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可膨胀石墨为膨胀型防火涂料起关键作用

来源:   作者:    发布时间: 2018-03-10   浏览:

膨胀型防火涂料发展迅速,在常温下和其它涂层一起保护基材;在受热时,与涂层中防火助剂发生协同效应,整个涂层膨胀炭化,生成致密、稳定、热导率很低的炭化层,起到隔热、吸热、保护基材的作用。

环氧乳液是一种常温可以固化交联的双组分热固型水性涂料,将体系中各种组分粘结在一起,在基材表面形成均匀涂层,它的网络结构虽有利于涂层的稳定性和耐腐性,但亦使得涂层内部自由体积减少,受热时防火助剂聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇的膨胀作用在涂层中难以充分发挥,膨胀倍率不大,炭化层内部的泡孔均匀性稍差;另一方面,环氧体系内部含有氨基、苯环等基团,在涂层受热分解时有烟气逸出,不仅对环保不利,而且有窒息致毒作用。为改善乳液诸多不足,加入填料是一种行之有效的方法。一方面这种填料要与膨胀体系起到协同作用,促进发泡,一方面可以增强涂层和炭化层的强韧度,提高抗燃气冲刷能力,可膨胀石墨恰好满足这两方面的要求。可膨胀石墨是经特殊处理后遇高温可瞬间膨胀成蠕虫状的天然晶质石墨,近年来常被用于膨胀型防火涂料的协同作用组分。可膨胀石墨有如下特点:①常温下以稳定晶型存在,耐腐性和耐候性好。②在受热时插层在鳞片状石墨中的易挥发物质分解,转变成蠕虫状,同时大量吸热,可膨胀石墨体积迅速膨胀,生成密度小的碳层,这种纤维状炭体在体系中以交联网络形式存在,增强了炭化层的稳定性,可防止炭化层脱落,呈惰性,稳定性好。③可膨胀石墨是热的良导体,使得热量能够均匀迅速扩散。发现可膨胀石墨在有机硅改性丙烯酸树脂防火涂料体系中可以增强炭化层强度,提高了防火涂料的耐火极限 。专家指出可膨胀石墨掺量存在最佳值。可膨胀在准备过程中由于反应物质和条件不同而有不同,主要不同理化性能的可膨胀石墨对防火性能的关系一直未见有系统性研究。

可膨胀石墨的作用:

⑴可膨胀石墨作为一种物理性膨胀填料,可明显改善以环氧乳液为基料的膨胀型防火涂料的防火性能,增加发泡倍率,改善发泡层形貌和基材的时间背温曲线,增强炭化层强度,消除膨胀过程中生成的气味和烟雾。

⑵通过对EG几个物理性能对防火性能的各自影响分析,粒度影响 EG 的分散和其他助剂之间的相互作用,粒度小的防火性能好;起始膨胀温度与基质树脂的熔融过程和防火助剂的化学分解协同作用密切,起始膨胀温度为150 是较为合适的;膨胀体积影响涂层的防火性能和最终炭化层的高度,但是膨胀容积和防火性能的关系没有前两种因素影响大确定了最适于环氧基防火涂料的可膨胀石墨的种类为0.18mm 起始膨胀温度150 膨胀容积 180ml/g。