膨胀型钢布局防火涂料的开辟和研究 时候：2012-7-14 11:38:28 来历：福建泉州消防支队 添加人：admin 跟着科技的成长和人类对本身平安要求的不竭提高，阻燃材料已普遍的利用在人平易近出产、糊口当中。防火涂料作为阻燃材猜中的一种，不但具有通俗的装潢、防腐感化，并且可以或许隔离基材与火源，下降所庇护基材的内部温度，使其难以燃烧从而禁止火势加重、舒展，起到杰出的阻燃防火感化。全球现行的建筑布局中，钢凡是作为承重的支持材料，对建筑物起到相当主要的感化。但是工业和平易近用建筑材猜中钢的耐火性差，530℃温度即能使其软化。是以，采取防火涂料对建筑物的钢布局进行防火庇护，是一条切实可行且经济的路子。

防火涂料的种类繁多，根据防火机理的分歧可以分为非膨胀型和膨胀型；根据图层厚度可分为厚型、薄型和超薄型三类。在建筑物钢布局防火庇护中，利用前景最好确当属膨胀型防火涂料，膨胀型防火涂料凡是在火警前提下，厚度能敏捷膨胀到本来厚度很多倍，进一步发生炭化隔热层，从而下降所需要庇护的材料概况的温度升高速度，耽误建筑物受粉碎的时候。

1聚合物基膨胀型钢布局防火涂料

最早开辟的防火涂的首要成份为无机材料，如1924年世界上第一种防火涂料首要由石棉、树德粉、高岭土和氟化钠等。膨胀型防火涂料的概念最早由Tramm在1937年提出，他采取二氰二铵为膨胀发泡剂、磷酸二铵为催化剂制备了可膨胀型防火涂料,聚合物基膨胀型防火涂料除少许催化剂和添加型发泡剂为无机材料，其首要成份为有机物。如1948年Jones等人采取多聚甲醛、磷酸铵、淀粉、尿素等合成了聚合物基膨胀型防火涂料；美国Monsanto公司和Vandersall尝试室在1965年结合开辟了磷酸铵、二铵，磷酸蜜胺和聚磷酸铵三年夜聚合物基膨胀型防火涂料，从此聚合物基膨胀型防火涂料走上了集贸易开辟和新产物研究摸索为一体的热点研究范畴。

最近几年来，聚合物基膨胀型钢布局防火涂料的开辟获得了必然的成长。而研究得最多的系统则为P-C-N阻燃系统。这类系统的聚合物基料遍及为改性后的丙烯酸树脂、改性高氯化聚乙烯树脂和改性氨基树脂等。采取这类聚合物作为膨胀型钢布局防火涂料的基料，可以付与涂料以杰出的装潢性、耐候性和耐化学侵蚀性 。季宝华人拔取有有机硅改性丙烯酸乳液为基料，聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇为发泡剂制备了聚合物基膨胀型刚布局防火涂料。因为纯真聚合物基膨胀型钢布局防火涂料存在着膨胀倍率太小、阻遏机能低、耐火性差等错误谬误，是以对纯真聚合物基膨胀型钢布局防火涂料的研究获得的进展其实不较着。当前年夜部门研究首要集中在机能更凸起的功能性膨胀型钢布局防火涂料上。

2无机填料改性膨胀型钢布局防火涂料

此处零丁将无机填料改性膨胀型钢布局防火涂料零丁列为一类进行论述旨在在凸起功能性无机填料对膨胀型钢布局防火涂料防火机能的影响，重点凸起无机填料的功能性。是以这里所指的无机填料已不是纯洁下降出产本钱，或提高其他物理机能而添加的类型。关在无机填料对膨胀型钢布局防火涂料防火机能的影响，彭华侨等人在2008年颁发的综述文章已有了较具体的阐述。该文侧重综述了各类无机纳米、非纳米填料对膨胀型钢布局防火涂料防火机能的改变。

比来几年关在无机填料对膨胀型钢布局防火涂料防火机能提高的研究首要集中在可膨胀石墨和纳米无机填料两个范畴。

国内对这方面的报导也较多，如刘学军将可膨胀石墨添加到膨胀型钢布局防火涂猜中，研究了膨胀石墨对涂料燃烧后炭质层描摹、厚度和对钢布局耐火机能的影响。研究注解，膨胀石墨在膨胀炭质层中的散布为蠕虫描摹，使得膨胀炭质层具有加倍致密的布局，增添了膨胀层的强度，从而更好的实现了对钢布局的庇护。插手膨胀石墨的防火涂料在600℃情况下的掉重削减了7%，而且使得钢布局的耐火极限时候耽误了10分钟。王开国 等则以硅丙乳液为基底，研究了膨胀石墨的插手对钢布局膨胀型防火涂料膨胀发泡层强度、粘出力等方面的影响。成果注解，膨胀型石墨的插手可以很好的降服发泡层疏松易脱落、开裂的错误谬误。该膨胀型防火涂料的初始膨胀温度为150℃,石墨添加量为3%时防火机能最好。李小朋等则采取聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺为阻燃发泡剂改性氯醚树脂和氯丙树脂基底，进一步向该系统插手膨胀石墨，使得该系列膨胀型钢布局防火涂料在燃烧后炭质层的质量和热不变性均有较着提高。研究还发现该防火涂料在钢概况具有杰出的附出力，而且具有优胜的耐候性，燃烧后发泡层为密实的微孔状泡沫布局。

另外一类对膨胀型钢布局阻燃涂料阻燃机能影响较年夜的无机填料为纳米无机填料。咸才军等系统研究了多种纳米添加剂对膨胀型钢布局防火涂料各方面机能的影响，成果注解纳米SiO2和TiO2可以较着提高钢布局防火涂料膨胀后炭质层的强度，并使得钢布局的耐火时候得以耽误。例如，当纳米SiO2添加量为1.5%时，膨胀型钢布局防火涂料的耐火时候可耽误至110分钟。覃文清等人则将纳米氢氧化铝引入膨胀型钢布局防火涂猜中，试图提高涂料的防火机能，测试了该防火涂料的防火机能、耐侵蚀机能。研究认为，当纳米氢氧化铝阻燃材料的插手量为6%时，该膨胀型钢布局防火涂料既具有杰出的防火机能也具有其他良好的物理化学机能，而且有着良好的防侵蚀机能。

3水性超薄膨胀型钢布局防火涂料

水性超薄膨胀型钢布局防火涂料是最近几年来成长起来的一个新研究标的目的。其首要成份为亲水性乳液基料、膨胀系统和无机填料。既然是超薄涂料，其涂层厚度一般不跨越3mm，受火后，其厚度可膨胀至本来厚度的几十倍，而且构成致密蜂窝状或海绵状的炭质层，从而有用隔绝距离火源、下降钢布局概况温度，耽误钢布局的耐火时候。颠末这几年的摸索，已获得了必然的研究功效。

关在水性超薄膨胀型钢布局防火涂料的综述，覃文清进行了较具体的阐述。介绍了水性钢布局防火涂料的国表里研究近况，而且阐发了水性超薄膨胀型钢布局防火涂料的配方设计和实行和出产工艺。近两年国内对水性超薄膨胀型钢布局防火涂料的研究较为集中。如王国建等人配制了有机硅氧烷乳液与自交联纯丙乳液的夹杂乳液，以其为基料、聚磷酸铵、三聚氰胺为发泡剂、二氧化钛为填料等制备了水性超薄膨胀型钢布局防火涂料。摸索了聚合物基料对其物化机能的影响。成果注解，添加适当的聚有机硅氧烷乳液后，涂料受火后炭化层形态、布局、厚度、防火机能、膨胀倍率等均具有较着改良。刘芳等人则侧重研究了发泡剂如多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇等的添加比例、添加量、涂层厚度等对以丙烯酸乳液为基料的水性超薄膨胀型钢布局防火涂料防火机能的影响。研究成果注解，当多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇等的添加比例为5:3:2,添加量为35.7%江南体育，涂层厚度为1.0mm时，耐火时候可高达95.3min，较着高在国度划定的年夜在60min的尺度。

刘成楼则采取一种无溶剂的方式合成了水性超薄膨胀型钢布局防火涂料。采取丙烯酸改性环氧树脂为甲组分,以自然腰果壳油合成的固化剂为乙组分，聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、可膨胀石墨为阻燃系统。所制备的膨胀型超薄钢布局防火涂料的防火机能、防腐机能和耐候经久性均杰出。刘斌等则采取硼酸改性水性超薄膨胀型钢布局防火涂料。选用的系统为丙烯酸酯乳液为基料，多聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺为膨胀阻燃材料。研究成果注解，插手必然比例的硼酸作为改性剂，涂层耐火极限时候可达93min，在700℃时终究成炭量为44%，受火后膨胀涂层为致密蜂窝状布局。

4膨胀型防钢布局防火涂料的阻燃机理

膨胀型防钢布局防火涂料的阻燃感化是经由过程各组分产生的化学反映有机调和的配合成果。其阻燃隔热道理首要经由过程以下体例实现：（1）脱水成炭催化剂如聚磷酸铵等受热分化生成酸；（2）多羟基炭化剂如季戊四醇在高温和酸催化下脱水份解成炭；（3）聚合物基料受热熔融且在发泡剂如三聚氰胺感化下的感化下膨胀发泡，进一步构成膨胀炭化层。膨胀型钢布局防火涂料在受火环境下，其厚度敏捷膨胀至本来的几十倍，最高可达两百倍，构成的蜂窝或海绵状炭质层对钢的防火感化首要可以归纳为三个方面：（1）阻隔感化，高度膨胀的炭化层可以对所庇护的钢布局起到杰出的空气、热源阻遏感化，从而有用下降钢布局概况温度，耽误火警中钢布局的支持时候；（2）吸热感化，聚合物涂层的软化、熔融、膨胀后炭化层的物理转变和涂料各组分的热分化、蒸发和炭化均会接收年夜量的热量，从而有用下降钢布局概况温度；（3）终止燃烧，涂料各组分受热分化出来的各类不燃性气体可以起到稀释氧气浓度的感化，而且可捕获燃烧所发生的自由基，从而使有用禁止燃烧的进行。这三个进程的调和感化，终究使得膨胀型钢布局防火涂料具有有用的防火感化。

5瞻望

膨胀型钢布局防火涂料颠末这些年的成长，已获得了必然的功效，部门产物已最先了贸易化出产。但是，问题和不足仍然存在，还良多未知范畴亟待摸索。此后膨胀型钢布局防火涂料将朝着以下几个方面成长：（1）情况不变性的提高，膨胀型钢布局防火涂料不但要具有杰出的防火机能，更应当具有良好的情况不变性，其防化学侵蚀、防紫外光照等机能直接影响着利用寿命。是以情况不变性是当前膨胀型钢布局防火涂料不成轻忽的研究重点；（2）情况友爱型膨胀型钢布局防火涂料，跟着人平易近对糊口质量要求的提高，防火涂料自己的化学毒性、燃烧时所生成的产品的毒性均是此后研究所应当斟酌的主要方面；（3）提高耐火性，这是所有防火涂料所一向寻求的主要机能，膨胀型钢布局防火涂料的耐火性多提高一分钟，对人们生平易近财富的庇护就多一分，是以耐火机能的提高将始终是研究的重点；（4）纳米改性膨胀型钢布局防火涂料的开辟，这是比来鼓起的一个涂料改性标的目的，将无机功能性纳米粒子分离在涂猜中，对涂料防火机能的提高将远远好过是用通俗无机纳米粒子，从而取得高机能膨胀型钢布局防火涂料。