返回
行业知识
分类

基料和助剂在防火涂料里的作用

日期: 2018-01-23 13:22 浏览次数 :

  一.基料是把涂料中的各主要成分粘接在底材上,形成涂层的物质。基料通常为易分解物,阻火隔热能力较差,但却是防火涂料中不可缺少的部分。在涂料中,它与其他组分适宜配伍,既保证了涂层在常温状态的各种装饰性能、使用功能,又能在高温时或火焰下具有难燃性的保护功能。常见的有水性树脂,如聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯乳液、氯乙烯一偏二氯乙烯共聚物乳液、氯丁橡胶乳液、水溶性三聚氰胺甲醛树脂、聚乙烯醇及其拼合乳液等,含氮树脂,如三聚氰胺甲醛树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂一丙烯腈共聚物等;含卤树脂,如氯化环氧、溴化环氧和氯化醇酸等及其他树脂,如聚氨酯、环氧一聚硫等。
  二.助剂是可改进生产工艺、改善施工条件、提高涂料质量,具有特殊功效的物质。如增稠剂、乳化剂、增韧剂等。P-C-N或P-c-N-C1膨胀阻燃体系是通过形成膨胀多孔的炭层起到隔热、隔氧作用。依据上述分析,在选择防火涂料的组分时,还应考虑如下一些内容。
  1.膨胀阻燃体系的各组分之间应有合理的配比,成炭量与释气量应相互适宜。如果成炭量与释气量相比相对较少,会造成炭层结构即封闭小室体积过大而壁厚较薄,蜂窝状碳结构倾向于开裂,炭层的传导率会提高;成炭量与释气量相比相对较多,封闭小室体积过小,炭层太细碎,立体孔状结构少且炭层厚度变薄,热传导加强而使阻燃作用减弱;成炭量与释气量适宜,炭化层在发泡剂分解的气体作用下形成膨松、均匀、致密、有封闭结构的炭层,炭层的热导率最小。据报道,膨胀型阻燃剂形成的炭层无规小室直径为10~50μm、壁厚为1~3μm时,阻燃效果最好。表3-7列出了刘莉萍等研究的膨胀体系各组分之间配比对涂料防火性能的影响。从表可见,对于APP-PER-MEL膨胀体系,PER、APP、MEL的最佳配比为(10~25):(50~65):(25~35)。
  2.膨胀阻燃体系的添加量。为了形成一定厚度的发泡炭层,防火助剂的含量要足够大。表3一8为膨胀阻燃体系的添加量对涂料防火性能的影响(王国建等的实验结果)。可以看出,防火助剂在涂膜中所占的质量分数为60%~70%时,涂料的防火性能最好。防火助剂的用量太低,不能形成良好的发泡层;用量太高,涂料成性差,涂层燃烧时,气体易逸出同样不能形成良好的发泡层。另外,用量太高,则涂膜中成膜基料太少,使涂膜的附着力、柔韧性和抗冲击性均不能满足应用要求。


  3.基料的选择。当所选用的树脂基料不同时,涂层的化学组成不同,燃烧时发生的化学反应不同,涂料的防火性能就会有差别。
  以聚氯乙烯一偏氯乙烯为基料的乳液膨胀型防火涂料因卤一磷协同作用具有良好的防火性能,但机械性能不好;以聚醋酸乙烯一丙烯酸酯乳液、纯丙乳液、苯丙乳液为基料的乳液膨胀型防火涂料的耐久性、透明型、稳定性较好、但涂层的防火性能较差。为了提高涂层的阻燃性,改善发泡层结构,乳液中可加人具有阻燃性能的酚醛树脂、三聚氰胺酚醛树脂或尿素甲醛树脂。无机原料如硅酸盐类作为成膜物质,因其不燃制得的涂料防火等级较高,但成膜性不好。为了解决有机成膜物质防火等级低、无机成膜物质耐水性不好、理化性能差等问题,可采用有机一无机复合型基料,如丙烯酸、磷酸铝复合膨胀型防火涂料,磷酸铝与丙烯酸的最佳配比为4:1。
  4.为了提高泡沫炭质层的强度,提高其抗燃气冲刷的能力,避免出现发泡层被火焰冲破或发泡层脱落等现象,在膨胀阻燃体系中通常还要加人少量玻璃纤维、石棉纤维、酚醛纤维及无机填料粒子,如玻璃珠等助剂,但因许多碱性填料会降低膨胀的厚度,故不宜使用。实验证明无机添加剂不仅能使涂料膨胀发泡层致密,而且它们在受火时不可能成为气体化合物而烧失。因此,即使在持续的火焰作用下,无机添加剂也不会像有机物那样变为气体逸出,使膨胀发泡层保持有效的骨架成分,能长时间保持高效隔热性,使膨胀发泡层经久耐烧。尽管发泡层随无机添加剂加人量的增加由疏松变得致密,但与此同时,发泡层的高度也随无机添加剂的用量的增大而降低。因此,无机添加剂的添加量也存在一个最佳值的问题,在最佳值时,涂料膨胀发泡层既有一定高度,又有一定密实度,发泡层既不容易被火焰冲破,又较好的绝热性和防火隔热效栗。
  要想成功地研究与设计膨胀型防火涂料,除考虑上述因素以外,为使防火涂料在各种应用领域和使用环境达到预期的防火效果,在研究过程中参考防火涂料的状态和转变分析,对研制耐火性能优异的防火涂料会有所帮助。