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 钢结构建筑材料本身虽然不燃,但在火灾高温作用下,其力学性能都会随温度的升高而降低。当θ达到600℃时,钢结构基本丧失全部强度和刚度。而一般火场的θ能达到800~1000℃,在这样高的温度下,裸露的钢结构会很快出现塑性变形,造成钢结构建筑整体在15min左右就会丧失承载能力而垮塌[1,2]。因此钢结构建筑必须采取一些相应的防火措施来提高其耐火极限,满足防火设计规范规定的要求。

钢结构防火涂料是指施涂于建筑物及构筑物的钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料[3~5]。可膨胀石墨受热膨胀可形成的“蠕虫”状石墨穿插于炭质层中,使熔融体系的黏度变大,发泡更加均匀,体系成炭固化后可获得更高的强度[4~7],而Mg(OH)2纳米颗粒无毒、无味,具有阻燃、填充及抑烟三重功能[8,9]。本文使用可膨胀石墨和Mg(OH)2纳米颗粒复合阻燃剂,制备了δ=1.6mm阻燃性能良好的超薄型钢结构防火涂料。

1实验部分

1.1实验材料

丙烯酸树脂,工业级;三聚氰胺聚磷酸盐(MPP),工业级;季戊四醇(PER),(北京通县育才精细化工厂);可膨胀石墨(EG)d为180μm(青岛市天和石墨有限公司);Mg(OH)2纳米颗粒(d为20~60nm),(大连富美达新材料科技有限公司)。

1.2防火涂料的制备

按配方比例准确称取脱水MPP(催化剂)、PER(成炭剂)、MEL(发泡剂)、EG(阻燃剂)和Mg(OH)2,放入研钵中进行研磨后加入定量基料树脂,再加入适量的溶剂,搅拌均匀,待用。

用刷笔将事先配制好的涂料分若干道涂在磷化后的钢板上,每次平行涂板3片,δ膜=(1.0±0.2)mm。自然晾干,实干后至少养护7d,进行耐火性能测试。

1.3防火性能检测

采用垂直燃烧法进行耐火极限检测[10]。

1.4防火涂料的其它性能检测[11]

Q61-5型漆膜摆杆硬度计测定涂膜硬度;QFZ-Ⅱ型漆膜附着力测定仪测试膜层附着力;QCJ型漆膜冲击器测定膜层的耐冲击性;漆53-4型柔韧性实验器测定膜层柔韧性。

2·结果与讨论

2.1可膨胀石墨对涂料耐火性能的影响将EG添加到防火涂料中测试耐火性能,结果见表1和图1。