网站导航 进入旧版 English

涂料技术

研究水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备

时间:2011-06-01 10:14:53 来源: 作者:爱卡 点击:

钢结构是建筑领域广泛使用的建筑材料,对其进行防火耐热保护的研究正日益受到人们的重视[1-3]。钢结构防火涂料是施涂于钢构件表面、遇火焰能形成耐火隔热保护层、并具有一定装饰作用的防护性涂料,按防火机理分为膨胀型和非膨胀型两类,按涂层厚度分为厚型、薄型、超薄型,其中涂层厚度不超过3mm的超薄型钢结构防火涂料近年来发展迅速,市场份额占近90%。但是,这类阻燃涂料通常为溶剂型,采用卤系阻燃剂制备,在生产和施工时,溶剂的挥发不仅造成不可再生石油资源的浪费,而且污染环境;在火灾发生时释放的有毒气体严重威胁人们的生命、财产和赖以居住的环境的安全。因此,环境友好阻燃涂料的研究具有重大的现实意义[4]。为此,本文以丙烯酸乳液为基体树脂,以绿色环保的磷、氮非卤阻燃剂和阻燃协效剂为阻燃体系,制备水性超薄膨胀型钢结构防火涂料,系统考察了__

1实验部分

1.1主要原料

丙烯酸乳液:工业品,固含量42%,中山市孙大化工有限公司提供;多聚磷酸铵(APP):工业品,山东寿光卫东化工有限公司生产;三聚氰胺(MEL):工业品,四川美丰化工股份有限公司生产;季戊四醇(PTH):工业品,云天化集团生产;其他相关原料、助剂均为市售。

1.2水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备

将计量的阻燃体系、相关助剂和去离子水混合均匀后,在球磨机上研磨,然后加入到高速搅拌的丙烯酸乳液中搅拌分散,即得水性超薄膨胀型钢结构防火涂料。其中阻燃体系由APP、MEL、PTH组成的膨胀型阻燃剂和阻燃协效剂两部分构成。

1.3测试与表征

1.3.1耐火性能测试样片的制备

按超薄型钢结构防火涂料的施工工艺,涂刷在150mm×75mm×3mm的钢板上,每次涂刷厚度约0.1mm,涂刷间隔约2h,直到用游标卡尺测得涂层厚度为(1±0.05)mm,即得耐火性能测试样片。

1.3.2防火涂料耐火时间的测定

采用自行设计的简易耐火测试装置(见图1),将耐火性能测试样片放置在固定于铁架台上的铁圈上,涂层朝下,铁圈与酒精喷灯口的垂直距离为7cm,热电偶置于测试样片的上方测量燃烧过程中钢板温度的变化。待喷灯火焰温度升到1000℃时,将酒精喷灯移至测试样片下方,直接燃烧防火涂层,并开始计时,把钢板温度升至300℃的时间作为涂层的耐火时间,同时采用数码相机跟踪拍摄防火涂层在燃烧初期、中期、后期的涂层变化情况,以评价涂层的阻燃性能。

图1简易耐火测试装置

图1简易耐火测试装置
 
1.3.3燃烧炭层的X射线衍射分析

采用日本理学公司D/MAX-YAD型阳极转靶X射线衍射仪对燃烧形成的炭层进行测试,CuKα辐射源(波长λ=0.1542nm),石墨单色器,扫描范围2θ=1~50°。

2结果与讨论

2.1防火涂料中膨胀型阻燃剂各组分的优化

膨胀型阻燃剂是制备钢结构防火涂料的关键材料,只有当各组分配比合理时,它在燃烧时的成炭速度与气体释放速度才能相互匹配,使生成的炭化层在释放气体的冲击下变成蓬松、均匀、结构致密、孔隙封闭的炭层,此时的炭层热传导率最小,阻燃效果最优[5-6]。为此,在防火涂料中其他组分比例不变的条件下,作者选用L9(34)正交设计法考察了膨胀型阻燃剂中APP、MEL、PTH三组分对涂料耐火性能的影响。正交实验的因子水平表如表1所示,以涂层的耐火时间作为评价标准,以极差的相对大小作为判断各因子对涂料耐火性能影响的依据,所得实验结果如表2所示。
 
表1正交实验因子水平表

表1正交实验因子水平表
 
表2膨胀型阻燃体系正交试验结果表
 
表2膨胀型阻燃体系正交试验结果表

表2膨胀型阻燃体系正交试验结果表
 
 
关键词: 研究水性超薄
发布评论
  • 验证码:

热门论坛

进入论坛