Пенополиуретан с повышенной огнестойкостью

Пенополиуретан обладает широким спектром достоинств и практически незаменим в большинстве отраслей. В автомобилестроении из пенополиуретана производят набивки сидений, шумо- и виброизоляцию, теплоизоляцию. В строительстве широко применяется декор из пенополиуретана, производится утепление зданий и сооружений, фасадные сэндвич- и термопанели, в судостроении сиденья кресел и мягкой мебели. Отдельного внимания заслуживает применение пенополиуретана в качестве материала для шумоизоляции помещений кинотеатров и концертных залов. 

Остается актуальным вопрос горючести изделий и конструкций с применением ппу.

Сам по себе пенополиуретан не может являться источником пожара, однако, материал воспламеняется при воздействии на него открытым пламенем. 

Одной из центральных задач, специалистов, работающих с ППУ технологиями стало повышение огнестойкости материала. 

Эксперты компаний ООО «Регент Балтика» и ООО «Техмаш», пришли к выводу, что необходимо создать технологию в комплексе (системы ппу с повышенной огнестойкостью в готовом изделии и оборудование для их переработки), которую смогут использовать производители из разных отраслей.

Для снижения горючести пенополиуретана в материал как правило добавляют жидкие антипирены, но их применение дает только временную защиту, т.к. они имеют свойство испаряться.

Специалисты наших компаний, придерживаются иного подхода. Современная технология повышения огнестойкости пенополиуретана основана на применении смеси твердых добавок, содержащих терморасширяющийся графит и твердые антипирены, такие как гидроокись алюминия, полифосфат аммония, меламин и другие. Твердые добавки не испаряются и свойства изделия не меняется во времени, они не токсичны и не являются канцерогенными. Такие добавки уже нашли широкое применение при огнезащите несущих конструкций так называемыми «вспучивающимися красками».

Механизм защиты материала от огня по этой технологии основан на двух процессах: расширением и разложением.  

Первым процессом является процесс расширения графита при температуре свыше 200°С. При нагреве до 1000°С графит увеличивается в объеме от 100 до 400 раз образуя защитный слой из негорючего при температуре пожара графита, который препятствует проникновению тепла внутрь материала, тем самым, уменьшается количество повреждаемого материала и выделяющихся от разложения органической части горючих газов, поддерживающих горение.  

Второй процесс связан с разложением при высокой температуре твердых антипиренов с образованием инертных газов и поглощением тепла. Выделяющийся инертный газ вытесняет кислород из зоны горения, а поглощение тепла снижает температуру материала и, следовательно, скорость его разложения.

Применение твердых антипиренов с ппу материалами является одновременно перспективной и сложной технологией.

Сложность использования этой технологии применительно к пенополиуретанам заключается в том, что твердые добавки должны быть хорошо перемешаны с компонентами, что в свою очередь, требует использования специального оборудования. Такая смесь не может быть получена с помощью стандартных двухкомпонентных смесительно-дозировочных машин, которые широко применяются в производстве изделий из пенополиуретана. Помимо этого, частицы терморасширяющегося графита содержат остатки серной кислоты, которая, взаимодействуя с компонентами, необходимыми для вспенивания и отверждения, может привести к порче системы пенополиуретана.

В результате совместной работы, начатой в 2021 году компаниями ООО «Техмаш», ООО «Регент Балтика» и ведущим российским производителем ППУ систем была создана полностью Российская технология производства пенополиуретановых изделий, содержащих твердые антипирены. В рамках этой задачи технологи завода разработали систему эластичного пенополиуретана с введением терморасширяющегося графита в полиольную часть. Регент Балтика совместно с Техмаш провели работу по созданию заливочного оборудования для переработки наполненных ппу систем, предназначенных для производства изделий из пенополиуретана. Для данной технологии были разработаны специальные машины, позволяющие получать качественную смесь компонентов пенополиуретана с твердыми антипиренами.  

Первые образцы изделий из российского наполненного ппу материала были получены в конце 2022 года, прошли тестовые испытания на площадках компаний и практически сразу были внедрены в производство. На сегодняшний день данная технология применяется авиастроительной компанией для изготовления авиационных кресел и судостроительной компанией для производства кресел водного транспорта. Важно отметить, что, судостроительной компания использует в комплексе российское оборудование и российские наполненные ппу системы.  

По мнению разработчиков, перед данной технологией открываются широкие перспективы в судостроении, производство пассажирских ж/д-вагонов, автомобиле- и авиастроении, причем, не только для производства изделий из эластичных огнестойких пенополиуретанов.

С февраля 2024 г. специалистами компаний ведется отработка технологии применения твердых антипиренов в жестких ппу системах с повышенной огнестойкостью. Полученные результаты первых испытаний показывают, что движение идёт в правильном направлении.

Эксперты отрасли видят, что уже сегодня, такие ппу системы можно применять в любой отрасли, где есть соответствующие требования к материалам, например, для изготовления изоляционных панелей судовых холодильных камер

Специалисты компаний планируют развивать технологии и расширять сферы применения пенополиуретановых систем с повышенной огнестойкостью, а также совершенствовать оборудование для их переработки.

Освоение и совершенствование данной технологии значительно повлияет на безопасность различного вида транспорта и позволит выиграть время необходимое для спасения людей в экстренных ситуациях.

Посмотрите видео про огнестойкий ППУ и его сравнение, по этой ссылке.