How well are intumescent paints for wooden surfaces suited for outdoor use

Abstract

This research consists of two parts, literary and experimental. The literary part deals with fire retardant treatment classifications, methods of fire proofing and related chemicals, and problems with fire retardant treatments, such as decreased strength and moisture resistance. In addition, some research projects that have relevant information about evaluating fire retardants are discussed. In the experimental part observations are made through testing the properties of fire-retardant paints.

The tested products include fire-retardant exterior paints in development at Teknos, some fire-retardant paints that are currently on the market and as a reference, and an exterior paint that has no fire-retardant properties. The experimental part has six stages: preliminary test, moisture resistance tests (the so called water cup test), moisture absorption test, QUV-A test, outdoors test, and cone calorimetry test that measures fire-retardant properties. The preliminary test compared the reactions of different fire retardants after applying a coat of paint on top. One of the tested fire retardants performed better than the others and was selected for further testing.

The results of the preliminary test proved that with a coat of paint applied on top, not all fire retardants perform as required. Unwanted effects, such as poor adhesion and paint chipping occurred. The moisture resistance tests proved that two coats of paint, a primer and top coat, can improve moisture resistance, and that many fire retardants softened in direct contact with water. However, few of the developmental products proved to be effectively moisture resistant and they were chosen to the cone calorimetry test. The results revealed that both subjects, the ones with fire-retardant coating and the ones without, burned equally fast. The cause was suspected to be in the top coat of paint under which the fire-retardant paint was applied.

Työssä selvitettiin tuotekehityksessä olevien palosuojamaalien kosteuden kestoa ja palonestokykyä. Työ koostui kirjallisuusosasta, jossa käsiteltiin palosuojaluokituksia, palosuojamenetelmiä ja niissä käytettäviä kemikaaleja sekä palosuojauksessa ilmenneitä ongelmia kuten lujuuden heikkenemistä ja huonoa kosteuden kestoa.

Kokeellisessa osassa tarkkailtiin maalaamalla käytettäviä palosuoja-aineita. Kokeessa käytettiin Teknoksen tuotekehityksessä olevia ulkokäyttöön tarkoitettu ja palosuojamaaleja, markkinoilla olevia palosuojamaaleja sekä referenssinä palosuojatonta ulkokäyttöön tarkoitettua maalia. Kokeellinen työ koostui esikokeesta, kosteuden kestoa mittaavista kokeista eli vesikuppitestistä, vesiabsorbtiotestistä, QUV-A-testistä, ulkokokeesta ja palonesto-ominaisuuksia testaavasta kartiokalorimetrikokeesta. Esikokeessa testattiin markkinoilla olevia palosuoja-aineiden käyttäytymistä päällemaalattaessa. Parhaiten toiminut palosuoja-aine otettiin mukaan varsinaisiin testeihin.

Esikokeen tulokset osoittivat, että kaikki palosuoja-aineet eivät toimi minkä tahansa päälle maalattavan maalin kanssa. Tällöin voi ilmetä mm. huonoa tarttumista ja maalikalvon lohkeilua. Kosteudelle altistavat testit osoittivat, että kaksi maalikalvoa, väli- ja pintamaali, saattavat parantaa kosteuden kestoa ja että monet palosuoja-aineet pehmenivät joutuessaan kosketuksiin veden kanssa. Kehitettävistä maaleista löytyi kuitenkin hyvin kosteutta kestäviä palosuojamaaleja, joka valittiin kartiokalorimetrikokeeseen. Kartiokalorimetrissä kappaleet paloivat yhtä nopeasti kuin referenssinä toiminut palosuojaamaton puu. Syynä oletettiin olevan pintamaali, jolla palosuojamaali oli päälle maalattu.