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表3 EG与Mg(OH)2纳米颗粒的协同作用



图3 Mg(OH)2对防火涂料阻燃性能的影响
 

从表3中可以看到,当w[Mg(OH)2]较低时,试片膨胀迅速,但得到的碳层疏松,w[Mg(OH)2]=1.5%时,试片发泡好,碳层致密,强度高。加入Mg(OH)2后,涂料的耐火极限比单加可膨胀石墨时得到了提高。这是由于Mg(OH)2可以均匀地分散在基体材料中,纳米粒子与碳质层中碳-碳交联网络、碳-磷键交联网络等形成的互穿网络使碳层结构增强、与MPP-MEL-PER可膨胀石墨体系有很好的协同作用,因此Mg(OH)2的存在使防火涂料的膜层强度、致密度和碳质层强度都有所增加,阻燃隔热性能大大提高。

从图3中可以看到,随着Mg(OH)2质量分数的增加,涂料的耐火极限先逐渐增大,当w[Mg(OH)2]=1.5%时,t耐火极限最高达到53min;Mg(OH)2的量继续增加,涂料的耐火性能又开始下降。这是由于w[Mg(OH)2]=0.5%的防火涂料,其纳米粒子含量太少,在防火涂料中不易形成互穿网络,纳米效应不明显,所以,阻燃效果与未加纳米粒子的防火涂料的阻燃隔热效果无明显变化。而w[Mg(OH)2]=2%的防火涂料中纳米粒子含量又太高,纳米粒子增加到一定程度时,这些纳米颗粒在高聚物中起到“灯芯”作用,降低高聚物熔体的流动性,严重影响发泡效果,所以,w[Mg(OH)2]=2%的防火涂料阻燃隔热性能较差。

比较图1、图2和图3看到,加入Mg(OH)2后,涂料的耐燃时间比单加可膨胀石墨和Mg(OH)2时得到了提高。可膨胀石墨与Mg(OH)2复合改性的防火涂料比单独使用可膨胀石墨或Mg(OH)2纳米颗粒改性的涂料t耐火分别提高了9.3min和18.3min。

2.4涂料的最终配方及其它性能的检测结果

试验最终配方是3g基料、1gMPP、3gMEI、1gPER、0.5gEG和0.14gMg(OH)2。按上述配方配出涂料,涂于经过磷化处理的试片上,δ膜为1.80mm(游标卡尺测量),使用垂直燃烧法测耐火极限,重复试验3次,平均t耐火极限为106min。同时测了涂料的柔韧性、附着力、耐水性等性能,结果见表4。
 

表4 防火涂饰的基本性能
 

3结论

1)试验制备的EG与Mg(OH)2改性超薄型钢结构防火涂料在δ膜为1.80mm时,垂直燃烧法测定其t耐火极限为106min。防火涂料理化性能符合技术指标GB14907-2002的要求。

2)可膨胀石墨与Mg(OH)2纳米颗粒具有协同作用,可膨胀石墨与Mg(OH)2复合改性的防火涂料比单独使用可膨胀石墨或Mg(OH)2改性的涂料t耐火分别提高了9.3min和18.3min。

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