Studium vlivu plniv a pojiv na protipožární vlastnosti zpěňovatelných nátěrových hmot

Abstract

Disertační práce se zabývá přípravou a testováním protipožárních zpěňovatelných nátěrových hmot na ocelové konstrukce. Byly připraveny vodou ředitelné zpěňovatelné nátěrové hmoty na bázi kopolymerní disperze vinylacetát-vinylester versatikové kyseliny, alkydové, akrylátové a styren-akrylátové emulze, polyurethanové a epoxidové disperze. Dále byly připraveny rozpouštědlové zpěňovatelné nátěrové hmoty na bázi vysokosušinového pojiva epoxy-siloxanu a substituovaného styren-akrylátu. U zpěňovatelných nátěrových hmot byl sledován vliv plniv a aditiv se synergickým účinkem na protipožární vlastnosti a tvorbu zpěněné vrstvy. Byla vybrána teplotně odolná plniva s různými tvary částic. Pro testování protipožárních vlastností byl vyvinut laboratorní postup - test ohnivzdornosti zpěňovatelných nátěrových hmot. Testované nátěrové hmoty pak byly mezi sebou porovnávány. Degradační procesy byly sledovány pomocí termogravimetrické analýzy. Zpěněná vrstva pak byla analyzována pomocí infračervené spektroskopie, rentgenové difrakční analýzy a rentgenové fluorescenční analýzy. Bylo zjištěno, že zpěňování nátěrových hmot a struktura zpěněné vrstvy je nejvíce ovlivňována koncentrací plniv. Obecně se tloušťka zpěněné vrstvy snižuje s rostoucí koncentrací plniv. Pouze expandovatelný grafit se podílel na zvýšení tloušťky zpěněné vrstvy. Nejvíce se na vylepšení protipožárních vlastností podílely zejména minerální vlákna, metakaolín, slída a v případě zpěňovatelné nátěrové hmoty na bázi kopolymerní disperze vinylacetát-vinylester kyseliny versatikové i expandovatelný grafit. Ve formulaci zpěňovatelných nátěrových hmot bylo použito hybridní pojivo na bázi epoxy-siloxanu. Tento systém nebyl dosud nikým použit. Zpěňovatelné nátěrové hmoty na bázi epoxy-siloxanu tvoří zpěněnou vrstvu na jejímž povrchu během tepelné degradace vzniká tenká oxidická vrstva. Jedná se především o oxidy křemíku pocházejících z pojiva. Ve srovnání s tradičními organickými zpěňovatelnými nátěrovými hmotami, zůstává ve zpěněné vrstvě více tepelně stabilního materiálu (cca o 12 hm. %). Větší množství tepelně stabilního materiálu ve zpěněné vrstvě má za následek prodloužení doby protipožární ochrany.