摘 要:以酚醛改性丙烯酸树脂为成膜物质, 加入阻燃协效剂和硅酸铝, 制备了饰面型防火涂
料。采用正交试验法, 考察了硅酸铝、阻燃协效剂及酚醛树脂用量等因素对防火涂料耐燃时间的影响 ,依据GB 12441—2005测试了涂料的理化性能和防火性能。实验结果表明 , 各因素对耐燃时间影响程度由大到小依次为 : 填料、阻燃协效剂、酚醛树脂 ; 涂料各组分最佳用量为 : 硼酚醛树脂 34% 、丙烯酸树脂42% 、阻燃协效剂10% 、硅酸铝14% 。涂料的各项理化性能指标均已达到或超过国家标准的要求, 附着力达到 1 级 , 耐冲击性 40 cm , 耐燃时间 43 min 。
关键词: 酚醛树脂; 丙烯酸树脂; 防火涂料; 正交试验
0 引 言
饰面型防火涂料涂覆于可燃基材表面,平时可起到一定的装饰作用,一旦火灾发生,则能够阻止火势蔓延,达到保护基材、使人们有足够的时间离开火场和组织抢救的目的。自20世纪60年代以来,饰面型防火涂料在国外已经得到广泛应用,我国自 70 年代开始研发, 目前也已得到广泛应用和推广。目前,饰面型防火涂料大多为膨胀型防火涂料,其研发基本还是建立在对 P - C -阻燃体系的改性研究上,通过添加不同配比的聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺等来优化防火涂料性能。酚醛树脂具有优异的机械性、耐热性、耐烧蚀性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性以及阻燃性,在飞机和航空领域、军事装备领域、汽车及运输业、建筑业等方面得到了广泛的应用。但是酚醛改性丙烯酸树脂在防火涂料领域的应用很少, 相关研究未见文献报道。本工作以酚醛树脂为主要防火改性剂, 制备了改性丙烯酸树脂防火涂料, 基于正交试验对涂料配方进行了优化,并依据 GB12441—2005对涂料的理化性能和防火性能进行了测试,为酚醛改性丙烯酸树脂在防火涂料领
域的应用奠定了一定的基础。
1 实验部分
1 . 1 原料及仪器
丙烯酸树脂:工业品,辽宁三环树脂有限公司生产;氨酚醛树脂、钡酚醛树脂:工业品,北京玻璃
钢复合材料有限公司提供;硼酚醛树脂:自制,B 含量4%,凝胶速度70～100 s( 200 ℃ );
阻燃协效剂: 自制;硅酸铝:市售工业品,廊坊市长海化工有限公司 ; 乙酸乙酯、乙酸丁
酯、无水乙醇、正丁醇:分析纯。 QFZ型漆膜附着力实验仪、QCJ 型漆膜冲击实验仪 : 天津市伟达实验机厂;模拟大板燃烧法实验装置:自制。
1 . 2 试样的制备
用溶剂将酚醛树脂、丙烯酸树脂分别制成 50% 溶液 ; 按比例共混后加入阻燃协效剂和硅酸铝等添加剂,研磨制成浆液 ; 将浆料涂于150 mm×150 mm×3 mm 的胶合板上,涂覆量为500 g /m 2, 室
温干燥固化,得到防火性能待测样板;将浆料按照国标要求分别涂于一定规格的马口铁板上,室温
干燥固化 , 得到待测样板。
1 . 3 性能测试
理化性能测试:参照GB12441—2005及其他相关国家标准,分别进行了涂料在容器中的状态、干
燥时间、附着力、耐冲击性及耐水性5项实验。防火性能测试:参照GB12441—2005附录A,采
用模拟大板燃烧法测试,以耐燃时间评价防火性能。具体操作是将涂有改性树脂的待测样板树脂面向
下水平放置,调整高度使酒精灯外焰恰好直接接触涂层,待测试件背火面出现穿火时终止试验,记
录火焰接触涂层到背面穿火的时间即为耐燃时间,同时可以观察涂料发烟情况和膨胀炭化层高度。
2 结果与讨论
2 . 1 酚醛树脂种类对涂料性能的影响
分别考察了氨酚醛、钡酚醛及硼酚醛树脂3种常用酚醛树脂与丙烯酸树脂共混涂料的防火性能和理化性能。
注: m( 丙烯酸树脂 )∶m( 酚醛树脂 )= 50：50 。
从表1看出,3种酚醛树脂中,以硼酚醛树脂与丙烯酸树脂的拼用效果最好,其耐燃时间明显长于其他2种共混涂料,且成膜性能良好,发烟量少,炭层膨胀明显,是防火涂料树脂基料的理想选
择。 |
