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超薄膨胀型防火涂料的性能分析

来源:   作者:    发布时间: 2018-03-27   浏览:

由于钢结构具有质量轻、强度高、施工方便等优点, 正日益广泛地使用于大型建筑中。但是钢结构的耐火性能很差,极易导热, 在自身温度超过540℃时, 其机械强度几乎全部丧失, 此时便会导致建筑物不能支撑自身质量而坍塌, 从而给人们的生命和财产带来巨大的损失。因此, 需要对钢结构建筑进行防火保护。而防火涂料涂覆钢结构表面, 操作简单方便, 防火效果显著, 同时还具有一定的装饰功能, 已成为对钢结构进行防火保护最为常用的也是最为有效的方法。防火涂料的分类方法很多, 按照防火机理可分为膨胀型和非膨胀型 ; 按照其涂层厚度可以分为厚浆型( 厚度8~50 mm )、薄层型(厚度3~7 mm ) 和超薄型( 厚度≤3 mm );按照使用对象可分为钢结构防火涂料、预应力楼板防火涂料、电缆防火涂料及饰面型防火涂料。超薄膨胀型防火涂料耗材少、施工方便、装饰性极强, 且防火效果十分优良。但是, 市场上销售的超薄膨胀型防火涂料还存在一定的缺陷, 例如耐水性不好, 遇水易脱落、膨胀等, 耐久性也欠佳, 更重要的是防火性能难以保证, 膨胀层虽然发泡膨胀, 但是海绵状炭质层骨架强度不够, 易被强烈的火焰气流冲刷掉, 甚至将炭质层烧裂,严重地降低了其防火隔热效果。因此, 研究出一种有足够的膨胀层强度来确保其防火效果的防火涂料十分必要。

1.超薄膨胀型防火涂料的组成与防火机理

通常超薄膨胀型防火涂料的主要组成有: 成膜物质、成炭剂、发泡剂、脱水成炭剂、颜料、填料、各种助剂以及溶剂。

成膜物质对膨胀型防火涂料的性能有重大的影响, 它与其他组分配伍, 保证涂层在常温条件下具有各种使用性能, 一方面起粘结作用, 另一方面它对受火后的炭化膨胀高度及膨胀层强度均有较大的影响, 在火焰或高温作用下, 具有难燃性和优异的膨胀效果。成膜物质通常由树脂组成, 包括水性树脂( 如聚磷酸铵乙烯乳液、聚乙烯醇等)、含氮树脂( 如三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺树脂等)、其他树脂(如氯化橡胶、氯化树脂、环氧树脂等)。

对膨胀型防火涂料来说, 所含无机填料的比例较少, 因其含量过高会影响涂层的发泡高度, 降低发泡效果, 从而降低涂料的防火性能, 达不到隔热的目的。但少量颜填料是必不可少的, 它可以增加涂层的耐火极限, 使防火涂料在受火的中、后期持续发挥作用, 又有利于形成一个低膨胀率的高强度炭化层,使泡沫层更加致密、强度更好, 从而提高其防火性能。颜填料中由于二氧化钛作为一种白色颜料, 不仅遮盖力强、化学稳定性好, 而且可以使形成的炭化层致密, 提高炭化层的隔热性能, 成为首选。一般可选用氢氧化铝、氧化锌等作为填料。膨胀型防火涂料在受热时膨胀, 产生NH3、H2O 等不燃惰性气体, 一方面冲淡可燃性气体使之不易燃烧或燃烧速度减慢, 另一方面起发泡效果, 成炭剂在催化剂作用下脱水成炭,协同发泡剂形成海绵状炭质层, 封闭被保护的物体, 隔绝热量, 延迟热量向基材的传递, 阻止物体着火燃烧或因温度升高造成的强度下降, 有效地保护基底材料。