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.     

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...     

纳米材料在水性超薄膨胀型钢结构防火涂料中的应用

将多种纳米材料应用到水性超薄膨胀型钢结构防火涂料中,研究其用量对钢结构防火涂料耐火极限的影响.结果表明:添加纳米SiO2和TiO2可以提高防火涂料膨胀后炭质层的强度,延长钢结构的耐火极限,当添加1.5%(质量分数)的纳米SiO2时,可以达到110min的耐火极限.     

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;     

多壁碳纳米管的表面改性及其在防火涂料中的应用

利用两亲性聚合物对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性,采用红外光谱、热重分析手段对改性MWCNTs进行表征;将改性MWCNTs应用到膨胀型防火涂料体系中,研究了其对防火涂料性能的影响.结果表明:在适合的条件下两亲性聚合物可以被引入到多壁碳纳米管表面,改性后的MWCNTs在醋酸丁酯和水中具有良好的溶解性;合适含量的改性MWCNTs可以提高防火涂料受火后的炭化层强度和膨胀倍率,降低背温升高速率,增强涂层的抗开裂性能.     

钢结构用膨胀型防火涂料的最新进展

膨胀型防火涂料在暴露于火焰时会膨胀形成保护炭层，有助于限制钢的温升以显著延长其失效时间，防止倒塌。近年来，基于可再生生物基材料、环保材料、一体化膨胀、纳米技术、协效剂和微纳米结构涂层等先进的防火体系被开发出来，为持久性长、释放热量低、烟雾少、有毒气体少、环保、多功能防火涂料的开发提供了潜在的解决方案。简要介绍了新的膨胀型阻燃剂基防火涂料，着重介绍了新膨胀防火涂料用协效剂，并进一步探讨了涂料的防火机理及发展方向。     

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.     

乳液种类对膨胀型防火涂料理化性能和防火性能的影响

配制了以聚醋酸乙烯酯(PEA)乳液、苯丙乳液和纯丙乳液为成膜基料的乳液型膨胀防火涂料,通过涂料常规性能测试和小室燃烧试验,对3种涂料的理化性能和防火性能进行了比较分析.结果表明,PEA乳液型涂料质量损失大,炭化体积最小,膨胀效果极佳,防火效果最好;纯丙乳液型涂料的理化性能最好;而苯丙乳液型涂料则兼有理化性能和防火性能的优点,成本低、环保性强,可以满足防火涂料的各项需要.     

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.     

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℃。     

阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂在木粉/聚丙烯复合材料中的阻燃协效性

采用膨胀型阻燃剂（IFR）分别与蒙脱土（MMT）、硼酸锌（ZB）、MnO2阻燃协效剂复配制备了阻燃型红松木粉/聚丙烯复合材料。借助TG、DTG、DSC热分析技术深入探讨了IFR与阻燃协效剂间的协效性;并利用FTIR、SEM对协效性进行了验证。结果表明：三种阻燃协效剂与IFR间都存在一定的协效性;MMT的加入降低了热分解...     

金属氧化物对膨胀阻燃涂层耐火及成炭性能的影响

金属氧化物(MO)可显著影响膨胀阻燃体系的热解成炭过程, 进而改善膨胀阻燃涂层的耐火性能。将Fe₂O₃、ZnO、TiO₂分别添加到双环笼状磷酸酯膨胀阻燃环氧涂层中, 研究了MO对涂层耐火及成炭性能的影响规律。燃烧背温测试结果表明, MO可产生显著的协效耐火作用, 三种MO对耐火性能的增效能力为Fe₂O₃>ZnO>TiO₂。热失重(TGA), 激光拉曼光谱(LRS)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明, MO促进了残炭的耐高温氧化性能及类石墨化程度的提高, 增加了涂层的高温残炭量, 三种MO提升涂层成炭性能的能力为Fe₂O₃>ZnO>TiO₂。     

Thermal–mechanical modelling of laminates with fire protection coating

This paper presents a modelling approach to analyse the protection provided by passive and intumescent surface coatings on glass fibre reinforced laminate substrates exposed to fire. The modelling involves a multi-stage analytical approach: (i) thermal analysis of heat transfer from the fire through the surface insulation coating, which includes decomposition and expansion in the case of an intumescent material; (ii) thermal–chemical analysis of heat transfer through the fibreglass laminate substrate (beneath the fire protective coating), including decomposition of the polymer matrix; and (iii) thermal–mechanical analysis of softening and failure of the laminate under in-plane tension or compression loading. The modelling approach is validated using experimental temperature and strength data from fire structural tests performed on woven glass–vinyl ester laminates insulated with passive (ceramic fibre mat) or organic intumescent surface coatings.     

Fire structural modelling of fibre–polymer laminates protected with an intumescent coating

This paper presents a new modelling approach to analyse the fire structural response of fibre–polymer laminates protected with an intumescent surface coating. The model is designed to predict the temperature, decomposition, softening and failure of laminates with an intumescent coating in fire. The modelling involves a three-stage analytical approach: (i) thermal-chemical analysis of the intumescent coating, (ii) thermal-chemical analysis of heat transfer through the laminate substrate (beneath the intumescent coating), and (iii) thermal-mechanical analysis of the softening and failure of the laminate under tension or compression loading. Fire structural tests were performed on a woven glass/vinyl ester laminate coated with an organic intumescent material to validate the modelling approach. It is shown the model can predict with good accuracy the temperature distribution and swelling of the intumescent coating with increasing exposure time to a constant heat flux. The model can approximate the temperature, softening and failure of the laminate substrate.     

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。     

Substantive intumescent flame retardants for functional fibrous polymers

This paper discusses the potential for developing substantive intumescent, flame retardant fibres. It also reviews very recent work in the authors' laboratories that has demonstrated the successful reaction of char-promoting polyol phosphoryl chlorides with fibres containing active hydrogens such as cellulose flame retarded cellulose, wool and polyamide. Results show that satisfactory char enhancement occurs with evidence that intumescent character exists in some of these and that the chemical treatments are resistant to boiling in water. Using this chemistry, there is the potential, therefore, of creating the first generation of substantive intumescent fibres that will provide a cost-effective range of textiles with significantly enhanced fire resistant properties.     

基于试验设计的膨胀型钢结构防火涂料配方的多变量分析(英文)

膨胀型防火涂料的配方优化,需要阻燃剂之间有效的协同作用来获得防火效果。以ISO耐火测试标准为依据,对以聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺阻燃剂为主要成分的防火涂料,利用D-优化设计原理,借助Design Expert软件进行试验设计,在有限的试验次数基础上,运用MODDE软件对试验结果进行了多变量回归分析,获得了满意的试验结果。     

膨胀型钢结构防火涂料的发展现状与展望

论述了钢结构防火涂料的分类和膨胀型钢结构防火涂料的组成、防火机理,重点介绍了热失重分析(TGA)、差热分析((DTA)、锥形量热仪(CONE)等涂料的表征方法,阐述了膨胀型钢结构防火涂料的研究和应用现状,指出了今后膨胀型钢结构防火涂料将向涂层超薄、装饰性强、施工方便、防火性能高、环境污染低的方向发展.     

烷基磷酸酯胺盐的酯化率对超薄型钢结构防火涂料的影响

通过微型电炉实验、差热分析(DSC)和热失重分析(TG),研究了烷基磷酸酯胺盐的酯化率对超薄型钢结构防火涂料的影响.结果表明:酯化率高的烷基磷酸酯胺盐能较好地改善超薄型钢结构防火涂料的防火隔热性能.当试样背面温度(简称背温)相同时,其能延长隔热时间间隔.当实验时间进行到120min时,烷基磷酸酯胺盐的酯化率愈高其试样背温愈低.高酯化率的烷基磷酸酯胺盐有利于超薄型钢结构防火涂料形成具有良好隔热结构的多孔炭质层.在氩气条件下,低酯化率的烷基磷酸酯胺盐的试样热失重较少.