Концентраты трудногорючих добавок (антипирены) и огнестойкие (трудногорючие) композиции

Природа большинства полимерных материалов такова, что их невозможно сделать полностью пожаробезопасными. Единственное, что можно сделать – это снизить их способность к возгоранию и поддержанию горения. Для этой цели применяются добавки, затрудняющие воспламенение и снижающие скорость распространения пламени – антипирены.

Для возможности оценки горючести полимерных материалов наиболее часто используются обозначения, присваиваемые материалам на основе международного стандарта (методики) UL 94 - табличного критерия горючести полимерных материалов. По мере снижения горючести материалов имеются следующие критерии UL 94: V-2, V-1 и V-0. UL 94V (Vertical Burning Test) - испытания проводят на вертикально закрепленном образце вышеуказанной ширины и длины и разной толщины (в табличных данных обязательно указывается толщина образца). Под образцом на расстоянии 300 мм помещают слой хлопчатобумажной ваты. Поджигают образец с нижнего конца открытым пламенем пропан-бутановой горелки первый раз в течение 10 секунд и отводят пламя от образца, если образец затухает, то повторно поджигают образец в течение 10 секунд. Проводят испытания 5-ти образцов. Замеряют следующие параметры:

- время горения после первого поджигания

- время горения после второго поджигания

- время тления после второго поджигания

- поджигают или не поджигают капающие частицы вату под образцом

- догорает или не догорает образец до зажима.

По сочетанию указанных параметров определяют категории горючести материала, указанные в таблице.

Из данных таблицы хорошо видно, что к категории V-0 относятся материалы с наименьшей горючестью, а в ряду 94V-1 и 94V-2 горючесть повышается. В отечественном обозначении данные оценки соответствуют ПВ-0, ПВ-1 и ПВ-2 соответственно

Для придания полимерным материалам им изделиям огнестойких свойств выпускаются трудногорючие суперконцентраты (антипирены) или готовые полимерные композиции. Наиболее эффективными на сегодняшний день являются добавки, в которых в качестве действующих компонентов используются синергетические смеси бромсодержащих органических соединений и окислов сурьмы.

В настоящее время налажен выпуск суперконцентратов трудногорючих добавок для пластиков полиолефиновой группы – КПО/ТГ, полистирольной группы – КПС/ТГ, полиамидов - КПА/ТГ. Введение в количестве до 20-30% в полимерный материал позволяет достигнуть критерия V-O – наивысшей оценки по стандарту UL-94. Следует отметить, что свойства горючести получаемого материала зависят от  конкретного применяемого сырья – марки, содержания других добавок, красителей, наполнителей, которые могут оказывать на конечные свойства как положительное, так и отрицательное влияние. На практике в зависимости от исходного материала и требуемого уровня огнестойкости "рабочий" диапазон данных концентратов составляет 15-30%

Также изготавливаются уже готовые к использованию полимерные композиты с требуемыми свойствами, наполнением, цветом и пр. В некоторых случаях, особенно при повышенных требованиях к физико-механическим показателям, обеспечение которых усложняется сложностью распределения или самим фактом ввода большого количества концентрата в целевой полимер, их использование является более предпочтительным.

Также изготавливаются безгалогеновые трудногорючие композиции на базе гидроокислов металлов. При своей большей экологической безопасности по сравнению с бром- и сурьмосодержащими,  данные композиции требуют на порядок большего содержания активных компонентов, что приводит к значительному изменению физико-механических и технологических характеристик, поэтому разработка должна осуществляться в зависимости от конкретных требований и условий переработки и применения. Изготавливаются и концентраты на базе антипиренов других типов - азот- и фосфорсодержащих.