雅致化工有限公司
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| 更新时间：2011.11.21 浏览次数： | ||||||
| 2.2P-C-N膨胀阻燃体系配比对耐火时间的影响 保持防火涂料其他组分比例不变,以膨胀阻燃体系中APP,PER,MEL为影响因素,采用L9(34)正交表设计试验(表3),以耐火时间为考核指标,试验结果见表4。由表4可知,所得的较优水平为A3B1C3,即AP最佳用量25.0%,PER最佳用量10.0%,MEL最佳用量15.0%。根据极差的大小,可知影响的主次顺序为PER(APP(MEL。按最佳配方所得防火涂料耐火时间达到87min。 表3 正交试验因素水平表 表4 正交试验结果 2.3不同填料的TG分析 在膨胀型防火涂料中随无机填料用量的增加,涂膜发泡效果下降;不加填料,炭质层灼烧严重,残留物降低,耐火性能下降。通过单因素试验研究了填料在涂料中的最佳用量,结果表明,TiO2占涂料总质量8.0%,石墨占0.6%时,防火涂料的耐火性能最佳,耐火时间达到1.5h。图2为4种防火涂料的TG曲线对比。图2表明,防火涂料的涂层在升温分解过程中经历了2个阶段[4]:第一阶段的质量损失是由于防火涂料基料的分解和膨胀阻燃剂之间的化学反应产生不可燃气体和水分挥发溢出,A,B,C,D的TG曲线中,第一阶段质量损失的温度在200~450℃,A曲线化学反应强烈,质量损失达到60%;B,C曲线质量损失相近,达到55%,D曲线质量损失仅为45%。以上情况说明添加无机阻燃剂能提高防火涂料的耐火性能。第二阶段的质量损失是由于炭化层的氧化消耗所致,温度达到450℃以后,TG曲线都趋于平缓,曲线D下降速率明显低于A,B,C曲线;接近900℃高温时,曲线D的质量损失明显小于曲线A,B,C,仅为60%,而A的质量损失到达83%。这说明添加无机阻燃剂后能降低炭化层的氧化消耗,提高防火涂料的耐火性能。 图2 不同防火涂料的TG曲线 2.4防火涂料的TGA-DTA分析 涂料的TGA-DTA分析见图3,可见防火涂料受热后失重不明显,归因于制备试样时水分已被烘干;160℃开始试样失重明显,182℃形成一个吸热峰,这是PER发生晶型转变及树脂熔融相变引起的,这时APP开始分解并与PE发生反应生成酯,并释放出少量NH3,树脂基体开始软化,变得黏稠;少量气体的释放带走部分热量,形成205℃放热峰;210~270℃为树脂及PER少量受热分解放出水等小分子物质引起约10%的失重,229℃附近产生一个小吸热峰;350℃有个放热峰,说明MEL加速分解;405℃形成一个放热峰,体系中有NH3,CO2,H2O气体释出,生成的酯进一步脱水炭化;600℃以后,基本是炭化层氧化,无大的放热峰。 图3 超薄钢结构防火涂料在氧气气氛下的TGA-DTA曲线 从TG曲线可看出,失重温度在200~500℃时,失重率达到45%,这个过程是涂料挥发作用的主要阶段,先是MEL热分解,放出不可燃气体,随着APP分解为聚偏磷酸铵对PER作用,形成碳骨架;500℃以后,体系一直有微弱失重,这是由于炭化层在热氧化条件下生成CO2释出。 3产品性能 参照GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》对研制的水性超薄型钢结构防火涂料的性能进行了检测分析,结果见表5。 4结论 (1)以水为分散介质,用环氧改性丙烯酸乳液和苯丙乳液复合作为基料,以APP,PER,MEL为阻燃剂并加入TiO2及可膨胀石墨无机阻燃剂制备超薄膨胀型钢结构防火涂料,涂层厚度不超过3mm即具有较好的防火性能。 (2)无机阻燃剂TiO2和可膨胀石墨与P-C-N组成的膨胀体系混合能提高超薄膨胀型钢结构防火涂料的耐火性能。 (3)防火涂料的耐火时间随复合基料的比例、用量、膨胀体系质量分数的增加呈先上升后下降的趋势,基料占25%,膨胀阻燃剂m(APP)∶m(PER)∶m(MEL)为5∶2∶3,无机阻燃剂用量为9%左右时,防火涂料的耐火性能最佳。 |
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