Состав для огнезащитной обработки текстильного материала и способ получения текстильного материала пониженной горючести
Изобретение относится к огнезащитным составам и технологии получения огнезащищенных материалов с пониженным дымообразованием и токсичностью продуктов горения. Состав для огнезащитной обработки текстильного материала из смеси волокон содержит нитрилотрисметиленфосфоновую кислоту, в качестве азотсодержащего соединения - бикарбонат аммония в соотношении 1,1:1,0 с кислотой и ацетат цинка в количестве 20-40 г/л или 0,25-0,4 мас. частей. Способ получения текстильного материала пониженной горючести, дымообразующей способности и низкой токсичности продуктов горения включает пропитку текстильного материала указанным составом, последующий отжим материала, его сушку и термообработку при 140-160°С. Предложенная группа изобретений обеспечивает снижение дымообразующей способности тканей и уменьшение выделения токсичных газов при их термическом разложении. Предложенной обработке могут подвергаться текстильные материалы из природных и синтетических волокон. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к огнезащитным составам и технологии получения огнезащищенных текстильных материалов с пониженным дымообразованием и токсичностью продуктов горения. Огнезащитной обработке могут подвергаться текстильные материалы из природных и химических волокон, используемые в качестве декоративно-отделочных материалов, текстильных ковровых покрытий, применяемых в учреждениях с массовым пребыванием людей (гостиницы, выставочные комплексы, авиа- и железнодорожный транспорт и т.д.).
Из уровня техники известны огнезащитные композиции, например содержащая термопластичный полимер и смесь термостабильной аммонийной соли аминотрисметиленфосфоновой кислоты, пентаэритрита и цеолита (RU 2252241, C09K 21/14, 2005 г.).
Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному составу является техническое решение, где в качестве замедлителя горения для пропитки целлюлозных и смешанных тканей и волокон предложено использовать соли алкиаминометиленфосфоновой кислоты (FR 9308466, C09K 21/12, 1998).
Наиболее близким к заявленному способу является способ огнезащитной обработки текстильных материалов, включающий пропитку материала водным раствором аммонийной соли амида аминотрисметиленфосфоновой кислоты (EA 006401, C09K 21/12, 2005).
Техническим результатом группы изобретений является снижение дымообразующей способности тканей и уменьшение выделения токсичных газов при их термическом разложении.
Указанный технический результат достигается за счет того, что состав для огнезащитной обработки текстильного материала из смеси волокон содержит нитрилотрисметиленфосфоновую кислоту, в качестве азотсодержащего соединения берут бикарбонат аммония 1,1:1,0 с кислотой и добавляют ацетат цинка (20-40 г/л или 0,25-0,4 мас. частей).
В конкретном случае состав характеризуется тем, что для обработки текстильных материалов используется раствор при следующем содержании компонентов, г/л:
нитрилотрисметиленфосфоновая кислота - 60-150,
бикарбонат аммония - 66-165,
ацетат цинка - 20-40,
вода до 1 л.
Целесообразно использовать также следующее условие: оптимальное массовое соотношение фосфора к цинку в составе составляет 2:1, обеспечивающее наиболее эффективное снижение дымообразования и выделение токсичных продуктов в процессе горения текстильных материалов.
Результат достигается также за счет того, что предложенный способ получения текстильного материала пониженной горючести, дымообразующей способности и низкой токсичности продуктов горения включает пропитку текстильного материала составом по любому из предыдущих пунктов, последующий отжим материала, его сушку и термообработку при 140-160°C.
Изобретение иллюстрируют примеры конкретной реализации.
Пример 1
Ткань из смеси хлопка и полиэфирного волокна (50%:50%) пропитывают водным раствором, приготовленным последовательным добавлением к 80 г нитрилотрисметиленфосфоновой кислоты 88 г бикарбоната аммония до полного растворения и дозировкой 30 г ацетата цинка. Объем раствора доводится до 1 литра.
Пропитанную ткань высушивают при температуре 100-110°C и подвергают термообработке при 160°C в течение 3 мин.
Ткань характеризовалась КИ=32,4%.
Пример 2 (получение состава по п.3 формулы изобретения)
Шерстяное ковровое напольное покрытие пропитывают раствором следующего состава, г/л:
нитрилотрисметиленфосфоновая кислота - 110,
бикарбонат аммония - 120,
ацетат цинка - 35,
вода до 1 л.
Пропитанное ковровое покрытие высушивают при температуре 100-110°C и подвергают термообработке при 140°C в течение 3 мин.
Покрытие характеризовалось КИ=34,1%, по дымообразующей способности и токсичности продуктов горения соответствует требованиям международного стандарта FAR 25/853, Part 25.
Огнезащитные показатели оценивались по значению кислородного индекса, определяемого в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89.
Дымообразующая способность и токсичность продуктов горения текстильных материалов, используемых для отделки интерьера помещений, т.е. декоративно-отделочных, мебельных тканей, оценивались в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 (п.4.18, п.4.20 соответственно).
| Таблица 1 | |||||
| Показатели токсичности и дымообразующей способности тканей различного состава, обработанных заявляемым составом | |||||
| Наименование образца ткани, состав, % | КИ, % | Коэффициент дымообразования (режим тления), м2/кг | Токсичность продуктов горения, мг/г | ||
| Выход CO | Выход CO2 | ||||
| Гобелен (50 хлопок: 50 полиэфир) | исходная | 20,3 | 1449 | 120 | 355 |
| обработанная | 32,4 | 465 | 78 | 188 | |
| Мебельная (35 хлопок: 65 полиэфир) | исходная | 19,8 | 1348 | 109 | 423 |
| обработанная | 31,7 | 610 | 60 | 206 | |
| Мебельная (100 полиэфир | исходная | 20,1 | 1456 | 132 | 1341 |
| обработанная | 33,2 | 690 | 21 | 463 |
| Таблица 2 | |||
| Влияние соотношения фосфора и цинка в огнезамедлительном составе на выход газообразных продуктов горения и коэффициент дымообразования напольных шерстяных покрытий | |||
| Наименование образца | Соотношение фосфора и цинка в огнезамедлительном составе | Выход газообразных соединений при терморазложении CO/CO2, мг/г (ГОСТ 12.1.044-89, п.4.20) | Коэффициент дымообразования (режим тления), м2/кг (ГОСТ 12.1.044-89, п.4.18) |
| Шерстяное ковровое напольное покрытие исходное | - | 141/745 | 890 |
| Шерстяное ковровое напольное покрытие обработанное | 1:1 | 126/498 | 499 |
| 1:2 | 129/518 | 536 | |
| 2:1 | 79/397 | 412 |
Дымообразующая способность напольных ковровых покрытий, используемых для обивки салонов самолетов, проводилась в соответствии требованиями АП-25 п.853 Приложение F Часть V (ГОСТ 24632) и международным стандартом FAR 25/853, Part 25.
| Таблица 3 | |||||
| Дымообразующая способность обработанных шерстяных ковровых напольных покрытий | |||||
| Наименование образца | Режим испытания | Показатели дымообразования | Группа дымообразования | ||
| Д2 | Д4 | Дмакс | |||
| Обработка без цинка | горение | 80 | 199 | 222 | IV |
| пиролиз | 36 | 148 | 220 | ||
| Обработка составом (фосфор: цинк = 2:1) | горение | 28 | 102 | 200 | IV |
| пиролиз | 26 | 80 | 204 | ||
| Допустимые значения (в соответствии с АП-25 п.853 Приложение F Часть V), не более | 200 | ||||
| Допустимые значения (в соответствии с FAR 25/853, Part 25), не более | |||||
| горение | 250 | ||||
| пиролиз | 150 |
| Таблица 4 | |||
| Количество выделившихся токсичных продуктов при горении обработанного шерстяного коврового покрытия | |||
| Наименование газообразного соединения |
Допустимое значение через 4 мин горения [ppm] |
Выделилось в процессе пиролиза, [ppm] |
Выделилось в процессе горения, [ppm] |
| HCN | 150 | 10 | 30 |
| CO | 1000 | 10 | 100 |
| NO-NO2 | 100 | 2 | 20 |
| SO2-H2S | 100 | 0 | 0 |
| HF | 100 | 0 | 0 |
| HCl | 150 | 0 | 0 |
Как видно из Таблиц, изобретение позволяет реализовать заявленное назначение с достижением указанного технического результата.
1. Состав для огнезащитной обработки текстильного материала из смеси волокон, содержит нитрилотрисметиленфосфоновую кислоту, в качестве азотсодержащего соединения берут бикарбонат аммония 1,1:1,0 с кислотой и добавляют ацетат цинка (20-40 г/л или 0,25-0,4 мас.ч.).
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что для обработки текстильных материалов используется раствор при следующем содержании компонентов, г/л:
| нитрилотрисметиленфосфоновая кислота | 60-150 |
| бикарбонат аммония | 66-165 |
| ацетат цинка | 20-40 |
| вода | до 1 л |
3. Состав по п.1 или 2, отличающийся тем, что оптимальное массовое соотношение фосфора к цинку составляет 2:1, обеспечивающее наиболее эффективное снижение дымообразования и выделение токсичных продуктов в процессе горения текстильных материалов.
4. Способ получения текстильного материала пониженной горючести, дымообразующей способности и низкой токсичности продуктов горения, включающий пропитку текстильного материала составом по любому из предыдущих пунктов, последующий отжим материала, его сушку и термообработку при 140-160°С.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что огнезащитной обработке подвергают текстильные материалы из синтетических и смеси синтетических и целлюлозных волокон.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что огнезащитной обработке подвергают шерстяные ковровые напольные покрытия.
