水性膨胀型钢结构防火涂料耐火性能研究

以水性乳液为基体,聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,通过添加可膨胀石墨(EG)和绢云母制备了水性膨胀型钢结构防火涂料;研究了基体拼合、膨胀阻燃体系配比、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,制备的防火涂料受热后形成的炭质层与钢板粘附性好、强度高,膨胀倍率大,持续耐火性能最好,受热4500s后钢板背面温度维持在223℃。     

抗氧化可膨胀石墨及其防火涂料的制备和性能

针对目前含硫可膨胀石墨(EG)抗氧化差等问题,采用最佳工艺:m(石墨)∶m(高氯酸)∶m(高锰酸钾)∶m(乙酸酐)=1∶1∶0.07∶(1～1.4),25℃,3h反应后,再用蔗糖硼酸脂溶液浸渍、脱水、60℃干燥,得到具有抗氧化无硫可膨胀石墨(Anti-O EG).对Anti-O EG的膨胀性能和添加Anti-O EG的防火涂料的防火隔热性能和炭质层微观结构形态进行了比较分析.结果表明,Anti-O EG在形成致密稳定的抗氧化膨胀炭质层和与聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺阻燃剂协同等方面具有突出的优点.     

近期期刊文摘

钢结构防腐与防火涂装施工及其品质控制;饰面型防火涂料对不同木质基材的防火性能比较;钢结构防火、防腐双功能涂料的研究;钼酸铵与可膨胀石墨改性超薄型钢结构防火涂料的研究;膨胀型钢结构防火涂料膨胀炭质层的研究;     

水性防火涂料成分对防火时间的影响

为了探讨水性防火涂料成分对防火时间的影响,以模拟大板燃烧法研究了其组分乳液、颜料、脱水催化剂、成炭剂、发泡剂不同用量时的防火效果.结果表明:水性防火涂料的防火时间主要受膨胀海绵状炭质层的膨胀高度、泡孔尺寸以及炭质层表面形成的白色无机物质连续程度等因素影响;水性防火涂料中基料、颜料、防火组分含量影响了膨胀海绵状炭质层的结...     

基于成炭剂复配技术的膨胀型钢结构防火涂料的性能研究

研究了成炭剂种类及其复配技术对超薄膨胀型钢结构防火涂料性能的影响。通过对炭层密度和显微结构的分析，认为多官能团(-OH)成炭剂的加入，可有效提高炭层的致密度和强度，增强综合防火性能；高温燃烧实验结果显示，成炭刺1／成炭剂2=6．0～7．4为比较合适的复合成炭剂配比；DMTA研究了高温状态下两种成炭剂对涂膜粘弹性和强度的不同贡献，从动态力学的角度对两种成炭剂成炭机理进行了分析；中试实验结果表明，双组分成炭剂的协同作用，较大幅度提高了膨胀型防火涂料的阻燃隔热性能。     

丙烯酸酯类水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制

以改性丙烯酸酯类乳液为成膜物质,聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺为膨胀阻燃体系,并添加可膨胀石墨、硫酸镁晶须进行改性,制备水性超薄膨胀型钢结构防火涂料。采用垂直燃烧法、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了防火涂层的结构与耐火性能,结果表明,以硅丙乳液和环氧改性丙烯酸酯乳液复配为成膜物质,受火膨胀后防火涂层形成了致密的"蜂窝"状结构,获得较好的防火性能。钛白粉在高温中能转变成焦磷酸钛,对提高防火性能起到积极的作用。添加可膨胀石墨和晶须具有明显的协效阻燃效果。3%可膨胀石墨和3%硫酸镁晶须共同改性的防火涂层在800℃的残余质量为36%。     

膨胀型防火涂料的研究进展

简述了防火涂料的分类;从粘结剂和各种防火助剂(包括脱水成炭催化剂、成炭剂、发泡剂、防火填料和颜料等)方面综述了膨胀型防火涂料的研究进展,同时介绍了可膨胀石墨在膨胀型防火涂料中的应用特点;分析了膨胀型防火涂料的发展趋势.     

水性聚氨酯防火缓蚀涂料中环烷酸咪唑啉衍生物含量对阻燃缓蚀性能的影响

为了进一步提高水性聚氨酯涂料的阻燃抗蚀性能,以水性聚氨酯乳液为基料,聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)、锐钛型二氧化钛(Ti O2)为阻燃体系,以环烷酸咪唑啉衍生物为缓蚀剂,配制成膨胀型防火缓蚀涂料。采用大板燃烧法、HTC-1热重分析仪对涂料的性能进行了表征;通过Hitachi-S4700扫描电镜(SEM)分析了涂炭层的微观结构;通过CS350电化学工作站测量了其极化曲线和电化学阻抗谱。结果表明,环烷酸咪唑啉衍生物的含量对水性聚氨酯防火缓蚀涂料的阻燃缓蚀性能影响显著:含有12.5%APP,3.8%PER,7.4%MEL,2.2%Ti O2,3.2%环烷酸咪唑啉衍生物时,涂料的耐燃时间可达到59 min,缓蚀效果较佳,原因是环烷酸咪唑啉衍生物通过与基料的良好混合,降低了基料对缓蚀剂的掩蔽作用,形成了一定的空间交联结构,提高了成炭强度和隔热能力,进而提升了涂料的阻燃缓蚀性能。     

不饱和聚酯/可膨胀石墨体系的结构与阻燃性能

研究了可膨胀石墨(EG)对不饱和聚酯(UPR)的结构和阻燃性能的影响。采用氧指数、锥形量热分析、热重分析等方法进行测试和表征,用扫描电镜(SEM)观察了膨胀炭层的形貌。结果表明,使用合适粒径的EG可使UPR/EG体系的氧指数得到大幅度提高,热释放速率和质量损失速率大大降低,UPR/EG体系具有良好的阻燃性能;SEM的观察结果表明,EG形成的蠕虫状膨胀炭层紧密堆砌在材料表面,起到隔热隔氧的作用。     

膨胀型防火涂料的研制及防火机理分析

以不饱和聚酯和环氧树脂双组分作为基体树脂,以聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇为防火助剂,辅以填料和其他助剂,配制膨胀型防火涂料.实验结果表明,该防火涂料具有很好的防火性能,在涂层厚度为2.0mm时,其耐火极限时间超过210min.通过差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)的配合手段对防火体系和防火涂料的热行为进行分析研究,探讨了不同组分之间的热分解过程和相互作用.借助于Photo和扫描电镜(SEM)观察了防火涂料燃烧后炭化层的形貌,并对炭质层结构进行X射线衍射分析和研究,在此基础上对膨胀型防火涂料的炭化层形成及阻燃机理进行了系统而深入的分析.     

煤基聚乙烯/蒙脱土复合材料的阻燃特性

研究了以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)复配成的膨胀型阻燃荆、煤及蒙脱土阻燃协同作用及其对煤基聚乙烯／蒙脱土复合材料阻燃性能的影响。少量蒙脱土即可显著提高聚乙烯的极限氧指数。超细煤粉的含量在一定范围内可明显提高聚乙烯／蒙脱土复合材料的极限氧指数．煤、蒙脱土及膨胀型阻燃剂之间存在良好的协同阻燃效应．可使聚乙烯的极限氧指数得到一定的提高。热氧化分解及红外光谱分析表明，煤、蒙脱土及膨胀型阻燃荆之间的协同阻燃效应与煤基聚乙烯／蒙脱土阻燃材料具有良好的热稳定性和较高的残炭率有关。     

含磷本质阻燃水性聚氨酯及其膨胀防火涂料的应用

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二元醇(PPG)为单体,以二羟甲基丙酸(DMPA)和含磷阻燃剂FR-6为扩链剂,制备不同组分的含磷本质阻燃水性聚氨酯(FPU)。再以聚磷酸铵(APP)、双季戊四醇(DPER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系制备出钢结构水性防火涂料。采用红外光谱、热重分析、力学测试、锥形量热、背面温度、扫描电镜、炭层强度和X射线光电子能谱(XPS)分别对乳胶膜和涂层进行了分析。研究表明,随着阻燃剂FR-6用量的提高,乳胶膜和涂层的最大热分解速率下降,残留质量提高。乳胶膜的拉伸强度提高,断裂伸长率降低。在阻燃剂FR-6含量为15%时,涂层的热释放速率最低,残炭强度最大,背部稳定温度为185.7℃。同时XPS表明残炭中残留了更多的P、N元素,耐火性能提高。     

4A分子筛对APP/PER膨胀阻燃剂协同作用的TGA/XPS

APP／PER—4A与APP／PER体系的对比实验结果表明，TGA的第三热失重峰明显降低，XPS的C1s相对谱峰强度随温度升高明显增加。同时测定了Cox／Ca、Si／Al比随温度变化。表明4A分子筛在低温下对APP／PER膨胀阻燃体系发生催化酯化反应，在高温下Si/Al比升高，产生表面层动力学运动。酸的活性增加，有利于APP／PER膨胀阻燃体系。     

二维层状无机物/硼酸锌复合体系对聚苯乙烯泡沫阻燃性能的影响

通过三聚氰胺改性脲醛树脂包覆的方法来制备阻燃聚苯乙烯泡沫(EPS),阻燃体系以聚磷酸铵为基础,并选用3种二维层状无机物和硼酸锌的复配体系作为协效剂,对比了不同阻燃体系对聚苯乙烯泡沫的阻燃、抑烟和热稳定性的影响。实验结果表明:当膨胀石墨与硼酸锌的添加量为2∶1(质量比),两者总添加量为24phr时,复合材料的极限氧指数可达32.6%,UL-94垂直燃烧测试达V-0等级,烟密度等级降低至27.31;较之添加纯膨胀石墨EPS样品,协效剂硼酸锌的引入,使样品残炭强度由14.3增加到86.1。热失重分析结果表明,协效剂的加入使得样品热稳定性和残炭率均有所上升。从残炭宏观形貌和扫描电镜结果可以看出,硼酸锌的存在,使样品燃烧后残炭更加完整、致密,裂痕与破损明显减少。     

膨胀阻燃多层膜改性苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板的制备及性能

为提高苎麻织物作为复合材料增强体时的阻燃性能,首先,采用层层组装法在苎麻织物表面构筑了氨基化多壁碳纳米管（MWCNT）-聚磷酸铵（APP）与聚乙烯亚胺（PEI）-APP膨胀阻燃多层膜;然后,将改性后的苎麻织物与苯并噁嗪树脂复合制备了苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板,并研究了层压板的热降解行为、阻燃性能与力学性能。结果表明:与纯苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板相比,含MWCNT-APP与PEI-APP膨胀阻燃多层膜的层压板热释放速率峰值由106.6 W·g-1降低至53.4 W·g-1和53.0 W·g-1,总热释放量由12.3 kJ·g-1降低至7.6 kJ·g-1和9.0 kJ·g-1,极限氧指数由23.5提高至27.2和27.0,UL94级别由无级别提高至V-0和V-1级,弯曲强度由81 MPa提高至122 MPa和143 MPa,弯曲断裂伸长率由1.2%提高至1.4%和1.7%,拉伸性能也得到了一定的改善。所得结论表明使用MWCNT-APP与PEI-APP膨胀阻燃多层膜可在提高层压板阻燃性能的同时,改善其力学性能。      

苯并噁嗪树脂及其玻璃纤维增强复合材料的阻燃改性

应用聚磷酸铵(APP)对苯并噁嗪(BOZ)树脂及玻璃纤维(GF)/BOZ复合材料进行了阻燃改性,结合热分析和微观形貌分析等研究了材料的阻燃机制。结果表明:APP可以明显提高BOZ树脂的阻燃性能,随APP含量的提高,树脂体系的极限氧指数逐渐提高,添加量为3wt%时可使BOZ树脂的极限氧指数从基体的31.5%提高到34.5%,并达到UL 94V-0级。APP的加入使改性树脂体系的分解温度前移,玻璃化转变温度略有下降,改性树脂体系固化反应提前,反应过程变得缓和。APP的加入使GF/BOZ复合材料的阻燃性能进一步提高,10wt%GF/APP-BOZ复合材料的极限氧指数从GF/BOZ的51.0%提高到57.7%。微观形貌分析表明:APP的加入使APP-BOZ改性树脂及GF/APP-BOZ复合材料燃烧后生成更为致密的炭层,从而使材料的阻燃性能得到提高。     

膨胀型阻燃剂对硫化天然胶乳胶膜力学性能和阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰铵(MEL)组成膨胀型阻燃体系(IFR),考察阻燃剂配比及用量对硫化天然胶乳力学性能和阻燃性能的影响,并通过热重分析仪分析其热稳定性、扫描电镜(SEM)分析阻燃剂在胶乳中的分散效果。结果表明,添加PER和MEL的硫化胶膜力学性能很好,但阻燃性能较差;添加APP和IFR的硫化胶膜力学性能较差,但是阻燃性能很好;SEM观察发现APP与橡胶相容性差;热失重分析可知,改性的硫化胶膜比未改性的硫化胶膜的阻燃性好,且IFR改性硫化胶膜的阻燃效果是最好。     

环氧树脂/聚磷酸铵复合材料的阻燃性能与热降解行为

利用环氧树脂(EP)成炭能力,引入聚磷酸铵(APP)以提高其阻燃性能。当APP质量分数为9%时,EP/APP氧指数达30.5%,垂直燃烧性能通过V-0级。相比EP,EP/APP的热释放峰值与总热释放均有所下降。此外,利用热失重-红外联用设备研究了EP以及EP/APP的热降解行为并解释相关机理:EP在高温下会释放CO、甲醇等易燃性气体,剧烈燃烧并放出大量的热;APP在低温阶段的热裂解产物会催化EP的降解,但在高温下EP/APP却有热稳定性优异的炭层形成,在火灾中此炭层会覆盖在基体表面保护下部材料以免其遭到进一步的破坏。     

偏硼酸根离子改性ZnMgAl层状双氢氧化物的制备及在聚氨酯弹性体中的应用

利用超声法制备偏硼酸根离子改性ZnMgAl层状双氢氧化物(B-LDHs),将其添加到聚氨酯弹性体(PUE)中制得PUE复合材料;通过锥形量热及烟密度研究了B-LDHs对PUE复合材料阻燃抑烟性能的影响,并通过复合材料的热失重、残炭的拉曼光谱及X射线光电子能谱分析其原因。结果表明,当B-LDHs的质量分数达到3%时,PUE复合材料的最大热释放速率及最大烟密度值相比于纯PUE的分别降低了59%和39%,表现出良好的阻燃抑烟性;这主要是由于BLDHs片层结构的物理阻隔作用,及其受热分解成的金属氧化物使炭层更加致密;另外,硼酸盐受热分解时能形成玻璃态膨胀层,隔绝氧气与热的传播,抑制可燃气体的扩散,提高复合材料受热分解时的残炭率及石墨化碳的形成,使得残炭的抗热氧化能力提高。