钼酸铵与可膨胀石墨改性超薄型钢结构防火涂料的研究

采用钼酸铵(AM)、可膨胀石墨(EG)和AM/EG对三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)/三聚氰胺(MEL)/季戊四醇(PER)超薄型防火涂料进行改性,制备改性涂料.耐火性能测试、TGA分析表明,与EG改性相比,AM、EG协同改性延长了耐燃时间,提高了残炭量.采用Freeman方法计算了防火涂料的热降解活化能,AM/EG改性较EG改性的防火涂料在200～330℃、330～500℃阶段的活化能分别提高了59.72 kJ/mol和67.71 kJ/mol,AM/EG改性防火涂料防火性能好.     

可膨胀石墨改性APP/PER/MEL防火涂料的热降解研究

将可膨胀石墨（EG）加入到APP／PER／MEL防火涂料中，得到EG改性涂料。运用隔热实验分析和热重分析（TGA）测试APP／PER／MEL涂料和EG改性涂料的耐火极限、残炭率。结果表明：EG掺量为1％～7％，可延长耐火极限5～35min；掺入5％的EG可使涂料800℃时残炭率提高约12％。通过扫描电镜（SEM）分析和Flymn—Wall—Ozawa、Kissinger方法计算热降解过程中两个阶段的活化能，推测EG能延长耐火极限和提高残炭率的原因为EG自身的膨胀形成“蠕虫”状结构改善了炭层的微观结构，并大幅度提高了热降解过程的热稳定性。     

可膨胀石墨在膨胀型钢结构防火涂料中的应用

为了改善钢结构防火涂料膨胀炭质层蓬松易脱落和易开裂的缺点,将可膨胀石墨(EG)添加到防火涂料中,通过耐火实验来研究EG对炭质层形貌和钢结构耐火极限的影响。结果表明,EG膨胀后成“蠕虫”状穿插于膨胀炭质层中,起到增强作用,使炭质层结构更致密。热分析结果表明,w(EG) =6 7%时,防火涂料在600℃时的热失重减少了7%;w(EG) =0 5%时,钢结构耐火极限延长了10min。     

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.     

Fe_2O_3与可膨胀石墨对膨胀防火涂料热降解与防火性能的影响

研究了2种改性材料对膨胀防火涂料热降解和防火性能的影响。防火涂料由聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)-三聚氰胺(MEL)膨胀阻燃体系、两种树脂基体和溶剂组成。可膨胀石墨(EG)和氧化铁(Fe2O3)作为改性材料添加于涂料中,以提高涂料的防火性能和热稳定性。对于EG、Fe2O3和EG/Fe2O3对涂料防火性能、膨胀炭质层的热稳定性采用热质(TGA)、X-光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)进行了系统的分析。实验结果表明:对于膨胀炭质层而言,Fe2O3提高了其热稳定性,EG影响了其微观结构,而EG/Fe2O3则结合了2种材料的优点使涂料的防火性能得到了进一步提高。     

硼酸三聚氰胺对膨胀型防火涂料性能的影响

以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)乳液为基体,以三聚氰胺、季戊四醇和聚磷酸铵作为膨胀阻燃体系,硼酸三聚氰胺(MB)为阻燃协效剂,钛白粉为颜料,制备了膨胀型钢结构水性防火涂料。通过中梁测试设备,分析了硼酸三聚氰胺不同添加量对防火性能的影响,通过建材烟密度试验机测试了其对烟密度的影响,通过TGA设备分析了其对防火涂料残炭量的影响。结果表明,硼酸三聚氰胺(MB)的加入提高了防火涂料的防火时间、降低了烟密度。当添加1%的硼酸三聚氰胺(MB)时,其烟密度等级仅为13.0,漆膜厚度为2 mm时,中梁测试防火时间达到135 min。     

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。     

海泡石和EG对水性膨胀型钢结构防火涂料的影响

采用可膨胀性石墨(EG)和海泡石对传统的APP/PER/MEL膨胀型防火涂料体系进行改性,制备了一种新型水性超薄膨胀型防火涂料,并采用防火性能测试装置、热重分析(TGA)、差热重量分析(DTG)及X射线衍射(XRD)等方法对该防火涂料的耐火性能、热降解过程、炭化层结构进行了研究。热分析结果表明,海泡石与EG复合使用,将充分发挥它们的协同作用:EG在较低温度区域能够延缓炭化层的形成,而海泡石则能够在高温区域阻止炭化层氧化分解,并提高成炭率从而达到阻燃的目的。XRD结果显示,复合使用EG和海泡石能够促进炭化层中TiP2O7的形成,在高温阶段保护炭化层不被氧化。当防火涂料中添加质量分数3%海泡石和质量分数2%EG,涂层厚度为1.0 mm时,钢材的耐火时间达到72 min。     

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。     

树脂基料对超薄钢结构防火涂料性能的影响

分别以纯丙乳液、硅丙乳液和氨基功能性单体改性的硅丙乳液为基料,多聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER),三聚氰胺(MEL)为膨胀体系,钛白粉为无机填料,制备水性防火涂料A、B、C,比较了3种涂料的理化性能和防火性能.结果表明,防火涂料A的膨胀高度和发泡效果较佳,但其燃烧炭层比较疏松;防火涂料B和C有优异的理化性能;防火...     

埃洛石对水性超薄膨胀型钢结构防火涂料防火性能的影响

以聚丙烯酸酯乳液为基体树脂,多聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇等为主阻燃剂,埃洛石纳米管(HNTs)为阻燃协效剂,制备了水性超薄膨胀型钢结构防火涂料,采用模拟大板燃烧法和锥形量热仪对其耐火性能进行了研究,并用扫描电镜观察了膨胀炭层的表面形貌。结果表明:HNTs对防火涂料的耐火性能影响显著,当阻燃体系中HNTs含量为10.86%时,HNTs与主阻燃剂之间有阻燃增效作用,所制备防火涂料的耐火时间为107 min,点燃时间为24 s,热释放速率峰值与点燃时间比为4.97,燃烧残余量高达48.36%,且燃烧残余物表面致密,显示出优异的耐火性能。     

超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制

以磷酸二氢铵、季戊四醇、三聚氰胺及丙烯酸树脂为原料研制了一种超薄膨胀型丙烯酸树脂钢结构防火涂料。并依据国家标准测定了不同配方防火涂料的理化性能和防火性能,分析了防火涂料的作用过程,并提供了相应的检测标准和测试结果,给出了性能优异的配方。阻燃体系(磷酸二氢铵、季戊四醇、三聚氰胺)的分解温度对防火涂料的性能有明显的影响;该配方使用原料简单、来源丰富、成本低、防火性能好。     

Structure and thermal property of intumescent char produced by flame‐retardant high‐impact polystyrene/expandable graphite/microencapsulated red phosphorus composite

This paper is aimed to illustrate the structure and thermal property of intumescent char produced by flame‐retardant polymers containing expandable graphite (EG). For this purpose, high‐impact polystyrene (HIPS) flame retarded by EG individually or in combination with microencapsulated red phosphorus (MRP) was prepared. The results indicate that the intumescent char from HIPS/EG/MRP composite, which contains a small amount of phosphorus element and more oxygen element, is much more compact and continuous than that from HIPS/EG composite with identical loading of flame retardant due to binding effect of phosphoric acid and its derivatives. The intumescent char produced by HIPS/EG/MRP composite exhibits much enhanced thermal and thermo‐oxidative stability as well as thermal‐insulating effect, which can withstand destruction of heat and oxygen effectively and thus provide a good fire‐proof barrier. The temperature beneath this intumescent char is decreased significantly in case of action by flame. By comparison, the porous and loose intumescent char generated by HIPS/EG composite has poor thermo‐oxidative endurance, and most of it can be consumed in air at high temperature without effective protection for the polymer. This has resulted in remarkable increase in flame retardancy of the HIPS/EG/MRP composite.     

海泡石和可膨胀性石墨对水性超薄膨胀型钢结构防火涂料阻燃性能的影响

采用可膨胀性石墨（EG）和海泡石对传统的APP/PER/MEL膨胀型防火涂料体系进行改性,制备了一种新型水性超薄膨胀型防火涂料,并采用防火性能测试装置、热重分析（TGA）、差热重量分析（DTG）及X射线衍射（XRD）等方法对该防火涂料的耐火性能、热降解过程、碳化层结构进行了研究。热分析结果表明,海泡石与EG复合使用,将充分发挥它们的协同作用：EG在较低温度区域能够延缓碳化层的形成,而海泡石则能够在高温区域阻止碳化层氧化分解,并提高成炭率从而达到阻燃的目的。XRD结果显示,复合使用EG和海泡石能够促进碳化层中TiP2O7的形成,在高温阶段保护碳化层不被氧化。当防火涂料中添加3wt%海泡石和2wt%EG,涂层厚度为1mm时,钢材的耐火时间达到72min。     

叶蜡石改性膨胀型涂料阻燃性能研究

为了提高木质胶合板的阻燃性能,以聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)-尿素为基础配方,叶蜡石粉作为改性添加剂制备膨胀型阻燃涂料(IFRC);采用锥形量热仪、静态接触角测量仪、扫描电镜、X射线衍射仪和拉力机等仪器对试样的阻燃性能、疏水性能和力学性能进行了表征,并且研究了叶蜡石粉含量对所制备涂料性能的影响。结果表明:在膨胀型阻燃涂料中加入适量的叶蜡石可以提高涂料的阻燃效果,当掺加叶蜡石粉的质量分数为2%时,涂料的火灾增长指数(FGI)降低了47%,火灾性能指数(FPI)增加了89%,并且阻燃性能指数(FRI)提高至2.5倍;叶蜡石粉的加入促进涂层在燃烧过程中形成连续致密的炭层结构,并形成了可以有效隔绝氧气和热量的熔融态物质,进一步增强了涂料的阻燃隔热性能;此时涂层的疏水性能和燃烧后木质胶合板的力学性能达到最佳,水接触角增大了8°,拉伸强度提高了45%,断裂伸长率也提高至8.5倍。本文研究结果对木质胶合板阻燃体系涂料配方的开发有一定的参考作用。     

Enhanced flame retardancy,smoke suppression,and acid resistance of polypropylene/magnesium hydroxide composite by expandable graphite and microencapsulated red phosphorus

Low flame retardant efficiency and poor acid resistance of filled polymer composites are two main drawbacks of magnesium hydroxide (MH) as a flame retardant (FR). To solve these problems, expandable graphite (EG) and microencapsulated red phosphorus (MRP) were introduced into polypropylene/magnesium hydroxide (PP/MH) composite by melt compounding. The obtained PP/MH/EG/MRP quadruple composite was studied regarding its fire behavior as well as acid resistance. Obvious flame retardant synergism among MH, EG, and MRP is found in PP, which diminishes the loading of FR from 63.0 to 37.5 wt% to obtain V-0 rating in UL-94 test and low smoke release. Compact intumescent char with high thermo-oxidative stability was generated on composite surface, which plays a vital role in flame retardancy. The removal of MH by acid erosion on PP/MH/EG/MRP composite surface does not affect production of intumescent char and fire behavior of this composite. The composite displays good fire retardancy, smoke inhibition, and acid resistivity concurrently. This article renders an easy and cheap route to overcome the main faults of MH.