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锥形量热仪在防火涂料中的应用研究

日期: 2019-04-23 10:57 浏览次数 :

  评价产品和材料的燃烧性和阻燃性,材料的燃烧性能是指材料置于规定的火源中所发生的所有物理和(或)化学的变化。材料的阻燃性是指材料所具有的减慢、终止或防止有焰燃烧的特性。在CONE获得的众多火情参数中HRR和pkHRR是衡量聚合物材料在火灾中危险性的重要参数之一,同时TTI也是评价材料危险性的重要指标。图表为涂覆膨胀型钢结构防火涂料及可膨胀石墨防火涂料的木板的各种燃烧性能的对比(辐射强度20kW/m²,涂层厚度为2mm)。可见,与膨胀型防火涂料相比,可膨胀石墨防火涂料使木板的总热释放率、有效燃烧热、失重率降低,点燃时间延长,因而表现出更优异的阻燃性能,火灾危险性减小。但从图表还可以看出,可膨胀石墨防火涂料涂覆的木板的释热速率的峰值(pkHRR)有所上升,依据热释放速率峰值被定义为火强度的意义,其火灾中的危险性应增大。因此,燃烧参数并没有表现出一致的结论。

  HRR或pkHRR是衡量聚合物材料在火灾中危险性的最重要参数之一,但人们发现它只反映材料在燃烧过程中的危险性。材料在燃烧之前必须被外部火源或热源点燃,点燃时间的长短也同样是评价材料火灾危险性的重要指标。Wichstron和Goransson等人将点燃时间(TTI)和pkHRR结合起来,用它们的比值(TTI/pkHRR)来评价聚合物材料潜在的轰燃性,比较好地说明了聚合物材料潜在的危险性。后来,PetrellaRv发现用TTI/pkHRR来评价材料的火危险性与大型火实验结果虽然有较好的相关性,但仍然有一些偏差,不全面。他提出将THR与pkHRR/TTI相结合可更全面地评价材料的燃烧危险性。因为pkHRR/TTI取决于HRR和TTI的值,而这两个参数又是由外部热辐射量、通风速度、破坏的程度所决定的,外部热辐射量愈大,则pkHRR就愈大,TTI愈小,因此,pkHRR/7、T/就愈大。而THR几乎与外部热辐射量、通风速度和破坏程度无关,在一定的程度上它是材料内部能量的测量,独立于环境因素。因此,两者结合考虑,可表明材料在火灾中的危险性大小,膨胀型防火涂料及可膨胀石墨防火涂料涂覆木板的危险性大小比较,可见,尽管可膨胀石墨防火涂料涂覆木板的pkHRR高于膨胀型防火涂料涂覆木板,但pkHRR/TTI和THR均有所下降,表明可膨胀石墨防火涂料涂覆木板在火灾中的危险性较小,阻燃性能更为优异。可以看出,同等条件下可膨胀石墨防火涂料涂覆木板点燃时间(TTI)比膨胀型防火涂料涂覆木板长了22S,热释放速率(HRR)到达峰值的时间长35s,因而石墨木板的耐燃性显著提高,这对于火灾早期逃生及火灾扑救意义重大。而燃烧时间的减少,主要是可膨胀石墨涂覆木板的成炭量增加,在燃烧后期可燃气体释放减少的结果。