціальними домішками для вогне-, біо- антикорозійного захисту будівельних конструкцій.

Останнім часом велика увага приділяється одержанню та вивченню властивостей ко-інтеркальованих сполук графіту, що містять два інтеркалати. Відомо, що введення сполук фосфору в структуру полімеру дозволяє знизити його горючість, поліпшити адгезійну міцність та атмосферостійкість полімерного покриття. В той же час при вирішенні питань, пов'язаних зі створенням епоксидних композиційних матеріалів зниженої горючості практично відсутні дані про вплив ко-інтеркальованих графітів на пожежну небезпеку та експлуатаційні властивості епоксиполімерів.

На підставі виконаних експериментально-теоретичних досліджень розроблено графітовмісні епоксидні композиції, що не містять токсичних органічних розчинників, каталізаторів, ініціаторів, твердіють при низьких температурах, характеризуються високими технологічними властивостями, адгезійною міцністю до сталевих поверхонь та є стійкими до впливу середньо агресивних середовищ.

Наукова і практична новизна розробки:

показано, що проникнення ортофосфорної кислоти в міжшаровий простір графіту дозволяє підвищити стійкість до термоокислювання інтеркальованих сірчаною кислотою графітів на 95-220°С;

встановлено, що введення ко-інтеркальованого ортофосфорною кислотою графіту до складу епоксидних композицій сприяє збільшенню їх термостійкості за 800°С у 2 рази в порівнянні з композиціями, наповненими інтеркальованим графітом;

вогнезахисна ефективність розробленого складу, що спучується, товщиною 1-2 мм, нанесеного на металеву пластину, у режимі стандартної пожежі становить 39-45 хв. Це на 11-21 % більше, ніж у аналогічних сертифікованих складів («Ендотерм ХТ-150», що випускається НВП «Спецматеріали» (м. Донецьк) та «Протерм Стіл», що випускається ЗАТ НВК «СОФЭКС», м. Москва). Розроблені епоксидні композиції належать до І групи вогнезахисної ефективності для деревини і за показником токсичності до групи Т2 помірнонебезпечних матеріалів.

показано, що ко-інтеркальовані ортофосфорною та сірчаною кислотами графіти сприяють підвищенню величини кисневого індексу до 31%, зниженню рівня тепловиділення в 1,2 рази, димоутворювання до 469 м2/кг під час горіння та зменшенню токсичності продуктів згоряння у 1,5 рази розроблених епоксидних складів, що спучуються.

Економічний ефект від провадження на підприємстві ТОВ «Віа-Телос» вогнезахисних складів, що спучуються, склав 285000 (двісті вісімдесят п’ять тисяч) грн. Економічний ефект пояснюється збільшеним строком експлуатації розроблених епоксидних композицій (до 11 років), ніж представлених аналогів на ринку. Розроблені композиції захищають будівельні конструкції під час пожежі, зменшують температуру, що дозволяє пожежним підрозділам, які прибувають для ліквідації пожежі, більш ефективно виконувати свої обов'язки.

Загальна собівартість 1 кг продукції становитиме 33 грн/кг, яка забезпечить рентабельність продукції на рівні 2,5%.

Строк окупності, який розраховується як відношення інвестицій до прибутку від реалізації продукції становить 1,5 роки. Зауважимо, що величина інвестицій складається з витрат на купівлю обладнання та витрат на створення запасів матеріалів строком на один тиждень.

Розроблено технічну документацію на отриманий ко-інтеркальований графіт та епоксидні вогнезахисні склади, що спучуються. Випущено дослідну партію спучуваних вогнезахисних композицій у ТОВ «Віа-Телос». Результати роботи впроваджено у навчальний процес ХДТУБА та НУЦЗУ. За результатами роботи одержано патент України №94870 на винахід «Спучувана вогнезахисна епоксидна композиція».

Розроблені полімерні композиції за рівнем властивостей відповідають кращим закордонним аналогам, а в деяких випадках перевищувати їх. Розробки відповідають світовому рівню.

Екологічний ефект полягає у зниженню шкідливого впливу на навколишнє середовище компонентів, що входять до складу композицій, а також продуктів горіння.