Как огнезащитные покрытия влияют на токсичность продуктов горения пластика

Пластиковые материалы, широко используемые в строительстве, отделке помещений и изготовлении мебели, при пожаре не только горят, но и выделяют опасные для жизни человека вещества. Основной риск связан с высоким уровнем токсичности продуктов горения полимеров, таких как поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полистирол (ПС) и полиуретан (ПУ). Огнезащитные покрытия существенно снижают эти риски за счёт замедления горения и уменьшения концентрации токсичных веществ в дымовых газах.

Основные токсичные продукты горения пластика

В процессе горения полимеров выделяются высокотоксичные газы и вещества:

1. угарный газ (СО);
   
   

2. хлористый водород (HCl), особенно из ПВХ;
   
   

3. цианистый водород (HCN), образующийся при горении полиуретанов;
   
   

4. диоксины и фураны;
   
   

5. формальдегид и другие альдегиды;
   
   

6. ароматические углеводороды, например, бензол и стирол.
   
   

Именно концентрация и состав этих веществ определяют токсичность продуктов горения. Огнезащитные покрытия влияют на токсичность двумя способами: снижением скорости и температуры горения и уменьшением выделения токсичных газов благодаря изменению механизма термического разложения пластика.

Как огнезащитные покрытия снижают токсичность продуктов горения

Огнезащитные покрытия воздействуют на токсичность горения полимеров следующим образом:

1. Замедляют процесс горения.
   
   

2. Снижают температуру разложения полимеров, уменьшая выделение особо токсичных газов.
   
   

3. Ограничивают доступ кислорода к поверхности материала, снижая количество неполного горения и, соответственно, выделение угарного газа.
   
   

4. Образуют защитный слой, который физически блокирует выход токсичных веществ в атмосферу.
   
   

Наиболее эффективны для снижения токсичности продуктов горения интумесцентные (вспучивающиеся) и органосиликатные огнезащитные покрытия.

Вспучивающиеся покрытия и их влияние на токсичность

Интумесцентные покрытия при пожаре расширяются, образуя вспененный термоизоляционный слой. Этот слой существенно замедляет нагрев и разложение пластика, минимизируя образование токсичных продуктов.

Примеры вспучивающихся покрытий:

1. Nullifire TS134 и FS705;
   
   

2. Огракс-Вент и Огракс-Л1.
   
   

Эти покрытия эффективно снижают образование угарного газа, хлористого водорода (особенно актуально для ПВХ), и цианистого водорода (для полиуретанов). Согласно результатам испытаний, вспучивающиеся покрытия уменьшают концентрацию токсичных газов на 40–60%, снижая общий уровень токсичности до безопасных значений (класс дымообразования Д1–Д2).

Преимущества вспучивающихся покрытий:

1. резкое снижение дымообразования и токсичности;
   
   

2. эффективная теплоизоляция пластика в процессе пожара;
   
   

3. минимальное выделение токсичных веществ, даже при длительном воздействии огня.
   
   

Органосиликатные покрытия и их влияние на токсичность

Органосиликатные покрытия формируют твёрдый и стойкий слой на поверхности пластика, который препятствует интенсивному разложению материала и уменьшает выделение особо опасных соединений, таких как диоксины и хлористый водород.

Примеры эффективных органосиликатных покрытий:

1. Tikkurila Pyrostop;
   
   

2. Organosilicat.
   
   

Исследования показывают, что применение таких покрытий уменьшает токсичность продуктов горения на 50–70% благодаря образованию стабильной неорганической оболочки на поверхности материала, которая удерживает токсичные газы и препятствует их интенсивному выходу в атмосферу.

Преимущества органосиликатных покрытий:

1. стойкость покрытия к воздействию высоких температур;
   
   

2. значительное уменьшение концентрации токсичных газов, включая хлористый водород и ароматические углеводороды;
   
   

3. минимальное дымообразование (Д1–Д2) при воздействии огня.
   
   

Акриловые огнезащитные покрытия и их влияние на токсичность

Акриловые огнезащитные покрытия менее эффективны, чем вспучивающиеся и силикатные, однако также способны снижать токсичность продуктов горения пластика. Они уменьшают скорость горения и образование особо опасных веществ, таких как формальдегид и бензол, примерно на 30–40%.

Примеры акриловых покрытий:

1. NEOMID STOP FIRE;
   
   

2. Polystyl FireProtect.
   
   

Преимущества акриловых покрытий:

1. умеренное снижение токсичности продуктов горения;
   
   

2. экологическая безопасность и возможность применения в жилых и офисных помещениях.
   
   

Однако их недостатком является относительно невысокий предел огнестойкости и меньшая эффективность по сравнению с вспучивающимися и силикатными покрытиями.

Практические рекомендации по выбору покрытий

Для максимального снижения токсичности продуктов горения полимерных материалов рекомендуется использовать:

1. Для ПВХ (например, стеновые панели, трубы, кабельные каналы) оптимальны вспучивающиеся покрытия (Nullifire FS705, Огракс-Вент), которые наиболее эффективно снижают выделение хлористого водорода и угарного газа.
   
   

2. Для полиуретановых изделий (изоляция, мебель) предпочтительны органосиликатные покрытия (Tikkurila Pyrostop), которые минимизируют выделение цианистого водорода.
   
   

3. Для полиэтилена и полипропилена хороши как вспучивающиеся, так и силикатные покрытия, обеспечивающие низкое дымообразование и минимальную токсичность горения.
   
   

Контроль эффективности огнезащитных покрытий

Для гарантии низкой токсичности продуктов горения необходимо регулярно проверять состояние огнезащитных покрытий:

1. ежегодный визуальный осмотр на наличие повреждений, трещин и отслоений;
   
   

2. инструментальный контроль толщины покрытия не реже одного раза в 2–3 года;
   
   

3. периодические лабораторные испытания образцов покрытий на токсичность и дымообразование (ГОСТ 12.1.044-89).