双组分膨胀型防火涂料的阻燃性能研究

研制了一种高固体分双组分膨胀型环氧防火涂料,考察了树脂种类、钛白粉含量、阻燃填料、膨胀体系含量对防火涂料阻燃性能的影响,研究结果表明:(1)双组分环氧防火涂料选用环氧树脂E51与环氧树脂E20搭配使用,辅加氨基树脂起到助发泡的作用,有助于提高膨胀层的膨胀倍率,从而提高耐火极限。(2)添加适宜量的钛白粉可以提高膨胀炭层的强度,起到隔热阻燃的作用。(3)氢氧化铝与三氧化二锑复配,可显著减少发烟量,提高膨胀炭层强度,增强阻燃性能。(4)选用膨胀石墨和三元膨胀体系搭配,形成石墨结构炭和类石墨结构炭两种结构的膨胀炭层协同配合,增强阻燃效果。     

氧化石墨烯提高钢结构水性膨胀防火涂料的防火性能研究

以水性丙烯酸树脂为基体,聚磷酸胺、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀阻燃体系,加入少量氧化石墨烯制备水性膨胀防火涂料。采用小板燃烧法研究了氧化石墨烯用量对膨胀型防火涂料的阻燃性能的影响。结果表明:加入极少量氧化石墨烯(<0.01%),可提高涂料的阻燃性,当氧化石墨烯含量在0.005%时,涂层的耐燃时间可达432 s,炭层膨胀高度较未加氧化石墨烯涂层增加了13.04%。结合红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对炭层形貌进行分析可知,加入氧化石墨烯后炭层在300~500 ℃范围的热稳定性提高,燃烧炭层完整密实,隔热性能提高,耐燃时间提高。     

水性饰面型防火涂料的制备及其耐火性能研究

以可膨胀石墨(EG)和绢云母为新的阻燃材料,三聚氰胺(MEL)、聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,水性乳液为基体制备水性饰面型防火涂料;采用自制高温电炉装置,研究EG与绢云母配比、膨胀阻燃体系、基体拼合对水性饰面防火涂料性能的影响.结果表明,可膨胀石墨和绢云母的质量比为5∶3,APP/MEL/PER的质量比为4∶3∶3,氯偏乳液与纯丙AC261P乳液质量比为22∶3时,制备的防火涂料涂层受热膨胀效果显著,形成了“窝状”构的膨胀炭质层,炭质层孔洞均匀致密,与基材粘附性好、强度高,耐火性能最好,耐火时间高达22min.     

水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备与性能

以丙烯酸乳液为基体树脂,多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇构成的膨胀型阻燃剂和阻燃协效剂为阻燃体系,制备了水性超薄膨胀型钢结构防火涂料,系统考察了防火涂料中阻燃剂和阻燃协效剂的含量对耐火性能的影响,通过正交实验对阻燃剂巾各组分间的配比进行了优化.研究结果表明:多聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇按质量比5:3:2进行复配时,所得膨胀型阻燃剂具有最佳的阻燃效果;在内烯酸乳液中添加该阻燃剂35.7%,阻燃协效剂5.1%制得的防火涂料,当涂层厚度为1.0 mm时,耐火时间高达95.3 min,明显高于国标规定的大于60 min的标准;防火涂料中的阻燃协效剂住燃烧时参与炭层的生成,对炭层有增强作用.     

可膨胀石墨在水性饰面防火涂料中的应用

以可膨胀石墨(EG)为物理膨胀体系,制备了膨胀型水性饰面防火涂料,采用小室法、锥形量热仪(CONE)、扫描电镜(SEM)等手段分析了可膨胀石墨及其与阻燃协效剂复配对饰面膨胀型防火涂料性能的影响。研究发现,EG的加入改善了膨胀炭质层的结构,大大提高了涂料的防火性能。选用3.5g、80目的EG,所得涂料的防火性能最佳,耐火时间达33min。可膨胀石墨与阻燃协效剂复配能够进一步降低涂料燃烧的烟气释放。当EG与二氧化锡按质量比为1∶1复配,所得涂层的生烟速率峰值与仅含EG的涂层相比下降78.4%,抑烟性能最好。     

水性环氧乳液改善膨胀型醋丙涂料的防火性能

以聚磷酸铵为酸源、季戊四醇为碳源、双氰胺和磷酸氢二铵为气源、热固性的水性环氧乳液和热塑性的醋-丙乳液复配为成膜物,制备了膨胀型水性防火涂料.采用模拟大板燃烧法对其耐火性能进行了研究,并用傅里叶红外光谱仪(FT - IR)分析灼烧后膨胀炭层的成分,用电子显微镜观察炭层的炭孔状况.结果表明:热固性的水性环氧乳液能有效提高膨胀型醋-丙防火涂料的防火隔热性能.当添加量为6％(质量分数)时,灼烧60 min后,炭层整体强度达到2.26 N/cm2,膨胀倍率为37倍,木板背火温度仅66℃,红外光谱分析表明炭层与木板连接处还有成膜物存在.另外,炭层电镜照片分析表明添加水性环氧乳液后也有利于改善膨胀炭层的质量.     

无机粘土改善水性防火涂料性能研究

以绢云母和海泡石为添加剂改善水性膨胀防火涂料的防火性能。研究了绢云母和海泡石对水性膨胀防火涂料性能的影响,并以绢云母替代部分季戊四醇和三聚氰胺制备了水性硅丙膨胀防火涂料。结果表明:通过添加适量的绢云母和海泡石,水性膨胀防火涂料的膨胀炭层强度、防火性能得到了很大改善。当绢云母用量为10%、季戊四醇和三聚氰胺的用量为5%和10%时,制备的水性硅丙膨胀防火涂料的防火性能最好,膨胀炭层致密、强度高,耐火时间超过3 600 s。     

几种颜填料对水性膨胀型防火涂料耐火性能的影响

介绍了一种水性膨胀型防火涂料的制备工艺及其耐火性能快速测试方法,从耐火极限、炭层膨胀高度、炭层强度、烧蚀率等方面讨论了几种不同颜填料对水性膨胀型防火涂料耐火性能的影响因素。结果表明:(1)添加一定比例的钛白粉对防火涂料综合耐火性能有着明显的提升作用,金红石型钛白粉提升效果更好;(2)氢氧化铝同钛白粉作用类似,对防火涂料综合耐火性能提升同样存在一个最佳添加比例;(3)纤维材料中,硫酸钙晶须对于防火涂料的综合耐火性能提升效果较好,芳纶纤维提升效果较差。     

B60—2乳胶防火涂料

研制了既能防火阻燃、又具有装饰效果的新型丙烯酸乳胶膨胀型防火涂料。介绍了该涂料的阻燃体系和配方,并列举了它的防火阻燃性能和其他性能。试验结果表明,该涂料的防火性能各项指标均达到一级,其他性能也较理想,是第二代乳胶防火涂料。     

钢结构水性膨胀型防火涂料性能优化方法

通过纳米技术、微胶囊包覆技术介绍了水性膨胀型防火涂料防火性能和耐水性能的提升方法,采用物理和化学相结合的角度对涂层的耐腐蚀性能进行针对性分析,就钢结构水性膨胀型防火涂料抑烟性能和力学性能的作用机理论述了高强度、高膨胀且致密炭层的生成策略,着重提出了多功能一体化涂料是未来钢结构水性膨胀型防火涂料研究、开发和应用的发展方向。     

水性超薄膨胀型防火涂料的制备与性能研究

以水性乳液为基体,化学膨胀与物理膨胀相结合的阻燃膨胀体系,其中聚磷酸铵（APP）、 三聚氰胺（ MEL）、双季戊四醇（ DPE）为化学膨胀体系,可膨胀石墨（ EG）、石英纤维为物理膨胀体系,制备水性超薄膨胀型防火涂料。考察了基体类型、膨胀阻燃体系配比对水性防火涂料防火性能的影响。结果表明,聚醋酸乙烯酯乳液与纯丙乳液质量为比 1∶1时, APP/MEL/DPE的质量比为 10∶6∶5,EG与石英纤维的用量均为 3%时,制备的防火涂料涂层受热膨胀效果显著,与基材附着力好,强度高,机车地板结构耐火时间达到 60 min,满足 HG/T5367. 4—2020对结构件的防火要求;有助于实现轨道交通车辆结构防火的更高要求,完成进口产品在轨道交通行业的国产化替代。     

水性钢结构防火涂料的制备及其耐火性能研究

以水性树脂为基体,聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,可膨胀石墨(EG)和绢云母为填料制备了水性膨胀型钢结构防火涂料;研究了基体拼合、膨胀阻燃体系、EG与绢云母配比对钢结构防火涂料性能的影响。结果表明:氯偏乳液与纯丙AC261P乳液质量比为22:3,APP、MEL、PER的质量比为4:3:3,可膨胀石墨和绢云母的质量比为5:3时,制备的防火涂料涂层受热膨胀倍率为5.68倍,形成了"蜂窝状"结构的膨胀炭质层,孔洞均匀致密,与钢板粘附性好、强度高,耐火性能好,耐火极限高达2 997 s。     

水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备

以有机硅改性的丙烯酸酯乳液为基料,多聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系,制备水性超薄膨胀型钢结构防火涂料;采用硼酸和可膨胀石墨(EG)改性防火涂料。研究表明,同时用w(硼酸)=4%,w(EG)=5%改性防火涂料,涂层的耐火极限达到93 min,热失质量分析(TGA)测试表明w(硼酸)=4%,w(EG)=5%共同改性的防火涂料在700℃时最终残炭量是44%。扫描电镜(SEM)分析结果表明硼酸/EG改性的残炭层形成了致密的"蜂窝"状结构。     

钢结构用超薄型水性环氧防火防腐涂料的研制

以液体环氧树脂为基料树脂,以水性胺为固化剂;以聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、氯化石蜡为膨胀阻燃体系;以纳米TiO2、可膨胀石墨为增效剂;以复合铁钛粉为防锈颜料,制备了钢结构用超薄型防火防腐涂料。当环氧涂层的交联度达到理论交联度的50％～70％时,涂层既有优良的防火隔热性能,又有优良的防腐蚀性及机械性能。     

Effects of inorganic fillers on the shear viscosity and fire retardant performance of waterborne intumescent coatings

In the present work, the effects of inorganic fillers on the fire retardant performance of waterborne intumescent coatings are investigated by thermogravimetry (TG), capillary rheometer, X-ray diffraction spectroscopy (XRD) and fire retardant test, etc. The TG results indicate that the thermal stability of vinyl acetate-vinyl ester of versatic acid copolymer (hereafter VAc-VeoVa) in VAc-VeoVa/Si–Al powder composite or in VAc-VeoVa/Halloysite nanometer-tube (HNTs) composite is improved mainly due to the release of the crystal water in Si–Al powder or HNTs. Capillary rheometer analysis results demonstrate that the VAc-VeoVa/HNTs composite melt possesses the highest shear viscosity, because of the large specific surface area of HNTs and the strong interaction force between HNTs and VAc-VeoVa. Weight loss difference (ΔT) of filler/ammonium polyphosphate (APP) composites show antagonism effects at 300 °C < T < 650 °C and synergistic effects at T > 650 °C. The fire retardant test results show the coatings using TiO₂/Si–Al powder/HNTs (8/1/1) as multiple fillers obtains an intumescent char layer with intumescent ratio of 28.14 and presents excellent fire retardant performance (3327 s). It is found that the high melt viscosity, resulted from the effect of inorganic filler, immobilizes the relaxation and rotation of polymer chain, restricts the intumescent behavior of the coatings, which leads to the formation of an intumescent char layer with lower intumescent ratio and the shortening of the fire retardant time. Moreover, the antagonism effect between filler and APP reduces the catalytic dehydration efficiency of pentaerythritol (PER) and VAc-VeoVa, which, as a result, also affects the final fire retardant performance of coatings.     

膨胀型阻燃剂的制备及性能研究

将丙烯酸钠与聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)三膨胀型阻燃组分的溶液体系进行混合,采用自由基引发体系,将丙烯酸钠进行溶液聚合,生成聚丙烯酸钠,将阻燃组分原位包裹,然后分别在300℃、400℃、500℃氮气保护下高温烧结。研究发现MEL的添加量为膨胀阻燃剂质量的3%,APP:PER质量比在4~5.67之间时剩炭率最高。扫描电镜(SEM)结果发现剩炭率较高的膨胀型阻燃剂的泡沫炭层泡孔较均匀,泡孔壁较厚,隔热、隔质效果好。13C-NMR发现了当碳以芳香碳和杂环芳香碳存在时表现出强烈的成炭特性。     

MoO3与可膨胀石墨改性聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺防火涂料研究

采用MoO3、可膨胀石墨(EG)和MoO3/EG对APP/PER/MEL膨胀防火涂料进行改性,制备成改性涂料,运用隔热性能分析和热重分析(TGA)测试改性涂料的耐火极限和残碳率.结合扫描电镜分析结果,探讨MoO.EG和MoO3/EG对涂料耐火性能提高的途径分别为MoO3通过与APP/PER/MEL涂料体系作用提高了涂料残碳率;EG通过自身膨胀产生"蠕虫"结构显著改善了碳层结构;而MoO3/EG则通过MoO3和EG各自的作用,产生了明显的协同增效效果.     

Synergistic effects of hydroxy silicone oil on intumescent flame retardant polypropylene system

The effects of hydroxy silicone oil as a synergistic agent on the flame retardancy of intumescent flame retardant polypropylene composites (IFR-PP) were studied, and the IFR system mainly consisted of the ammonium polyphosphate (APP), melamine (MEL) and pentaerythritol (PER). The UL 94 rating, thermogravimetric analysis (TGA), cone calorimeter (CONE) and digital photograph were used to evaluate the synergistic effects of hydroxy silicone oil (HSO). It has been found that the PP composite containing only APP, MEL and PER does not show good flame retardancy at 30% additive level. The cone calorimeter results show that the heat release rate, mass loss rate, mass, total heat release, carbon monoxide and carbon dioxide of PP/APP/MEL/PER/HSO composites decrease in comparison with the PP/APP/MEL/PER composite. The digital photographs demonstrated that HSO could promote to form the homogenous and compact intumescent char layer. Thus, a suitable amount of HSO plays a synergistic effect in the flame retardancy.     

珍珠岩对水性膨胀型聚氨酯/醋丙防火涂料防火性能的影响

以热固性的聚氨酯-丙烯酸酯乳液和热塑性的醋丙乳液复配为成膜物、聚磷酸铵为酸源、白糖为碳源、双氰胺和磷酸氢二铵为气源、珍珠岩为阻燃协助剂,制备了膨胀型水性防火涂料。采用模拟大板燃烧法对其耐火性能进行了研究,并用数码相机和光学显微镜观察其碳孔状况,结果表明：开孔膨胀珍珠岩对防火涂料的耐火性能有良好的协助作用,经碳层光学照片分析表明添加珍珠岩后也有利于改善膨胀碳层的性能。     

氧化锌催化膨胀型阻燃剂对PP阻燃及力学性能的影响

研究了氧化锌催化膨胀型阻燃剂(APP/PER)对PP阻燃和力学性能的影响。研究表明,当APP/PER质量比为20/10,ZnO的质量分数为1．3%时,阻燃PP的LOI值达到最大；同时阻燃PP的拉伸强度和冲击强度比不含ZnO的PP有所提高。TG结果表明,ZnO的加入使阻燃PP燃烧时降解过程加快并生成更多的剩炭,形成稳定的保护层,从而提高了PP的阻燃效果。SEN的形貌观察表明,加入ZnO的试样燃烧炭膜孔径较小、孔膜较厚。