антипирен что это такое
Антипирен
Что это такое
Согласно ГОСТ 12.1.033-81, устанавливающего терминологию в сфере пожарной безопасности, антипирен – это вещества или смеси, добавляемые в материал (вещество) органического происхождения для снижения его горючести.
Антипирены нужны как добавки, способные изменить характеристики горючести древесины, тканых материалов, полимеров, предстоящая эксплуатация, применение которых связано с возможным риском контакта с источниками открытого пламени, очагом возгорания; или воздействия высокотемпературного теплового потока, способного привести к пиролизу, воспламенению этих органических веществ.
Древесина пропитанная антипиреном не поддерживает горение
Механизм действия
Механизм действия антипиренов основан на следующих принципах:
Область применения
Основной областью применения антипиренов является огнезащита кабеля и кабельных линий, древесины, металлических конструкций; органических тканей, когда антипирены являются компонентами огнезащитных красок, штукатурок, паст (мастик), лаков, пропиток, огнестойких герметиков.
Зачастую в рекламных целях компании производители называют товарные огнезащитные составы, смеси, используя звучное иностранное слово – антипирен, хотя он является лишь компонентом такой продукции.
Кроме того, антипирены вводят в состав термостойких, трудногорючих полимеров, пластиков для придания этих полезных свойств, при использовании в качестве компонентов бытовой, промышленной электронной, радиотехники, изоляции кабельной продукции, деталей транспортных средств; там, где к свойствам применяемых материалов предъявляют высокие требования пожарной безопасности.
Главная задача использования антипиренов – это эффективное воспрепятствование воспламенению, возгоранию органических веществ; замедление распространения огня, вплоть до самостоятельного затухания пламени на поверхностях материалов, покрытых или пропитанных огнезащитными составами.
Более подробно об огнезащите и огнезащитных материалах читайте в разделе
«Огнезащита»
Антипирены можно разделить на виды по назначению:
Кроме того, антипирены подразделяют на инертные и активные, что вступают в химические реакции с защищаемыми материалами.
Характеристики
Основные свойства, которым должны соответствовать антипирены:
К дополнительным характеристикам антипиренов относят способность повышать стойкость защищаемых материалов к атмосферному воздействию, ультрафиолетовому излучению, обладание диэлектрическими свойствами.
Состав
По химическому составу антипирены можно разделить на несколько основных групп:
Кроме того, используются такие вещества, химические соединения:
А также многие другие соединения, в основном подбираемые специалистами компаний производителей огнезащитной продукции опытным путем для конкретных защищаемых конструкций, затем сертифицируемые в составе огнестойких материалов техническими условиями.
В промышленности, строительстве обычно используют антипирены не в свободном виде, а как основные компоненты огнезащитных растворов, покрытий, в том числе используя смеси нескольких антипиренов; добавляя химические соединения, усиливающие действие антипиренов, снижающие расход, повышающие адгезию, придающие другие полезные свойства, например, стойкость к ультрафиолетовому облучению.
Как выбрать для древесины
Выбор полностью зависит от способа обработки древесины, которых всего два – глубокая огнезащитная пропитка в автоклавных ванных, или поверхностное нанесение с помощью промышленных распылителей (краскопультов), кистей, когда раствор антипирена проникает только в наружные слои.
Так как древесина – это не очень долговечный материал при неправильном обращении, эксплуатации деревянных конструкций, склонный к гниению, разрушению различными микроорганизмами, насекомыми, то для древесины стараются использовать те антипирены, что работают и как антисептик, успешно справляющийся с такими биологическими угрозами. Такие универсальные материалы получили собственное название – биопирен.
Важным документом при выборе огнезащитного материала для древесины служит сертификат пожарной безопасности, удостоверяющий к какой группе огнезащитной эффективности он относится – к I или II, что значительно влияет не только на перевод дерева в трудносжигаемое или трудновоспламеняемое состояние, но и на сроки повторной обработки.
Источник: ГОСТ 12.1.033-81 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Термины и определения.
Что такое антипирены
Отправим материал на почту
В целях пожарной безопасности на древесину и другие легко воспламеняющиеся материалы наносят специальный состав, который затормаживает их горение. Рассмотрим, что такое антипирен, а также его характеристики и области применения.
Толкование понятия
Основу определения слова «антипирен» составляют два греческих корня. Один из них обозначает противоборство, а другой – огонь. Для борьбы с пламенем используют различные вещества, которые выполняют свою работу одним из двух путей. Составы могут подавить начавшееся воспламенение еще в самом начале или вовсе исключить его.
Горение материала может быть прервано, как на физическом плане, так и химическими реакциями. Но нередко воздействие включает в себя оба явления. А работать добавки могут в любой из фаз горения. Начиная от газовой, и до стадии тления. А эффективность зависит от особенностей объекта и параметров используемого вещества.
Как действуют антипирены
Чтобы понять, что такое антипирен, сначала нужно разобрать процесс горения. Для возникновения устойчивого пламени нужно изобилие кислорода и большая температура. Только в этом случае возникнет реакция окисления, которая при возгорании проходит очень быстро.
А исходя из перечисленных условий, горение любого материала можно прекратить, если нейтрализовать любой из пунктов. Либо снизить температуру до нормальной, либо перекрыть доступ кислорода из атмосферы. Поэтому у антипирена может быть всего один компонент, который выполнит один из перечисленных способов.
Но чаще всего в современные составы входит несколько веществ. Например, два разных компонента работают по следующей схеме. Основное вещество вбирает в себя тепло от возгорания. При этом пламя сразу и значительно уменьшается в размерах. Второй компонент либо усиливает основу, либо перекрывает доступ кислорода к огню.
Хорошим примером высокой эффективности служат вспучивающиеся составы. Когда на обработанном материале возникает возгорание, подобные антипирены это быстро устраняют. Поверхность быстро покрывается пенным слоем, который поглощает в себя все тепло от реакции и надежно блокирует материал от кислорода.
Распространенные неорганические соединения
В продажу антипирены поступают в виде таблеток, порошков и растворов. Также найдутся гранулы, суспензии и даже аэрозоли. И хотя научный мир регулярно находит новые соединения, популярностью пользуются старые проверенные методы.
Производство антипиренов разделилось на две половины. Одну из них составляют неорганические соединения. Минеральные вещества хорошо впитываются материалами и создают барьер огню созданием новых негорючих продуктов.
Самые популярные антипирены – это:
Отлично зарекомендовали себя гидроксиды. При контакте с огнем они распадаются на два компонента. Первый представляет собой тугоплавкий оксид, который сразу обволакивает поверхность. Также образуются пары воды. Они уменьшают температуру огня и отсекают его от материала.
Популярная органика
Антипирен – это не только неорганические соединения. Вторую половину производства образуют синтетики. 25 % от них составляют галогенсодержащие производные. Но, поскольку в них большое количество брома и хлора, их использование значительно ограничено.
В ряде европейских стран даже введен запрет на использование галогенов. А все потому, что при высоких температурах они превращаются в опасные канцерогены. Но, как правило, это распространяется только на хлорсодержащие вещества. Многие источники доказывают полную безвредность брома. Хотя эти утверждения остаются под вопросом.
Еще 20 % органики состоит из фосфорсодержащих веществ. Часть этих представителей также имеет атомы галогенов, но большинство все же отличается безвредной структурой. Наблюдая за действием этих антипиренов, можно заметить, что они похожи на гидроксид. Также выделяется пар и создается тугоплавкая пленка.
Другие же представители с фосфором внутри нейтрализуют свободные радикалы у пламени. Это происходит при их испарении и в этом они схожи с галогенами.
Составы нового поколения
Проблема пожаров еще достаточно велика и на сегодняшний день. Поэтому постоянно ведется поиск новых средств, которые обеспечат надежную безопасность от огня. А революционным шагом для решения проблемы стало создание интумесцентной группы веществ.
Так называются материалы, которые способны вспучиваться при высокой температуре, в несколько раз увеличивая свой объем. Застывшая пена перекрывает доступ огню. И хорошим примером выступает пенококс.
Покрытая его слоем поверхность уже не может перегреваться. К тому же доступ кислорода к материалу перекрывается полностью. А самыми распространенными смесями являются пентоборат и полифосфат аммония. А также полимеры пентаэритрита.
Отдельно выделяются окисленные продукты. Отлично зарекомендовали себя крахмальные реагенты (ОКР) и лингнины (ОЛ). Также хороши термостойкие нанокомпозиты. В их полимерную матрицу включены мизерные составляющие из силикатов. Называются такие смеси органически-модифицированными слоистыми силикатами (ОМСС).
Все созданные вещества являются полностью безвредными для окружающей среды. Но их производство отличается высокой сложностью. Поэтому их стоимость достаточно большая, чтобы распространить данные антипирены повсеместно.
Области применения
Рассматривая антипирен (что это на самом деле), нужно обратить внимание на сферу использования. Пожары, как и прежде, наносят колоссальный ущерб, как в государственных масштабах, так и частном хозяйстве. Поэтому актуальным вопросом является предотвращение возгораний, чем эффективное тушение огня.
А на повестке дня так и остаются два легковоспламеняемых материала – древесина и пластик. Причем каждый из них имеет свои особенности при горении. А поскольку эти материалы больше всего распространены при декоративной отделке помещений, то остро стоит вопрос о понижении их воспламеняемости.
Древесину защищают двумя способами. Хорошую гарантию дает пропитка структуры различными составами на водной основе. Последнее выбирают потому, что другие растворители сами по себе выступают, как горючее. Пропитывать деревянные изделия можно самостоятельно. Но в некоторых случаях в домашних условиях трудно соблюдать идеальную технологию. Поэтому лучше приобретать материалы, пропитанные промышленным способом.
Наружное покрытие, как правило, маскирует структуру древесины. Поэтому второй способ не всем нравится. Но пожаробезопасная лакокрасочная продукция достаточно надежна. К тому же позволяет добиться и красивой поверхности. Как матовой, так и оригинально глянцевой.
Для пластика антипирены вводят на этапе технологического производства. Причем все действия разработаны на основании общегосударственных стандартов. А любое из применяемых веществ имеет отдельный сертификат качества.
Заключение
Задумываясь, что такое антипирены и какие из них лучше всего подходят для домашнего хозяйства, необходимо в первую очередь обращать внимание на состав соединений. Устраняя возможность возгорания, необходимо не забывать о безопасности для окружающих. Если обработать предмет составом, имеющим токсичные компоненты, то он долгие годы будет выделять их в атмосферу. Поэтому, заботясь о пожарной безопасности своего жилья, нужно отбрасывать лишние мысли об экономии.
Антипирен
Натуральное дерево и материалы на его основе широко используются в частном строительстве. Это заборы и ограждения, автомобильные навесы, хозяйственные постройки, беседки, веранды, террасы, дома и бани из профилированного бруса, оцилиндрованного и рубленого бревна. Среди причин популярности конструкций из дерева можно выделить эстетичность, экологическую безопасность, длительный срок службы.
Однако несмотря на целый ряд преимуществ, дерево не может похвастаться огнестойкостью. Деревянные конструкции быстро воспламеняются и длительное время поддерживают горение. Решить эту проблему помогает пропитка дерева антипиренами.
Виды и состав антипиренов
Антипирены — это вещества, которые препятствуют воспламенению и возгоранию, не дают пламени распространяться, способствуют самостоятельному затуханию огня.
В состав антипиренов для обработки входят:
В зависимости от принципа действия огнезащитные составы бывают двух типов:
Огнезащитные материалы могут использоваться по отдельности или входить в состав комбинированного средства, которое действует комплексно. Такие пропитки являются самыми эффективными.
Обратите внимание. Помимо способности к самозатуханию и повышению температуры воспламенения огнезащитные составы при резком нагревании вспучиваются, образуя на поверхности корку, которая блокирует доступ кислорода и мешает распространению огня.
Роль антипиренов в деревянном домостроении
Пожарозащитные материалы выпускаются в разных формах — в виде лака, краски, мастики, пасты, жидких пропиток. Большой выбор видов антипиренов дает возможность выполнять обработку как пиломатериалов, так и готовых сооружений.
Например, профилированный брус после сушки в пропарочной камере отправляют в автоклав, где создают отрицательное давление. Таким образом из пор удаляют пузырьки воздуха. После этого, поддерживая вакуум, камеру с брусом наполняют пожарозащитным веществом. Под действием избыточного гидравлического давления жидкость легко проникает в структуру материала, покрывая его поверхность и запечатывая поры.
Конечно, надежнее всего использовать уже подготовленные пиломатериалы, но если нет такой возможности, то огнезащиту можно проводить и после окончания стройки. В процессе возведения проводится обработка пиломатериалов только в тех местах, которые потом будут недоступны впоследствии, например, пазы в бревнах. Основная же часть работ по пожарозащите проводится после того, как будет собрана коробка, накрыта крыша, вставлены окна и двери.
В бытовых условиях жидкие пропитки наносятся на доски или сооружения с помощью:
Эти методы не гарантируют долгосрочной огнезащиты, так как ингибитор остается только на поверхности и не проникает глубоко в структуру. Но даже такая защита позволяет снизить опасность пожара — при возгорании необработанных конструкций от появления сквозных трещин до полного обрушения перекрытий проходит всего 14-18 минут. Экспериментальным путем доказано, что несущие конструкции и элементы, обработанные пожарозащитой, воспламеняются и горят медленнее. При этом от начала возгорания до момента обрушения проходит от 40 до 50 минут. Этого времени достаточно, чтобы принять меры для ликвидации огня, эвакуации людей, находящихся в здании, спасения ценного имущества.
В процессе эксплуатации дома, бани и хозпостройки из бруса или бревна рекомендуется регулярно обрабатывать огнезащитными пропитками. Частота обработки зависит от формы и типа огнезащиты.
Важно! Если речь идет об огнезащите композитов, которые содержат стружку или опилки, то вещества, препятствующие воспламенению, вводятся в них на стадии изготовления. Повторная обработка сооружениям и покрытиям из ДПК, планкена, декинга, паркета, гусварблока, как правило, не требуется.
Какие антипирены нужно выбирать
Выбор огнезащитных составов осуществляется с учетом сорта, типа, плотности древесины. Например, дуб загорается довольно медленно даже без дополнительной защиты, а вот еловая или сосновая доска сгорает в течение нескольких минут.
При выборе вида защиты нужно учитывать:
Огнебиозащита
Очень часто можно найти на прилавках магазинов комбинированные пропитки, в которых содержится антипирен и антисептик. Первый увеличивает сопротивляемость материалов огню, второй — делает дерево неподходящей средой для обитания жучков-древоточцев, предотвращает образование плесневого грибка.
Такие материалы оказывают комплексное воздействие:
Приобретать по-отдельности антисептики с антипиренами не имеет смысла, так как это не только повышает затраты на защиту, но и увеличивает время на его обработку.
Дополнительная информация. Некоторые ингибиторы могут слегка изменять цвет дерева, придавая ему желтый или красноватый оттенок. При этом они не являются финишными, то есть обработанную ими древесину можно красить, покрывать морилкой или лаком.
Огнебиозащита выпускается в виде водорастворимых пропиток или лакокрасочных материалов, например, лака или краски. Например, термостойкий лак Goodhim Texture 550. Он применяется для внутренней декоративной отделки, огне- и биозащиты конструкций и сооружений из дерева. Однако таким лаком не рекомендуется покрывать полы из-за низкой устойчивости декоративного покрытия к истиранию и износу.
Лучше всего сначала провести обработку дерева огнебиозащитой, а потом покрыть его огнестойким лаком. Такой подход позволяет получить наилучший эффект и продлить срок действия огнебиозащиты.
Какие вещества используются в качестве антипиренов
В прошлой статье мы рассказывали о том, что такое антипирены. 
В этой продолжаем тему, рассказывая о том, какие именно вещества и соединения чаще всего используются в качестве антипиренов, каковы основные особенности этих реактивов и в какиех случаях какие использовать предпочтительнее.
Гидроокиси металлов
Первое место в мире по объему использования в качестве антипиренов занимают гидроокись алюминия и гидроокись магния. Они дешевы, безопасны при работе, не выделяют опасных веществ при горении, ими легко пользоваться. Принцип их действия основан на получении в результате пиролиза воды. Дыма при этом образуется очень мало. Потребление гидроокиси магния и алюминия в качестве огнезащитных добавок увеличивается с каждым годом. Особенно на этом настаивают природоохранные организации, т.к. гидроксиды почти не оказывают на окружающую среду негативного воздействия.
Антипирены на основе гидроокиси алюминия и магния применяются для производства термо- и реактопластов, эластомеров, полиолефинов, ПВХ, полипропиленов; полимеров, использующихся в изготовлении линолеумов и ковровых покрытий, шлангов, кровельных материалов, пожаробезопасной изоляции для кабелей, конструкционных пластиков и многого другого.
Гидроокись магния стоит дороже гидроксида алюминия, но у нее есть существенное преимущество — высокая термостойкость.
 |  |  |
| Алюминий гидрооксид «ч» | Красный фосфор | Борная кислота |
Галогеносодержащие
В качестве наполнителей-антипиренов применяются галогеносодержащие соединения, в состав которых входят хлор или бром. Соединения с йодом слишком дороги, а со фтором — способствуют разрушению материала и оборудования. При горении эти вещества разлагаются и активно вступают в реакции с газообразными продуктами пиролиза полимера, связывая их и лишая пламя топлива. При этом уменьшается образование дыма и токсичных газов.
Бромосодержащие антипирены лучше и безопаснее, а хлоросодержащие — дешевле. Для увеличения эффективности галогеносодержащих антипиренов обычно используется триоксид сурьмы, который разлагается с выделением негорючих газов.
Фофоросодержащие
Весьма популярны антипирены на основе фосфора и его производных. Применяются красный фосфор, фосфаты аммония, неорганические и органические фосфаты, полифосфаты, фосфонаты и пр.
Защитное действие фосфоросодержащих антипиренов состоит в образовании на поверхности вспененной коксообразной корки. Если антипирен дополнительно содержит и галоген, то его эффективность возрастает за счет вывода горючих газов из реакции.
Фосфоросодержащие добавки используются при изготовлении полиуретановых пен, полиэфиров, полиамидов, ПВХ, полистиролов, полиэтиленов.
Другие антипирены
В качестве антипиренов применяются также борная кислота, бура, 
сульфат и хлорид аммония, меламин и его производные, силикаты натрия (жидкое стекло), борат и хлорид цинка, кремнийорганические соединения, вспенивающийся графит, соли молибдена и ванадия и многие другие.
Меламин и его производные в основном применяются при производстве полиуретановых и полиамидных пен и термопластов. При горении они разлагаются с большим поглощением тепла и выделением негорючих газов. К достоинствам этого типа добавок следует отнести невысокую стоимость, безопасность для окружающей среды и отсутствие коррозионного эффекта по отношению к оборудованию.
Борат цинка добавляют в ПВХ, полиолефины, полиамиды, эпоксидные смолы, эластомеры. Обычно его используют в смеси с оксидом сурьмы, красным фосфором или гидроокисью алюминия.
Кремнийорганические соединения и вспенивающийся графит при горении образуют на поверхности плотный защитный слой. Кремнийорганические антипирены обычно добавляют в полиуретаны, графит — в термо- и реактопласты.
Борная кислота, бура, силикаты натрия используются в качестве ингредиента в строительных смесях, для пропитки тканей и древесины.