Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 98938 10.62980/2076-0655-2025-62-73 vgloyk ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА HEAT RESISTANCE AND FIRE HAZARD OF POURED EPOXY FOAMS FOR CONSTRUCTION PURPOSES ТЕРМОСТОЙКОСТЬ И ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ЗАЛИВОЧНЫХ ЭПОКСИДНЫХ ПЕНОПЛАСТОВ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Ушков Максим Валентинович Ushkov Maxim Valentinovich va.ushkov@yandex.ru Евтушенко Юрий Михайлович Yevtushenko Yury Mikhailovich evt-yuri@mail.ru

доктор химических наук;

doctor of chemical sciences;

 Агафонова Наталья Зиновьевна Agafonova Natalya Zinovievna natalya-markiv@mail.ru Ушков Валентин Анатольевич Ushkov Valentin Anatolievich va.ushkov@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-3523-593X Самченко Светлана Васильевна Samchenko Svetlana Vasil'evna samchenko@list.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Национальный исследовательский Московский государственный университет Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Russian Federation ФГБУН «Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН Россия FGBUN Institute of Synthetic Polymeric Materials named after N.S. Enikolopov, Russian Academy of Sciences Russian Federation Национальный исследовательский Московский государственный университет Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Russian Federation Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Russian Federation ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия Moscow State (National Research) University of Civil Engineering Moscow Russian Federation 06 06 2025 06 06 2025 32 1 62 73 26 02 2025 12 03 2025 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/98938/view

Среди полимерных теплоизоляционных материалов на основе реакционноспособных олигомеров особое место занимают эпоксидные пенопласты, обладающие высокими технологическими и эксплуатационными характеристиками. Однако высокая горючесть пенополиэпоксидов существенно сдерживает их применение в строительной индустрии. Цель работы – разработка заливочных эпоксидных пенопластов, обладающих пониженной горючестью и высокими физико-механическими показателями. Задачи исследования: установить влияние химической природы и содержания аддитивных и реакционноспособных бром- и фосфорсодержащих соединений на термостойкость, горючесть, технологические и эксплуатационные свойства эпоксидных пенопластов и разработка заливочных пенополиэпоксидов пониженной горючести с высокими физико-механическими характеристиками. Термические свойства пенополиэпоксидов определяли с помощью мультимодульного термоаналитического комплекса DuPont-9900. Представлены данные о влиянии кажущейся плотности пенопластов и концентрации кислорода в потоке окислителя на скорость распространения пламени по горизонтальной поверхности пенополиэпоксидов. Показано, что химическая природа аминных отвердителей незначительно влияет на термостойкость и горючесть эпоксидных пенопластов. Выявлено, что фосфатные пластификаторы являются малоэффективными антипиренами для пенополиэпоксидов, а химическое строение аддитивных броморганических антипиренов незначительно влияет на их эффективность. Показано, что микрокапсулированные антипирены уступают по эффективности пламягасящего действия аддитивным антипиренам. Установлено, что эффективными антипиренами для получения пенополиэпоксидов пониженной горючести являются фосфорсодержащий олигоэфирметакрилат и эпоксидированные отходы производства тетрабромдифенилолпропана.

Epoxy foams with their high technologic parameters and performance characteristics have a special place in a field of poly-mer insulation materials based on reactive oligomers. However, polyepoxy foams are highly flammable, which significantly lim-its their use in the construction industry. The purpose of the work is to develop effective methods for reducing the flammability of cast epoxy foams and increasing physical and mechanical properties. Research objectives: to establish the influence of the chem-ical nature and content of additive and reactive bromine- and phosphorus-containing compounds on the heat resistance, flam-mability and performance properties of cast epoxy foams and to develop low-flammability polyepoxy foams with high physical and mechanical characteristics. The thermal properties of epoxy foams were studied using a DuPont-9900 multimodular thermal analytical complex. Experimental data on the influence of the apparent density of polyepoxy foams and the oxygen concentration in the oxidizer flow on the speed of flame propagation along the horizontal surface of polyepoxy foams are presented. It was re-vealed that the chemical nature of amine hardeners has virtually no effect on the heat resistance and flammability of polyepoxy foams. It has been established that phosphate plasticizers are ineffective flame retardants for polyepoxy foams, and the chemical structure of additive organobromine flame retardants has little effect on their effectiveness. It has been shown that microencap-sulated flame retardants are inferior in flame extinguishing efficiency to additive flame retardants. It was revealed that effective flame retardants for casting polyepoxy foams are phosphorus-containing oligoester methacrylate and epoxidized waste from the production of tetrabromdiphenylol propane.

 антипирены горючесть кажущаяся плотность кислородный индекс модификаторы пенополиэпоксиды пластификаторы прочность скорость распространения пламени термостойкость flame retardants flammability apparent density oxygen index modifiers polyepoxy foams plasticizers strength flame spread rate heat resistance Работа выполнена в НИУ МГСУ в рамках реализации Программы развития университета «ПРИОРИТЕТ 2030». Проект 3.1 «Научный прорыв в строительной отрасли – новые технологии, новые материалы, новые методы». The work was carried out at NIU MSCU within the framework of the University Development Program “PRIORITY 2030”. Project 3.1 “Scientific breakthrough in the construction industry - new technologies, new materials, new methods”

Гурьев В.В., Жуков А.Д., Еремеев В.Е., Желудов В.С., Семенов В.С., Боброва Е.Ю. Тепловая изоляция в промыш-ленности. Теория, материалы и системы изоляции. - М.: НИУ МГСУ, 2021. – 184 с. Gur'ev V.V., Zhukov A.D., Eremeev V.E., Zheludov V.S., Semenov V.S., Bobrova E.Yu. Teplovaya izolyaciya v promysh-lennosti. Teoriya, materialy i sistemy izolyacii. - M.: NIU MGSU, 2021. – 184 s. Берлин А.А., Шутов Ф.А. Химия и технология газона-полненных высокополимеров. - М.: Наука, 1980. - 503с. Berlin A.A., Shutov F.A. Himiya i tehnologiya gazona-polnennyh vysokopolimerov. - M.: Nauka, 1980. - 503s. Дементьев А.Г., Тараканов О.Г. Структура и свойства пенопластов. - М.: Химия, 1983. - 176с. Dement'ev A.G., Tarakanov O.G. Struktura i svoystva penoplastov. - M.: Himiya, 1983. - 176s. Клемпнер Д. Полимерные пены и технологии вспенива-ния: пер. с англ. Под ред. А.М. Чеботаря – СПб: Профес-сия, 2009. – 600с. Klempner D. Polimernye peny i tehnologii vspeniva-niya: per. s angl. Pod red. A.M. Chebotarya – SPb: Profes-siya, 2009. – 600s. Сахаров В.И. Пеноэпоксидная теплоизоляция сооруже-ний в работах с суровым климатом. – Л.: Стройиздат, Ле-нингр. Отделение, 1980. – 144с. Saharov V.I. Penoepoksidnaya teploizolyaciya sooruzhe-niy v rabotah s surovym klimatom. – L.: Stroyizdat, Le-ningr. Otdelenie, 1980. – 144s. Федосов С.В., Малбиев С. А., Кусенпова А.А. и др. Со-стояние и перспективы применения полимерных тепло-изоляционных материалов в строительстве // Вестник По-волжского ГТУ. Серия: Материалы. Конструкции. Техно-логии. - 2018. - №3. - С.26-43. Fedosov S.V., Malbiev S. A., Kusenpova A.A. i dr. So-stoyanie i perspektivy primeneniya polimernyh teplo-izolyacionnyh materialov v stroitel'stve // Vestnik Po-volzhskogo GTU. Seriya: Materialy. Konstrukcii. Tehno-logii. - 2018. - №3. - S.26-43. Колосова А.С., Пикалов Е.С. Современные газонапол-ненные полимерные материалы и изделия // International journal of applied and fundamental research. - 2020. - №10. – С. 54 - 67. Kolosova A.S., Pikalov E.S. Sovremennye gazonapol-nennye polimernye materialy i izdeliya // International journal of applied and fundamental research. - 2020. - №10. – S. 54 - 67. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.З. Эпоксидные полимеры и композиции. – М.: Химия, 1982. – 232с. Chernin I.Z., Smehov F.M., Zherdev Yu.Z. Epoksidnye polimery i kompozicii. – M.: Himiya, 1982. – 232s. Хозин В.Г. Усиление эпоксидных полимеров. – Казань: Изд-во ПИК «Дом печати», 2004. – 446с. Hozin V.G. Usilenie epoksidnyh polimerov. – Kazan': Izd-vo PIK «Dom pechati», 2004. – 446s. Панина Н.Н., Чурсова Л.В., Бабин А.Н., Гребнева Т.А., Гуревич Я.М. Основные способы модификации эпоксид-ных полимерных материалов в России. //Все материалы. Энциклопедический сборник. – 2014. - №9. – С. 10-17. Panina N.N., Chursova L.V., Babin A.N., Grebneva T.A., Gurevich Ya.M. Osnovnye sposoby modifikacii epoksid-nyh polimernyh materialov v Rossii. //Vse materialy. Enciklopedicheskiy sbornik. – 2014. - №9. – S. 10-17. Ушков В.А., Григорева Л.С., Абрамов В.В. Горючесть эпоксидных полимеров // Вестник МГСУ. – 2011. - №1. – Том 2. – С. 352-356. Ushkov V.A., Grigoreva L.S., Abramov V.V. Goryuchest' epoksidnyh polimerov // Vestnik MGSU. – 2011. - №1. – Tom 2. – S. 352-356. Михайлин Ю.А. Тепло-, термо- и огнестойкость поли-мерных материалов. –СПб: Научные основы и техноло-гии, 2011- 416с. Mihaylin Yu.A. Teplo-, termo- i ognestoykost' poli-mernyh materialov. –SPb: Nauchnye osnovy i tehnolo-gii, 2011- 416s. Барбатько С.Л., Вольный О.С., Кириенко О.А., Шуркова Е.Н. Оценка пожаробезопасновти полимерных материалов авиационного назначения: анализ состояния, методы ис-пытаний, перспективы развития, методические особенно-сти. – М.: ВИАМ, 2018. – 424с. Barbat'ko S.L., Vol'nyy O.S., Kirienko O.A., Shurkova E.N. Ocenka pozharobezopasnovti polimernyh materialov aviacionnogo naznacheniya: analiz sostoyaniya, metody is-pytaniy, perspektivy razvitiya, metodicheskie osobenno-sti. – M.: VIAM, 2018. – 424s. Yusuf M. A review on flame retardant textile finishing: current and future trends // Current Smart. Mater. - 2018. -V. 3. - №. 2. - P. 99-108, http://dx.doi.org/10.2174/2405465803666180703110858 Yusuf M. A review on flame retardant textile finishing: current and future trends // Current Smart. Mater. - 2018. -V. 3. - №. 2. - P. 99-108, http://dx.doi.org/10.2174/2405465803666180703110858 Jadhav S.D. A review of non-halogenated flame retardant // Farm, Innov, J, - 2018. - V. 7. - №. 5. - P. 380-386. Jadhav S.D. A review of non-halogenated flame retardant // Farm, Innov, J, - 2018. - V. 7. - №. 5. - P. 380-386. Seidi F., Movahedifar B., Naderi G., Akbari V., Ducos F., Shamsi “habi HL, Saeb MLR. Flame Retardant Polypropyl-enes: A Review // Polimers. - 2020, -V. 12. -№. 8. -1701. https://doi.org/10.3390/polym1208 1701 Seidi F., Movahedifar B., Naderi G., Akbari V., Ducos F., Shamsi “habi HL, Saeb MLR. Flame Retardant Polypropyl-enes: A Review // Polimers. - 2020, -V. 12. -№. 8. -1701. https://doi.org/10.3390/polym1208 1701 Islam M. S., van de Ven T. G. M. Cotton-based flame-retardant textiles: Areview" // BioResources. - 2021. -V. 16, - №. 2. - P. 4354-4381. Islam M. S., van de Ven T. G. M. Cotton-based flame-retardant textiles: Areview" // BioResources. - 2021. -V. 16, - №. 2. - P. 4354-4381. Wang X., Li Y., Meng D., Gu X., Sun J., Hu Y., Bourbigot S., Zhang S. A eview on Flame-Retardant Polyvinyl Alcohol: Additives and Technologies // Polym. Rey. - 2023. - V. 63. - №. 2. -P. 324-364. https://doi.org/10.1080/15583724.2022.2076694. Wang X., Li Y., Meng D., Gu X., Sun J., Hu Y., Bourbigot S., Zhang S. A eview on Flame-Retardant Polyvinyl Alcohol: Additives and Technologies // Polym. Rey. - 2023. - V. 63. - №. 2. -P. 324-364. https://doi.org/10.1080/15583724.2022.2076694. Jadav A., de Sousa FE P., Dawsey T., Gupta R.R Recent Advancements in Flame-Retardant Polyurethane Foams: A Review // Ind. Eng. Chem, Res, - 2022. - V. 61. - №. 41. - P. 15046-15065. https://orcid.org/0000-0001-5355-3897 Jadav A., de Sousa FE P., Dawsey T., Gupta R.R Recent Advancements in Flame-Retardant Polyurethane Foams: A Review // Ind. Eng. Chem, Res, - 2022. - V. 61. - №. 41. - P. 15046-15065. https://orcid.org/0000-0001-5355-3897 Mosavi A.I. Flame Retardants, Their Beginning, Types, and Environmental Impact: A Review // Epitoanyag-J. Sili-cate Compos. Mater, - 2022. - V. 74. - №. 2. -P. 2-8, http://dx.doi.org/10.143 82/epitoanyag-jsbcm.2022.01. Mosavi A.I. Flame Retardants, Their Beginning, Types, and Environmental Impact: A Review // Epitoanyag-J. Sili-cate Compos. Mater, - 2022. - V. 74. - №. 2. -P. 2-8, http://dx.doi.org/10.143 82/epitoanyag-jsbcm.2022.01. Рудницкая Ю.Р., Панфилова Д.А., Лавров Н.А. Огне-стойкие эпоксидно-новолачные пенопласты // Пластиче-ские массы. – 2020 - №11-12. – С. 41-44. Rudnickaya Yu.R., Panfilova D.A., Lavrov N.A. Ogne-stoykie epoksidno-novolachnye penoplasty // Plastiche-skie massy. – 2020 - №11-12. – S. 41-44. Лалаян В.М., Степанов М.В., Ушков В.А., Кондриков Б.Н. Скорость распространения пламени по поверхности пенопластов // Химическая физика. – 1992. – Том 11. - №10. – С. 1378-1382. Lalayan V.M., Stepanov M.V., Ushkov V.A., Kondrikov B.N. Skorost' rasprostraneniya plameni po poverhnosti penoplastov // Himicheskaya fizika. – 1992. – Tom 11. - №10. – S. 1378-1382. Ушков В.А., Копытин А.В., Селунев В.А., Смирнов В.А. Эффективность броморганических антипиренов в эпок-сидных композиционных материалах // Пожаровзрыво-безопасность. – 2017 - Том 26. - №7. – С. 5-15. Ushkov V.A., Kopytin A.V., Selunev V.A., Smirnov V.A. Effektivnost' bromorganicheskih antipirenov v epok-sidnyh kompozicionnyh materialah // Pozharovzryvo-bezopasnost'. – 2017 - Tom 26. - №7. – S. 5-15. Барштейн Р.С., Кириллович В.М., Носовский Ю.Е. Пла-стификаторы для полимеров. – М.: Химия, 1982. – 186с. Barshteyn R.S., Kirillovich V.M., Nosovskiy Yu.E. Pla-stifikatory dlya polimerov. – M.: Himiya, 1982. – 186s. Ушков В.А., Невздоров Д.И., Булгаков Б.И., Лалаян В.М. Влияние пластификаторов на пожарную опасность поли-мерных строительных материалов// Строительные мате-риал. – 2014. - №3. – С. 96-101. Ushkov V.A., Nevzdorov D.I., Bulgakov B.I., Lalayan V.M. Vliyanie plastifikatorov na pozharnuyu opasnost' poli-mernyh stroitel'nyh materialov// Stroitel'nye mate-rial. – 2014. - №3. – S. 96-101. Ушков В.А., Невздоров Д.И., Лалаян В.М., Ломанин С.М. О влиянии фталатных и фосфатных пластификаторов на воспламеняемость и дымообразующую способность композиционных материалов // Пожаровзрывобезопас-ность. – 2013. – Том 22. - №10. – С. 25-33. Ushkov V.A., Nevzdorov D.I., Lalayan V.M., Lomanin S.M. O vliyanii ftalatnyh i fosfatnyh plastifikatorov na vosplamenyaemost' i dymoobrazuyuschuyu sposobnost' kompozicionnyh materialov // Pozharovzryvobezopas-nost'. – 2013. – Tom 22. - №10. – S. 25-33. Халтуринский Н.А. О механизме действия галогенсо-держащих ингибиторов // Все материалы. Энциклопедиче-ский сборник. – 2009. - №12. – С. 22-30. Halturinskiy N.A. O mehanizme deystviya galogenso-derzhaschih ingibitorov // Vse materialy. Enciklopediche-skiy sbornik. – 2009. - №12. – S. 22-30. Халтуринский Н.А. О механизме действия галогенсо-держащих ингибиторов // Все материалы. Энциклопедиче-ский сборник. – 2009. - №12. – С. 30-37. Halturinskiy N.A. O mehanizme deystviya galogenso-derzhaschih ingibitorov // Vse materialy. Enciklopediche-skiy sbornik. – 2009. - №12. – S. 30-37. Ушков В.А., Гоюнова А.В., Золотарев М.Е., Ушков М.В. Влияние фосфорсодержащих антипиренов на показатели пожарной опасности газонаполненных полимеров на ос-нове реакционноспособных олигомеров// Пожаровзрыво-безопасность. – 2023. - Том 32. - №3. – С. 41-53. Ushkov V.A., Goyunova A.V., Zolotarev M.E., Ushkov M.V. Vliyanie fosforsoderzhaschih antipirenov na pokazateli pozharnoy opasnosti gazonapolnennyh polimerov na os-nove reakcionnosposobnyh oligomerov// Pozharovzryvo-bezopasnost'. – 2023. - Tom 32. - №3. – S. 41-53.