Огнезащита текстильных материалов => Министерство российской федерации по делам гражданской. Федеральное государственное учреждение. Институт...

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ

ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ и ликвидации

последствий стихийных бедствий

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ»

 

 

СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ОГНЕЗАЩИТЫ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Руководство

 

УДК 614.841.411:667.637

 

 

Приведены общие сведения об огнезащите текстильных материалов, описаны технологии изготовления и нанесения некоторых огнезащитных составов. Изложены методы оценки огнезащитной эффективности, требования к технической документации, методы контроля качества составов и приёмки огнезащитных работ. Освещены вопросы лицензирования и сертификации в области огнезащиты текстильных материалов.

Издание предназначено для сотрудников ГПС, инженерно-технических работников проектных организаций и предприятий, осуществляющих деятельность в области огнезащиты.

В подготовке руководства принимали участие д-р техн. наук Н.В. Смирнов, канд. техн. наук Н.И. Константинова, канд. хим. наук Н.Г. Дудеров, канд. техн. наук О.И. Молчадский, Ю.К. Нагановский, Н.А. Терешина, И.С. Семибратова, Г.И. Болодьян.

Замечания и предложения просим направлять в ФГУ ВНИИПО МЧС России по адресу: 143903, Московская область, Балашихинский район, пос. ВНИИПО, д. 12. Тел. (095) 521-62-65.

Утверждено ФГУ ВНИИПО МЧС России 21 января 2004 г.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Обработка огнезащитными составами текстильных материалов обеспечивает снижение пожарной опасности волокон, нитей, тканей, нетканых материалов и изделий из них, а также ковровых текстильных покрытий.

В результате обработки эффективными средствами огнезащиты исключается возможность загорания текстильных материалов (ТМ) от малокалорийных источников зажигания (сигарета, спичка и т. п.). В других случаях эти средства ограничивают распространение пламени по поверхности, снижают дымообразующую способность, токсичность продуктов терморазложения и тепловыделение.

Текстильные материалы имеют широкую область применения: в быту, технике, общественных зданиях, на транспорте и как специальные защитные средства. Они используются в качестве штор, драпировок, занавесей, материалов при изготовлении мягкой мебели, спальных принадлежностей, специальной защитной одежды и изделий, декоративной отделки различных по функциональному назначению помещений.

Текстильные материалы отличаются по составу (из натуральных, искусственных, синтетических и смеси волокон), способу изготовления, структуре и строению волокон и нитей, а также плотности и толщине полотен, что влияет на выбор способа и средства огнезащиты.

Известно несколько способов получения волокон и текстильных материалов с пониженной горючестью:

• использование высокотермостойких волокнообразующих органических полимеров;

• использование неорганических волокон;

• модификация волокнообразующего полимера на стадии его синтеза;

• модификация волокна на стадии его формования путем использования стабилизаторов и замедлителей горения реакционного и аддитивного типа;

• поверхностная или объемная обработка волокон, тканей или готовых изделий.

Наиболее распространенным способом огнезащиты является поверхностная обработка или пропитка с применением замедлителей горения реакционного или аддитивного типа.

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

  

Огнезащита текстильных материалов должна осуществляться в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

Огнезащитные составы для текстильных материалов подлежат сертификации в Системе сертификации в области пожарной безопасности (ССПБ). Краткие сведения о сертификации приведены в прил. 1.

Предприятия и организации, занимающиеся поставкой, производством, обработкой огнезащитными составами текстильных материалов, должны иметь лицензию на соответствующие виды деятельности, выданную в порядке, установленном Постановлением Правительства Российской Федерации "О лицензировании деятельности в области пожарной безопасности" от 31 мая 2002 г. № 373.

Производство, транспортирование, хранение и применение огнезащитных составов должно осуществляться в соответствии с технической документацией, требования к которой изложены в разд. 2.

Эффективность средств огнезащиты текстильных материалов с учетом их функционального назначения определяется согласно методам, изложенным в соответствующих нормативных документах, например НПБ 257-2002.

 

1.1. Классификация текстильных материалов по функциональному назначению и составу

В зависимости от состава волокон текстильные материалы классифицируются на материалы из натуральных (хлопковых, шерстяных, лубяных и др.), искусственных (вискозных, медно-аммиачных, ацетатных), синтетических (полиамидных, полиэфирных, полиакрилонитрильных, галогенсодержащих, углеродных и др.) и смеси волокон.

Волокно в чистом виде и в смеси используется для выработки тканей и трикотажа, искусственного меха, нетканых материалов, в производстве ковровых изделий, упаковочных и мебельных тканей, тканей защитной одежды, гардинно-тюлевых изделий.

В табл. 1 приведены основные виды волокон текстильных и нетканых материалов, применение которых в общественных зданиях, быту, технике, в качестве защитной одежды, на транспорте может вызвать необходимость огнезащитной обработки в целях пожарной безопасности.

 

Таблица 1

 

Назначение текстильного материала	Область применения	Вид используемых волокон
Бельевые	Постельное белье для железнодорожного транспорта, гостиниц и т. п.	Льняные, хлопковые, сочетания волокон
Декоративные: драпировки, обивка мебели, сидений транспорта, гардины, занавеси, обои, ковровые покрытия	Общественные здания и сооружения, зрительные залы, транспорт (железнодорожный, авиационный, автомобильный)	Льняные, хлопковые, шерстяные, искусственные, синтетические, сочетания волокон
Специальная защитная одежда	Специальная одежда металлургов, автогонщиков, спасателей и т. п.	Льняные, хлопковые, шерстяные, термостойкие, искусственные, синтетические, сочетания волокон
Технические ткани и нетканые материалы	Тепло- и звукоизоляция в общественных зданиях, на транспорте, тенты, укрытия, фильтры и т. п.	Льняные, хлопковые, шерстяные, термостойкие, искусственные, синтетические, сочетания волокон

 

В настоящее время выпуск синтетических волокон составляет 80 % от общего количества вырабатываемых химических волокон, причем 65 % из них приходится на полиэфирные. В связи с этим достаточно большой объем тканей различного назначения, выпускаемых текстильной промышленностью, занимают ткани из полиэфирных и смешанных (полиэфир/хлопок, полиэфир/вискоза) волокон. Поэтому при разработке огнезащитного средства и оценке его эффективности в качестве объекта огнезащиты целесообразно использовать наряду с натуральными (хлопок, лен) полиэфирные и текстильные материалы из смеси волокон.

Поверхностная огнезащитная пропитка текстильных материалов на основе целлюлозных волокон нередко производится пропиточными составами для огнезащиты древесины.

Значительно труднее осуществить огнезащитную пропитку текстильных материалов из синтетических или смеси волокон, т. к. материалы на основе целлюлозы и полиэфира, отличаясь химической структурой и строением, характеризуются различной устойчивостью к воздействию высоких температур. Для их эффективной огнезащиты следует выбирать реакционноспособные средства и соответствующую технологию нанесения.

 

1.2. Способы огнезащиты текстильных материалов

Известно несколько видов обработки волокон, текстильных материалов или изделий средствами огнезащиты:

• поверхностная или объемная обработка с образованием на их поверхности труднорастворимых соединений;

• химическая модификация волокон огнезащитными средствами с образованием ковалентных связей между замедлителем горения и макромолекулой волокнообразующего полимера.

Средства огнезащиты для поверхностной или объемной обработки текстильных материалов делятся на две группы. К первой группе относятся огнезащитные составы, представляющие собой различные комбинации буры и борной кислоты, диаммонийфосфаты и другие неорганические соединения. Этот класс соединений находит применение для обработки текстильных материалов (преимущественно целлюлозных), не требующих стирки.

Ко второй группе относятся огнезащитные составы, образующие на поверхности текстильного материала нерастворимые соединения, обеспечивающие устойчивость огнезащитного эффекта к многократным стиркам. К наиболее часто применяемым в данном случае соединениям относятся фосфор-, фосфоразот- и фосфоргалогенсодержащие соединения.

Для получения огнезащищенных тканей из натуральных волокон широко используются составы для огнезащиты древесины. К ним относятся, как правило, средства огнезащиты первой группы. При увеличении синтетической составляющей в ткани (более 35 %) обычно используют реакционноспособные огнезащитные средства второй группы, а огнезащитную поверхностную обработку таких тканей и тканей, требующих стирки в процессе эксплуатации, проводят с обязательной термообработкой.

 

2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

НА ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СОСТАВЫ

 

2.1. Основные положения

2.1.1. Под технической документацией (ТД) на огнезащитные составы для текстильных материалов и способы огнезащиты понимают документы, определяющие основные технические требования к огнезащитным составам и (или) их применению (технические регламенты, стандарты, инструкции и руководства).

2.1.2. Техническая документация на огнезащитные составы для текстильных материалов и способы огнезащиты должна:

а) полно и достоверно подтверждать соответствие огнезащитных составов своему назначению;

б) содержать требования к надежности и качеству огнезащитной обработки;

в) определять условия эксплуатации текстильных материалов с огнезащитной обработкой;

г) обеспечивать стабильность показателей огнезащитной эффективности при производстве и применении огнезащитных составов.

 

2.2. Порядок построения, изложения и оформления

2.2.1. Общий порядок разработки, утверждения, учета и применения отраслевых стандартов устанавливают министерства (ведомства), к компетенции которых отнесены вопросы организации работ по стандартизации.

Общий порядок построения, изложения и оформления технических условий установлен ГОСТ 2.114-95.

Порядок построения, изложения и оформления инструкций и руководств устанавливают юридические и физические лица, осуществляющие разработку нормативных документов (НД) на огнезащитные составы.

2.2.2. Кроме требований, установленных указанными в п. 2.2.1 стандартами, при разработке НД на средства и способы огнезащиты необходимо руководствоваться следующими специальными требованиями.

2.2.2.1. Разделы "Область применения" (для стандартов) и "Вводная часть" (для технических условий, инструкций и руководств) должны содержать сведения об объекте защиты, эффективности огнезащитного состава и условиях эксплуатации огнезащищенных текстильных материалов и изделий.

2.2.2.2. Раздел "Технические требования" должен содержать технические показатели, определяющие качество огнезащитного состава (показатели назначения, технологичности и надежности, физико-химические свойства) и объективно проверяемые с использованием методов испытаний, в том числе по которым огнезащитные составы сертифицируются. Номенклатура показателей качества огнезащитных составов, приведенная в технических условиях (стандартах), должна в обязательном порядке включать огнезащитную эффективность, определяемую по п. 4 настоящего Руководства. Разработчик ТД обязан установить периодичность контроля технических показателей, обеспечивающего стабильность качества огнезащитных составов и огнезащитной обработки. При этом контроль эффективности огнезащитного состава допускается проводить по показателям назначения, которые не являются сертификационными, но обеспечивают необходимый контроль.

2.2.2.3. В подразделе "Маркировка" ТД на огнезащитные составы при изложении требований к содержанию маркировки следует дополнительно указать номер и срок действия сертификата пожарной безопасности на данный огнезащитный состав, а также наименование НПБ, стандарта и иных НТД, по которым он сертифицирован. При необходимости может проставляться также знак соответствия.

В ТД на применение огнезащитного состава должны быть изложены требования к маркировке обработанных изделий и материалов. Рекомендуется при маркировке указывать следующие сведения:

• наименование предприятия, выполнявшего огнезащитные работы;

• номер лицензии;

• наименование огнезащитного состава и номер сертификата пожарной безопасности;

• дату проведения огнезащитных работ;

• гарантийный срок эксплуатации (дата последующего контрольного освидетельствования, срок очередной огнезащитной обработки).

Дополнительно могут быть указаны срок действия лицензии и сертификата, наименование НТД, по которому огнезащитный состав сертифицирован, а также другие сведения на усмотрение производителя работ.

2.2.2.4. В разделе "Требования безопасности" НД необходимо привести сведения о пожаро- и взрывоопасности применяемых компонентов или готового состава. В случае наличия такой опасности следует указать меры, направленные на ее предупреждение или устранение, а также время, в течение которого она сохраняется.

2.2.2.5. В разделе "Правила приемки" ТД на огнезащитные составы следует указать порядок и периодичность контроля всех параметров и характеристик, указанных в разделе "Технические требования".

При проведении приемки огнезащитных составов следует предусмотреть отбор арбитражной пробы в объеме, необходимом для проведения повторного контроля. Условия хранения пробы должны обеспечивать сохранность основных свойств огнезащитных составов в течение установленного срока хранения.

В разделе "Правила приемки" ТД на применение огнезащитного состава необходимо указать параметры и характеристики, контролируемые при проведении огнезащитных работ, а также периодичность контроля огнезащищенных текстильных материалов и изделий.

2.2.2.6. В разделе "Методы контроля" излагаются методы контроля параметров и характеристик продукции, предусмотренных в разделе "Правила приемки", и методы контроля качества выполненных работ.

2.2.2.7. В раздел "Указания по применению" необходимо включить следующие сведения:

• технология приготовления состава (за исключением использования готового к применению огнезащитного состава) с указанием технологических параметров (соотношения компонентов, времени их перемешивания, температуры и др.) и используемого оборудования;

• подготовка текстильных материалов и изделий (чистка, стирка, предварительное высушивание и др.);

• технология нанесения (поверхностная обработка, обработка окунанием в раствор состава, одностороннее, двустороннее напыление одного и (или) нескольких составов, время промежуточной и окончательной сушки, расход состава и др.).

Сведения о показателях пожарной опасности огнезащищенных объектов должны быть приведены в полном объеме и подтверждены результатами испытаний, полученными в испытательных лабораториях, аккредитованных в ССПБ.

В ТД на огнезащитные составы в данный раздел необходимо включить указания о порядке приемки и методах контроля качества выполненных работ.

При наличии инструкции или руководства по применению огнезащитного состава, содержащих указанные сведения в полном объеме, допускается использовать данную инструкцию или руководство в качестве приложения к техническим условиям, а в разделе "Указания по применению" дать на них ссылку.

2.2.2.8. В разделе "Гарантии изготовителя" следует указать гарантийный срок хранения огнезащитного состава и гарантийный срок эксплуатации текстильных материалов и изделий с огнезащитной обработкой.

 

3. ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СОСТАВЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

 

Процесс обработки заключается в пропитке водными растворами огнезащитных солей (антипиренов) текстильных материалов и изделий из них.

Огнезащитная пропитка затрудняет горение и распространение пламени по поверхности текстильного материала, в ряде случаев препятствует возгоранию.

Метод пропитки применяется для огнезащиты текстильных материалов, изделия из которых эксплуатируются в помещениях.

Наибольшее внимание в настоящее время уделяется огнезащитной поверхностной или объемной обработке готового волокна, текстильного материала или изделия. Нанесение огнезащитных составов - весьма доступная и простая операция. Поэтому данный метод широко применяется для огнезащиты текстильных материалов на основе целлюлозы (из вискозного волокна, хлопка, льна, шерсти), полусинтетических (полиэфир + хлопок) и синтетических (100 % полиэфир, полиамид и др.). В этих целях может быть использовано оборудование красильно-отделочного производства, что обеспечивает широкое распространение такого способа получения огнезащищенных текстильных материалов.

Технология и способы пропитки различными огнезащитными составами, как правило, аналогичны. Отличаться могут расходные нормы для обеспечения заданной огнезащиты, кратность огнезащитной обработки, время и температура сушки, периодичность возобновления огнезащитной обработки, которые должны быть отражены в НТД на огнезащищенные ТМ.

Если в ТД по применению огнезащитного средства не указан конкретный состав текстильного материала, можно оценку его эффективности проводить, например, на натуральных (100 % хлопок), полиэфирных (100 %) тканях и тканях из смеси волокон (50 % хлопка или вискозы и 50 % полиэфира).

При выборе расходных норм, вида и технологии нанесения огнезащитного средства необходимо учитывать основные характеристики текстильного материала: химический состав, строение, толщину, поверхностную плотность и др.

При любом из способов поверхностной обработки для достижения необходимого огнезащитного эффекта следует учитывать величину синтетической составляющей в смесевом текстильном материале. Причем при увеличении в ткани синтетической составляющей (например, полиэфира), как правило, повышается расход (концентрация) огнезащитного средства для получения эффекта огнезащиты.

 

3.1. Условия нанесения огнезащитных составов и подготовка текстильных материалов

Текстильный материал или изделие из него перед нанесением огнезащитного состава должны быть чистыми и сухими.

Обработка текстильного материала должна производиться при температуре не ниже 10 °С и относительной влажности воздуха не более 70 % или в соответствии с требованиями ТД. Не допускается производить огнезащитные работы при отрицательных температурах, воздействии атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Нанесение огнезащитных составов на текстильный материал осуществляется кистью, валиком, погружением, опрыскиванием.

Огнезащитные составы следует наносить равномерно по всей поверхности текстильного материала или изделия.

Обработка огнезащитными составами текстильных материалов не должна ухудшать их эстетические свойства.

В случае необходимости одновременно с огнезащитной обработкой проводят обработку масло- и водоотталкивающими составами. При комплексной обработке требуется проведение предварительных исследований, подтверждающих огнезащитную эффективность данного комплекса.

Огнезащитные составы обладают различными эксплуатационной стойкостью и долговечностью. В связи с этим необходим периодический контроль за состоянием защищенного текстильного материала, а в случае необходимости проведение повторной обработки.

При обработке огнезащитными составами, как правило, применяется специальное оборудование. Некоторые виды материалов и оборудования приведены в табл. 3.1.

 

Таблица 3.1

 

Стадии работы (операции)	Материалы и оборудование
1. Идентификация состава текстильного материала	В соответствии с ТД
2. Приготовление рабочего огнезащитного состава	Смесители или емкости для смешения из коррозионно-стойкого материала, термометры, ареометры, весовые и объемные дозаторы, рН-метр, весы, гидронасосы, сита, оборудование для фильтрации и отстоя
3. Нанесение огнезащитного состава на текстильный материал	Емкость для пропитки, весы, плюсовка, подсушивающая камера, сушильно-ширильная машина
4. Контроль за качеством обработки	Горелка спиртовая

 

3.2. Поверхностная обработка текстильных материалов и изделий из них

Для обработки целлюлозных текстильных материалов и материалов с незначительным содержанием полиэфирных волокон, не требующих стирки, используют огнезащитные составы, представляющие собой различные комбинации буры, борной кислоты, аммонийфосфатов и другие неорганические соединения. Для огнезащиты целлюлозных, синтетических, текстильных материалов из смеси волокон, обеспечивающих сохранение огнезащитного эффекта при многократных стирках, применяют огнезащитные средства, состоящие из замедлителя горения и предконденсатов меламиноформальдегидных смол (гликазина, лиофикса, эластофикса, кассурита и др.) и образующие в результате термообработки на поверхности текстильного материала нерастворимые соединения. Обработку этими составами проводят по технологии, включающей пропитку водным раствором (например, гликазина), сушку, пропитку водным раствором антипирена, с последующими термообработкой и сушкой.

Текстильные материалы, обработанные масло- и водоотталкивающими составами, не могут быть защищены пропиточными составами.

В табл. 3.2 приведены стадии технологического процесса и основные технологические параметры поверхностной огнезащитной обработки для составов МС-Т и ОП.

 

Таблица 3.2

 

 

Стадии технологического процесса и основные технологические параметры	Наименование огнезащитного состава
	МС-Т	ОП
1. Подготовка текстильного материала	+	+
2. Приготовление рабочего раствора:
раствор готовится из сухой смеси	+	+
используется готовый раствор	+	+
3. Нанесение состава на поверхность:
погружением	+	+
опрыскиванием	+	+
кистью	+	+
валиком	+	+
4. Кратность нанесения	1-2	1-2
5. Термофиксация		+
6. Сушка	+	+

 

3.2.1. Поверхностная пропитка текстильных материалов

В качестве примера применения пропиточного состава ниже описана технологическая схема нанесения пропиточного состава МС-Т.

Пропиточный состав МС-Т представляет собой водный раствор солей аммония фосфорнокислого и аммония сернокислого.

Нанесение на текстильный материал пропиточного состава МС-Т может производиться согласно технологическому регламенту кистью, валиком, погружением, опрыскиванием. Температура пропиточного состава не должна превышать 60 °С. После пропитки способом погружения текстильный материал отжимается на 85-90 % на плюсовке и подсушивается на сушильных барабанах (например, типа СБМ-1) при температуре 100-150 °С.

Расход пропиточного состава МС-Т в зависимости от плотности и структуры текстильного материала - от 160 до 500 г/м².

3.2.2. Обработка текстильных материалов по плюсовочно-термофиксационному методу

Пропитка по плюсовочно-термофиксационному методу может использоваться для текстильных материалов, подвергающихся впоследствии стирке. В качестве примера применения пропиточного состава излагается технология нанесения пропиточного состава ОП.

Пропиточный состав ОП представляет собой водный раствор дициандиамида и ортофосфорной кислоты, нейтрализованной аммиаком до слабощелочной реакции. Плотность раствора должна составлять 1,17-1,13 г/см³ при температуре 20 °С.

Нанесение на текстильный материал пропиточного состава ОП должно производиться согласно технологическому регламенту. При пропитке способом погружения температура пропиточного состава должна быть 60-70 °С. После пропитки текстильный материал отжимается на 85-90 % на плюсовке, подсушивается на сушильно-ширильной машине при температуре 100-120 °С и подвергается обработке в термокамере при температуре 170 °С. Затем текстильный материал проходит стадию промывки в холодной и теплой (30-40 °С) воде и выдерживается при температуре 100-120 °С в подсушивающей камере и на сушильно-ширильной машине.

Расход пропиточного состава ОП в зависимости от плотности и структуры текстильного материала - от 160 до 500 г/м².