涂料文集
三种改进防火涂料性能的新技术探讨
宋康 ( 广东省珠海市公安消防局, 519000)
摘要:介绍了防火涂料的发展方向。使用低压冷等离子体技术制备防火涂料,可以大大提高涂料的耐火性能,涂层的热释放速率降低约 50 % ;在防火涂料中添加少量纳米颜填料,可以提高耐火性能,减少阻燃剂用量;使用环保新材料制造防火涂料,也是防火涂料发展的一个重要方向。
关键词:防火涂料;低压冷等离子体;纳米技术;环保新材料
0 引 言
防火涂料是指涂覆于木材、纤维、纸、塑料等易燃建筑基材或涂于电缆、金属构件的表面,能降低被涂材料表面的可燃性,阻止火灾的迅速蔓延,或是涂覆于结构材料表面,用以提高构件耐火极限的一类物质。随着建筑的高层化、集群化发展,防火涂料在建筑消防安全方面的应用日益广泛,并且正随着整个涂料行业向“五 E ”方向迈进,即提高涂膜质量 (Excellence) 、方便施工 (Easy of application) 、节省资源 (E conomics) 、节省能源 (Energy saving) 、生态平衡 (Ecolohy) 。本文介绍了近年来低压冷等离子体技术、纳米技术以及环保新材料等新技术、新材料在改 进防火涂料性能方面的应用情况。
l 低压冷等离子体技术
低压冷等离子体技术是近年来用于改进防火涂料性能的一种新技术。该技术是将涂层沉积在聚合物表面,这种涂层能改进基料的耐水和耐湿热性能或者提高纤维的耐火性能,还能提高聚合物之间粘合 力。
拥有特殊物化性质的氟化聚合物正引起人们越来越多的关注。尤其是氟化聚合物优良的热稳定性、化学稳定性、光化学稳定性以及耐候性使得氟化聚合物在涂料工业具有实际应用价值。氟化聚合物表面张力很低,在耐水和耐油性的纺织品生产工艺中也得到了广泛应用。例如, 1 , 1 , 2 , 2 -四氢全氟化丙烯酸癸酯 (AC8) 的均相聚合传统工艺中使用到了乙二醇二异丁烯酸酯 (EGDMA) 作为嫁接助剂, EGDMA 是聚合 AC8 链之间的交联剂,同时能使聚合 AC8 链与 PAN 表面发生耦合 ( 见图 1) 。要想提高聚合物 PA6 的防火性能,就必然要想办法去除生产工艺中一些易燃物质。低压冷等离子体技术 不使用易燃的 EGDMA ,由微波氩等离子体诱导氟化单体 AC8 发生嫁接、聚合反应,生成聚酰胺- 6(PA6) ,从而大大提高了 PA6 的防火性能。
图 1 聚合 AC8 链嫁接在 PAN 纤维表面以及 EGDMA 插入到聚合 AC8 链中的示意图
低压冷等离子体技术的装置 ( 见图 2) 包括 3 个部分:一台功率 (0 ~ 600 W) 可调的微波发生器 (2 . 46 GHz) 用于激发等离子体;一个辉光发电管;一台一级真空泵。该装置的体积达到 27 L 。气体流量由质量流量计控制。
单体 AC8 的嫁接一聚合过程:首先,氩等离子体 ( 流速: FA =0 . 54 L · min -1; P = 100 W ; t = 10 min) 预活化织物纤维的碎片 ( 14 cm × 18 cm ) ;随后,室温下将纤维样品浸渍在 50 mL 石油醚溶液中,该溶液中 AC8 的浓度在 5 ~200 g / L 之间,该溶液中还含 2 . 5 % ( 质量分数 ) 的引发剂 Darocur 1173 和一定量的交联剂;浸渍完毕后,挤压纤维样品,除去残余溶液,用溶剂洗涤并干燥;最后,将处理后的纤维样品放人低压冷等离子体的发生装置,纤维样品放置在一个直径为 13 . 2 cm 的聚丙烯漏斗里面,漏斗底部与气路相连,使气体可以通过纤维样品。预活化时阀 1 、 2 处在位置 1 ;随后通人气化后单体 AC8 /氩气混和气体时阀 1 、 2 变为位置 2 。
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