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膨胀型饰面防火涂料及其发展

来源:   作者:    发布时间: 2018-04-02   浏览:

饰面型防火涂料作为一种新型涂料,集装饰和防火于一体,当它涂覆在易燃基材(如木材、塑料、纸板、纤维板等)表面上时,能够起到一定的装饰作用,一旦发生火灾,涂层则可阻止火势蔓延,从而达到保护可燃基材、使人们有足够的时间离开危险的火灾现场及开展组织抢救工作的目的。

1 防火原理

1.1 防火机理

防火涂料防火的机理:

(1) 防火涂料遇火受热,放出不燃性的惰性气体,可冲淡基材受热分解时放出的易燃气体和空气中的氧气,抑制燃烧。

(2) 含氮、磷的防火涂料受热分解放出一些活性自由基团,与有机自由基结合,中断连锁反应,降低或止燃烧。

(3) 膨胀防火涂料遇火膨胀发泡,形成海绵状或蜂窝状隔热、隔氧的膨胀碳层,封闭被保护基材,阻止基材燃烧。

(4) 涂层的软化、熔融、膨胀等物理变化及聚合物、填料、助剂的分解、蒸发和炭化等化学作用将吸收大量热量,抵消一部分外界作用于物体的热,从而对底材的受热升温过程起延滞作用。

1.2 防火作用的过程

对膨胀型饰面防火涂料的研究方面基本上形成了P-C-N或P-C-N-C l阻燃体系。该体系根据其机理包括脱水催化剂、成炭剂和发泡剂3个部分。其中应用最广、最典型的是A P P-P E RMEL膨胀阻燃体系。

膨胀防火涂料发挥作用的过程如下:首先防火阻燃体系中的脱水催化剂聚磷酸铵分解放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸聚偏磷酸,与多元醇成炭剂季戊四醇、成膜物质等含羟基化合物进行酯化反应,而体系中的胺则作为酯化反应的催化剂,使酯化反应加速进行。而后,发泡剂三聚氰胺热分解,释放出非燃性气体NH3,同时成膜物质中部分成分分解产生N H3、HCl和水蒸气等使已处于熔融状态的体系持续地膨胀发泡,形成泡沫层,与此同时多元醇和酯脱水炭化,形成无机物及炭化残余物,且体系进一步发生膨胀发泡。反应接近完成时,体系胶化和固化,脱水成炭,生成的不饱和主链,再进行环化架桥反应,最后生成致密坚硬的黑色蜂窝状炭化层。

饰面型防火涂料涂层膨胀后形成的蜂窝状炭化层厚度要比未膨胀时的厚度大几十甚至几百倍,而泡沫炭化层的λ值接近气体。于是,通过泡沫炭化层传给底材的热量只有未膨胀涂层的几十甚至几百分之一,因此,可以有效地隔绝外部热源,保护基材。

2 膨胀型饰面防火涂料的分类

2.1 溶剂型饰面防火涂料

溶剂型饰面防火涂料是指以有机溶剂作分散介质的一类饰面型防火涂料,其成膜物一般为合成的有机高分子树脂,主要有:酚醛树脂、过氯乙烯、氯化橡胶、丙烯酸、改性氨基树脂、有机硅树脂等,一般以200#溶剂汽油、香蕉水、醋酸丁酯等为溶剂。在成膜物中加入发泡剂、阻燃剂、成炭剂及其他填料组成防火体系,受火时形成均匀而致密的蜂窝状或海绵状的碳质泡沫层,对可燃基材有良好的保护作用。

溶剂型饰面防火涂料涂层的耐水和防潮性能一般比较优异,适合于相对较潮湿环境下使用。此外,溶剂型饰面防火涂料其涂层一般光泽较好,具有较好的装饰性。

2.2 水性饰面防火涂料

水溶性饰面防火涂料,是指以水作分散介质的一类饰面型防火涂料,其成膜物一般是有机高分子树脂。用于水性饰面防火涂料成膜物质的树脂主要有丙烯酸树脂、氯丁乳液、醋酸乙烯乳液、苯丙乳液等,一般以乳液型饰面防火涂料居多。上述水性高分子化合物,加入发泡剂、催化剂、成炭剂及其他填料组成防火体系,受火时形成均匀而致密的蜂窝状或海绵状的碳质泡沫层,对可燃基材有良好的保护作用。水性饰面防火涂料以水为介质,无毒、不燃烧、无三废公害,而且在生产、储存、运输和施工过程都十分安全和方便。此外水性饰面防火涂料还具有易干燥、施工速度快的优点。但水溶性饰面防火涂料涂层的耐水和防潮性能不如溶剂型饰面防火涂料,因此,一般宜用于室内,并尽量避免在较潮湿的部位使用。