返回
行业知识
分类

钢结构防火涂料膨胀阻燃体系—催化剂

日期: 2017-10-23 13:20 浏览次数 :

  膨胀阻燃体系采用化学阻燃机理,膨胀形成炭质层,根据其作用不同分为三个部分:催化剂、成炭剂和发泡剂。 北京防火涂料公司小编今天就先说一说催化剂。
催化剂
 一.作用机理
  催化剂是膨胀阻燃体系的主要成分,能够促进并改变涂层的热分解过程,其分解出的酸能促进涂层内含羟基的有机物脱水炭化,生成不易燃的三维空间构造的炭质层,隔离基材和火源,释放出不燃性气体,稀释可燃性气体和氧气。
  温度达到212~588℃时,聚磷酸铵分解,释放出NH3和H2O,生成聚磷酸;温度为588~740℃时,聚磷酸分解生成焦磷酸;温度为740~1000℃时,焦磷酸成熔融状态附着在基材表面。
  分解过程中生产的聚磷酸能与多羟基化合物发生酯化反应,脱水、引发膨胀过程。
二.主要种类
  受热时能够分解,产生的酸化合物具有脱水作用,如磷酸、硫酸等的盐都可以用作催化剂,其中磷酸盐最为常用,磷系阻燃剂低烟、无毒,用量仅次于卤系阻燃剂。早期作为脱水催化剂的磷酸氢二铵和磷酸二氢铵,其水溶性好,在涂料成膜时发生重结晶,结晶颗粒析出在涂层表面上,影响涂层外观和使用性能。因此用量逐年减少,现在经常采用的是聚磷酸铵、磷酸铵镁和磷酸三聚氰胺。聚磷酸铵含磷量高、含氮量多,具有热稳定性好、水溶性小、近于中性、阻燃效能高、分散性较好、毒性较低的特点,已经成为重要的高效添加型磷系无机阻燃剂。
  聚磷酸铵(APP)作为一种最重要的磷系无机阻燃剂,根据光衍射图案不同,APP有5种不同的结晶形式,其中I型和Il型作为阻燃剂使用。结晶Il型APP聚合度高,耐水性、耐热性好,是目前国内较普遍使用的产品,水溶性和一般长链状APP有所不同,其聚合度、分解温度显著提高。
  不同聚合度的APP性能也有所差异,聚合度低,范围在20~400内的APP为可溶性盐,涂膜耐水性差,涂料稳定性差,容易沉淀,防火效果差;聚合度高,范围在500以上的APP,其稳定性、耐水性均较好,近年来研制出的聚合度在1000以上的聚磷酸铵,应用于钢结构防火涂料中表现优异。
  三.选用
  催化剂的选择应该考虑原料的水溶性、热稳定性、磷含量及原材料价格等因素进行综合考虑。要注意的是,聚磷酸铵在原料中所占的比例不同,涂层的膨胀性能有所差异,APP添加适当,才能保证涂层的耐火时间。
  聚磷酸铵在涂料中的溶解性能影响涂膜的阻燃性能,可采用微胶囊技术对聚磷酸铵进行包覆,改变APP的性能,根据基料种类,有不同的囊材选择,增加涂料的相容性,进而提高涂料的各项性能。
  也可以在聚磷酸铵中加人偶联剂,提高涂料的相容性,偶联剂作为具有两亲结构 的有机化合物,能够使性质差别很大的材料紧密结合,常用的有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等,其中硅烷偶联剂用量最大,这类偶联剂还具有一定的阻燃性、吸湿性。