膨胀型防火涂料作用过程分析与成膜物质的选择

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1、膨胀型防火涂料作川过程分析/成膜剂物质的选择摘要：探i、J•了膨胀防火涂料作用原理和作用过程，并介绍了膨胀防火涂料常用成胶剂优缺点，针对不同的防火涂料品种选择合适的成胶物质。关键词：膨胀沏防火涂料；成胶剂；炭化层防火涂料按照K防火原理，川’分为膨胀沏和非膨胀沏两人类。H前防火涂料90%左右都是膨胀艰的。膨胀型防火涂料成膜活，在常温K是辨通的漆膜；在火焰或高温作用下，涂层发虫膨胀炭化；形成一个比原來J7-度人儿I•倍甚至上亩倍的非易燃的海绵状的碳质层，它可以隔断外界火源对基材的加热，从而起到肌燃作用。防火涂料按其应用场合和H前M家标准的分类

2、可分为：饰而型防火涂料、钢结构防火涂料、屯缆防火涂料、混凝土结构及隧道防火涂料。1膨胀型防火涂料的机理分析及作用过程l.i防火机理（1）防火涂料本身具冇难燃或不燃性，使之被保护的可燃性基材不直接与空气接触而延缓基材着火燃烧。（2）防火涂料遇火受热分解放fli不燃性的怡性气体，冲淡被保护基材受热分解放fli的易燃气体和空气中的氧气，抑制燃烧。（3）燃烧被认为足游离基引起的连锁反应。而含氮、磷的防火涂料受热分解放出-•些活性自由基団，与有机自由基结合，中断连锁反应，降低燃烧速度。（4）膨胀防火涂料遇火膨胀发泡，虫成一层泡沫隔热层，封闭被保护基

3、材，肌止基材燃烧。1.2作用过程膨胀防火涂料发挥作用的过程，主耍是涂料屮防火BI燃体系屮的发泡剂三聚執胺先热分解，释放出非燃性气体NH3（式1），同吋成膜物质中部分成分分解产生NH3、HC1和水蒸气等促使第一阶段已熔融软化的成膜物质持续地膨胀发泡，形成泡沫层，此时脱水催化剂聚磷酸铵分解放出能酯化多元醇和mJ作为脱水剂的无机酸聚偏磷酸，与多元醇成炭剂季戊四酚、成胶物质等含羟基有机化合物进行酯化反应（式2，3,4,5）,生成物是强的吸水性物质，在空气中的吸水率达到原物质量55%左右。而体系屮的胺则作为酯化反应的催化剂，使酌化反应加速进行。与此

4、同时多元醇和酯脱水炭化，形成无机物及炭化残氽物，且体系进一步发先膨胀发泡。反应接近完成时，体系胶化和固化，脱水成炭（式,生成的不饱和主链，何进行环化架桥反应，最后生成致密嗒硬的黑色蜂窝状炭化层（式7）。蜂窝状炭化层的焊度要比原有涂层焊度大几十倍，K导热系数接近于空气的导热系数，因此可以苻效地隔绝外部热源，保护电缆基材、这K屮要求成胶物质、发泡剂、脱水催化剂、成炭剂必须钉良好的匹配性，否则就不能够形成理想的炭化层。Mb♦(1)NHj-(ZzfHSHjVNHjch2oiiClbOH—C—CHjOHjTTI12OI1ClbOIICH2O11-C

5、—CHjCH^OHn3O^CH20H*<—CHzOHjt^CH2OH-€—<-»>2Ctt^OHCM2UHch3oh►H—(^—，.：KxOii*^

6、II01)PrHaOfOjIO+

7、i-n4«^H:CH：OOjr-c-€HiC«i•cin^po,OWHj⑸ch2opo^h2h2ch2oo^p—th2opo/h2c^h2opOjeHj十4H3PO4+4H•⑹czV2膨胀防火涂料成胶剂的选择2.1综合评定测试结果成膜剂对膨胀型防火涂料的性能权重大影响，宵时对于涂料体系膨胀与否起决定性作川。与其它组分相配合，既保证了涂层在正常工作条件下具打优异的附着性和正常的理化性能，又能在火焰或高温下使涂层具打难燃性和优兄的膨胀效果、膨胀防火涂料可以采川的成胶剂主要行：氨基树脂、丙烯酸树脂、冇机硅树脂、

8、醇酸树脂、聚氨酯、氯化聚乙烯、髙氯化聚乙烯、过氯乙烯、氯化橡胶、酚醛树脂、氯化橡胶改性环氧树脂、苯W乳液、纯W乳液、硅W乳液，弹性乳液等。们.是这些树脂各有其不同的特点，为了选择更合适的防火涂料成膜剂,选择相同的阻燃体系、组分配比、工艺流程、测试方法，对燃烧前后的涂料进行综合评定（见表1）。防火阻燃体系屮各组分：成脫剂约^1•总质罱的20%〜30%，催化剂聚磷酸铵（聚合度100的）占总质駕:的25%〜30%，成炭剂季戊叫醇（单季醇质跫分数＞92%）约占10%-15%,发泡剂三聚氰胺（质量分数彡99•8%）约山•10%—15%,钛白粉（BA

9、01-01）占2%〜7%,溶剂（或水）占10%〜25%,有机膨润土、消泡剂和流平剂等少量。2.2结來分析（1）氨基树脂、氯化聚乙烯、过氯乙烯、商氯化聚乙烯、組化橡胶涂膜附着力较好，发泡很快，发