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膨胀防火阻燃体系的研究
发布时间:2017-07-31    文章来源:    浏览次数:1081

       阻燃剂作为防火涂料中不可或缺的一部分,是防火涂料能够起到阻燃作用的主要成分。膨胀型阻燃防火体系一般由脱水成炭催化剂、成炭剂、发泡剂三部分组成。从化学反应机理上讲,防火涂料形成膨胀阻燃碳层要经历如下过程:膨胀型防火涂料收到一定的热量加热时,防火涂料中的成膜物质受热熔融变软,催化脱水剂与成炭剂反应生成粘稠态的酯化产物,发泡剂热分解产生惰性气体使得熔融态成膜物质和粘稠态酯化产物的混合体发泡膨胀形成致密的防火隔热层,膨胀倍率可达涂层厚度的10-100倍,在火焰与钢结构之间形成绝热屏障,减缓热量向内部传导,提高了钢结构的耐火时间。

       1、目前国内外所采用的脱水成炭催化剂主要有聚磷酸铵(APP)、磷酸三聚氰胺等,选择的原则是耐水性、加工性及发泡性的好坏。对钢结构防火涂料而言,涂层必须要有良好的耐水性,磷酸三聚氰胺的水溶性较聚磷酸铵要小,且其兼具催化和发泡的双重作用,但成本较高、原料的来源渠道少。因此选择聚磷酸铵为主要催化剂。聚磷酸铵(聚合度n>1000)的应用最广泛,简称APP。脱水催化剂中的磷含量是衡量其阻燃作用效果的一个重要参数。APP的磷含量超过30%为已知含磷脱水剂中最高。Hoechst公司的专利表明聚合度n在1000以上时APP具有较低的水溶性和较好的分散稳定性和防止沉降性能,适合应用于水性防火涂料中。

      2、成炭剂是指多元醇和多羟基化合物,为脱水催化剂的作用对象,是给膨胀层提供碳源。采用含碳量高,分解反应速率低的多羟基化合物作为成炭剂较为适宜。当采用APP作为脱水催化剂时,成炭剂多选择热稳定性较高的************(PER)、双************(DPER)和三************(TPER)。DPER、TPER在水中的溶解性比PER要小,价格更高,但DPER、TPER可提高膨胀层由粘稠态转变为坚固态的温度,有助于改善钢结构防火膨胀层的强风抵抗力差以及高温开裂等缺点,对建筑物中援助型钢柱的防火保护有较好的作用。

      3、发泡剂的主要作用是受热分解释放出不燃性气体,如氨气、水蒸气、二氧化碳、卤化氢等,是的熔融态的成膜物质和粘稠态的酯化产物膨胀,生成厚度明显增大的防火膨胀层。常用的发泡剂有三聚氰胺、双氰胺、氯化石蜡、磷酸铵盐、氨基树脂等,为了提高涂料的综合性能,一般采用复合发泡体系。

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