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钢结构防火涂料无机阻燃剂的分类

日期: 2017-11-01 13:31 浏览次数 :

  无机阻燃剂是使用最早、用量最大的添加型阻燃剂。在应用时填加量大,会降低制品的力学性能、加工性能,近年来,超细化、活性化、复合化成为无机阻燃填料发展的趋势。防火涂料公司小编今天就来说一说无机阻燃剂。
无机阻燃剂
一.氢氧化物
  氢氧化物包括氢氧化铝、氢氧化镁等。
1.氢氧化铝
  氢氧化铝通过吸热实现阻燃目的,受热发生分解反应,会释放出水,可以冷却、稀释周围的热空气,脱水形成的氧化铝层吸收可燃物,降低材料在燃烧时释放出的烟气含量,因此协助系统达到好的耐燃效果。
  涂料中加人氢氧化铝后可以增加涂料的耐火极限,并且使涂料提前发泡,但是加人量少的时候效果不明显,当氢氧化铝加人量过多时涂料产生裂纹,影响涂料的整体性能,因此氢氧化铝的加人量不能超过4%。
2.氢氧化镁
  氢氧化镁为白色粉末,难溶于水,但溶于强酸性溶液。吸热量比氢氧化铝要高出约1 7%,热分解温度高出60℃。在抑制烟气方面也比氢氧化铝较优。高纯、超细的氢氧化镁既能增强涂层,又能阻燃,具有很好的深度开发和广阔的应用前景。
3.类水滑石
  类水滑石是一种层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides,LDHs),在50~220℃时释放水和C02,稀释可燃气体,并形成致密的炭化膜隔绝氧气的进一步侵人,加强材料的阻燃性能;另一方面,生成的复合金属氧化物具有碱性,吸附热分解时释放的酸性气体,兼具抑烟性。
  纳米类水滑石可代替阻燃涂料中的钛白粉,当其加人量为l.9%(是常规TiO2的0.2 7倍)时,涂料的耐火极限比以TiO2为阻燃填料时的最佳耐火极限多7min。
二.锑化物
  锑系阻燃剂可大大提高卤系阻燃剂的阻燃性能,用量最大的是三氧化二锑,为白色结晶,受热时呈黄色,不溶于水和乙醇,溶于盐酸、浓硫酸、浓碱、草酸和发烟硝酸等。在卤锑阻燃体系中,与溴系阻燃剂的协效作用较好,部分三氧化锑可用硼酸锌、氧化锌等代替,改善阻燃性、抑烟性能。
三.硼化物
  锑化物具有一定的毒性,硼化物作为锑化物的替代品出现,被广泛应用。通过脱水机理实现阻燃性能,阻燃、抑烟、成炭性好,无毒、价格低廉。
  硼系阻燃剂最常用是硼酸锌,根据锌与硼比例的不同,种类较多,为白色结晶,热稳定性好,熔点980℃,在300℃以上才失去结晶水。常与其他阻燃剂混合使用,发挥阻燃协效作用和抑烟功能。
  与有机高聚物的相容性较差,添加于高分子材料中,对材料的加工性、机械性产生一些不良的影响,经过改性转为亲油性,可以增加其相容性。
四.磷系阻燃剂
  磷一卤型有机磷系阻燃剂采用磷一卤协同作用,受热分解时能产生偏磷酸、三卤化磷和三卤氧磷等,发挥凝聚相和气相阻燃作用。国内外销量一直呈递增趋势,但国内多是价格低廉的低相对分子质量、液态的三卤代烷(芳)基磷酸酯,易“迁移”、挥发性大、耐热性差,因而使用范围受到限制。
1.磷钼酸盐
  防火涂料中的卤系阻燃剂、锑类化合物发烟量较大,钼化物迄今被认为是最好的消烟剂,如三氧化二钼、八钼酸铵等。材料受热过程中钼化合物能促进分子间的交联反应生成炭化物,增加成炭量,提高氧指数,减少可燃性组分,降低生烟速度和密度,从而达到抑烟目的。
  磷钼酸盐含有具有良好阻燃作用的磷元素和具有高效抑烟作用的钼元素,是一种新型高效阻燃抑烟剂。高温下分解吸收热量,炭层覆盖于被阻燃材料表面,将外部的氧、挥发性可燃物和热与内部基材隔开而达到阻燃的目的。磷钼酸盐缺乏卤一锑协同效应,用量相同的磷钼酸钙的阻燃效果不如Sb2O3。
2.红磷
  红磷为红色到紫红色粉末,不溶于水、稀酸和很多有机溶剂,但是,略溶于无水乙醇,溶于三溴化磷和氢氧化钠水溶液。在空气中红磷不会自燃,加热到200℃时着火,在400、450℃的温度下,红磷解聚形成白磷,遇水形成含氧酸,可覆盖于被阻燃材料表面,加速脱水炭化,形成的液膜和炭层,则可将外部的氧、挥发性可燃物和热与内部的基材隔开而有助于燃烧中断。
  红磷比其他的磷系阻燃剂阻燃效率高,微胶囊化的红磷与普通红磷相比,阻燃效率更好,改善了与树脂的相容性,低烟、低毒,耐候性及稳定性都很好。
五.粉煤灰
  粉煤灰是燃煤电厂排出的废弃污染物,火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙等。颜色在乳白色到灰黑色之间,反映含碳量的多少。其资源化利用,可减小环境负荷。在水泥混凝土中掺加粉煤灰是配制现代水泥混凝土常见的技术措施,可改善材料的早期力学性能。
六.无机纤维
  无机纤维以矿物质为原料制成,主要品种有玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维和金属纤维等。
  无机纤维棉即各类岩棉、矿渣棉、玻璃棉、硅酸铝棉等,具有不燃、不腐、不蛀、不老化等特性,且其密度轻、热导率低、防火无毒,化学性能稳定,使用周期长,但纤维性脆、易折断。可少量添加在防火涂料中,防火性能优异,抗冲击性能优越,受火时可抵抗炭质层变形产生的断裂。
七.空心微珠
  空心微珠也被称作漂珠,外观为灰白色或纯白色,是一种中空球形粉体材料,以天然矿石为主要原料,由二氧化硅、三氧化二铝经过1000℃以上高温烧制分选而成,直径为5~100μm,其直径越大,空心率越高。空心微珠具有轻质、隔声、隔热、保温、阻燃、强度高、密度小、吸水率低、耐磨、高分散、电绝缘和热稳定好等特点,分散性和流动性好,化学稳定性高,并且抗压强度高。广泛用于保温防火涂料、胶黏剂、工程塑料、改性橡胶、玻璃钢、人造石等。
8·膨胀珍珠岩
  膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经高温焙烧制成,内部为蜂窝状结构,外观为白色颗粒。由于在00、1300℃高温条件下其体积迅速膨胀4、30倍,被称为膨胀珍珠岩。其价格低廉、耐火良好、强度较高、热导率较低,被广泛应用于建筑领域,是无机保温材料中的主要保温骨料,闭孔率是热导率的关键指标,但其膨胀过程存在很大随机性,控制闭孔率、降低热导率极其困难。
九.蛭石
  蛭石属于硅酸盐,天然、无毒,一般与石棉同时产生。加热到2 00~300℃后会沿其晶体的c轴产生蠕虫似的剥落,具有较低的热导率和体积密度,隔热、保温、防火、反射热辐射且价格低廉,广泛用作轻质建材、吸附剂、防火绝缘材料、机械润滑剂、土壤改良剂等,经膨胀后的蛭石产品的应用更为广泛。
十.海泡石
  海泡石颜色多样,是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物,般呈块状、土状或纤维状集合体。其质轻、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射、收缩率低、可塑性好、比表面大、吸附性强、溶于盐酸、热稳定性好。广泛应用于废水处理、化肥、饲料、建材和卷烟过滤等。
  无机型阻燃剂由于添加量大,具有较强的极性与亲水性,同非极性聚合物材料相容性差,严重影响力学性能,将微胶囊技术、偶联剂应用于阻燃剂中,可防止阻燃剂迁移、提高阻燃效力、改善热稳定性、改变剂型等,复合与增效组分,氢氧化铝的超细化、纳米化起刚性粒子增塑增强的效果。
  另外,在实际应用中,有大量的阻燃剂复配使用。氢氧化镁、氢氧化铝、红磷、三氧化二锑、硼酸锌等复合无机阻燃剂,都会同时出现在涂料的配方中。