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基材树脂与膨胀阻燃体系的匹配研究

日期: 2019-04-17 17:37 浏览次数 :

  在防火涂料的研究中,为了增强防火涂料的耐热极限,已开始有研究者选择可膨胀石墨作膨胀防火组分。可膨胀石墨能否发挥最佳效果的关键是其热降解和受热膨胀速率与防火涂料膨胀基层是否匹配。可见,体系热失重的温度范围是160~220℃,与之相对应的DTG微分曲线主要有3个强峰,原因是可膨胀石墨存在着不同价态和不同组成的化合物,它们开始分解的温度不同,不会只有一个分解速度高峰。可以看出,以醋酸乙烯酯为基料的防火涂料,其主要失重温度范围在314~424℃,376.89℃时分解速率达到最大值;以改性丙烯酸树脂为基料的防火涂料,其主要失重温度范围在230~374℃,324.76℃时分解速率达到最大值。
  可膨胀石墨的分解温度主要集中在160~220℃,在220℃以后,可膨胀石墨变成膨胀石墨,基本上不再分解。树脂在接近分解的温度下属于一种熔融黏流态,黏附性能达到最大。两种树脂相比,改性丙烯酸树脂的分解温度明显低于醋酸乙烯酯,在260℃的时候就接近最大分解速度。在受热时,熔融状态出现的温度段和可膨胀石墨膨胀的温度比较接近,黏附了大量刚刚膨胀的可膨胀石墨。而醋酸乙烯酯的熔融态温度过高,可膨胀石墨产生膨胀石墨要早于树脂熔融,这样会发生炭体大量飞散,无法形成致密的炭层。采用同样方法对氯偏乳液、纯内乳液、苯丙乳液等为基料的可膨胀石墨防火涂料进行了研究,实验发现,氯偏乳液的熔融温度较低,和可膨胀石墨的温度比较接近,但氯偏乳液的缺点是受热时产生大量的有毒烟雾,发泡层疏散,容易脱落,强度和覆盖度都不足以把可膨胀石墨受热膨胀出来的“蠕虫”炭体固定在膨胀层内,反而被可膨胀石墨的飞散破坏了大量的炭层。纯丙乳液和苯丙乳液的熔融温度比较高,无法和发泡组分的分解温度匹配,而且熔融树脂的黏度太低,无法包覆产生的气体,泡孔大,分布不均匀,不可能形成致密的炭层结构,不能和可膨胀石墨同步。经过上述分析可知,对于可膨胀石墨防火涂料应选用改性丙烯酸树脂为成膜物质。