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饰面型防火涂料组分的选择
发布者:liqiang 发布时间:2014/6/24 10:57:18 阅读:602

  饰面型防火涂料由基料、乳液、膨胀阻燃体系、颜填料、助剂、成膜剂等组成。为了方便人们研究饰面型防火涂料,给人们介绍饰面型防火涂料组分的选择。
  1.基料的选择
  作为膨胀型防火 涂料的基料,它的性能直接决定着涂料的性能,它必须使涂料成膜后具有良好的耐水性、附着力、化学稳定性,同时还必须具有在涂膜受热时不妨碍整个膨胀阻燃体系膨胀发泡的功能。选用专用于防火涂料的聚醋酸乙烯乳液作基料。初步试验结果表明,用该乳液制作的防火涂料,耐水、附着力、抗冲击强度都令人满意,涂膜遇 火膨胀情况良好。
  2.乳液含量的确定
  防火涂料的理化 性能和防火性能通常是互相制约的,防火涂料研究工作面临的难题并不是单纯如何提高防火性能或提高理化性能,常常是防火性能的提高可能带来理化性能降低(反之亦然),而乳液的含量对协调这两方面的性能起着直接的决定性的作用。试验结果得出,乳液含量应在10%~20%。
  3.膨胀阻燃体系各组分的选择
  作为膨胀型防火涂料,其防火组分主要是由催化剂、碳化剂、膨胀发泡剂组成的膨胀阻燃体系,说任何一种组分是阻燃剂都是不确切的。
  3.1催化剂
  催化剂是能分解一种酯化多元醇的无机酸,必须具有以下性能:(1)涂膜受热时催化剂的分解温度要比碳化剂略低;(2)放出的无机酸有利于多元醇进行酯化反应,使碳化剂脱水碳化形成碳化层;(3)在水中的溶解度很小,以保证涂膜有良好的耐水性。
  目前,能满足以 上条件,也被大家广泛使用和认可的催化剂为聚磷酸盐。它受热分解生成的磷酸是较强的脱水剂,可促进有机物脱水,加速分解反应的进行,形成碳质层,最后转化成聚偏磷酸,在材料表面形成固相层,隔绝空气和热量,阻止燃烧。它不仅是催化剂,也是发泡剂。选用高聚合度的多聚磷酸铵(其聚合度为50以上,水溶性低于 1.6g/100ml水)及密胺磷酸盐(三聚氰胺磷酸盐)。
  3.2碳化剂
  碳化剂的作用是当高温或遇火时再催化剂分解的酸的作用下脱水生成碳和不燃性气体,同时在发泡剂所分解的不燃气体的作用下把碳化剂吹成蜂窝状碳质层。它必须具有以下性能:(1)碳含量高;(2)分解温度与催化剂、发泡剂的分解温度相匹配。
  3.3膨胀发泡剂
  膨胀发泡剂通常 为受热能分解并释放不燃性气体的物料,常为含氮化合物,其作用是受热分解产生的不燃性气体把碳化层吹成海绵状碳质层,同时不燃性气体又可稀释可燃气体。膨胀发泡剂的分解温度要与催化剂、碳化剂相匹配,才能使涂膜在受热时形成最佳的膨胀层。选用三聚氰胺及密胺磷酸盐。
  4.膨胀阻燃体系配比的确定
  以上3种组分组成了膨胀阻燃体系,它们之间协同作用的好坏跟3种组分之间的配比有直接的关系,即3种组分存在着一个最佳配比范围,在这个范围内才能使体系发挥最大的膨胀阻燃作用。
  膨胀阻燃体系最优配比的选取采用正交试验法。
  涂料防火性能的好坏是直接由防火阻燃体系的配比和含量决定的。随着阻燃体系用量增加,防火性能明显增强,但用量要受到整个涂料的粘度、固含量、施工性能等因素的决定,不能无限地增加,应综合各种因素决定。
  5.颜填料的选择
  作为饰面型防火 涂料除在遇火时发生膨胀,具备防火的功能外,在非火灾的情况下,作为一种涂层必须有一定的装饰效果。钛白粉作为一种白色颜料不仅遮盖力强,化学稳定性好,而且可以使形成的碳质层致密,提高碳化层的隔热性能,氧化锌性能也较好。云母粉、硅灰石粉、白炭黑可作为防火涂料的填料。
  6.助剂的选择
  为保证防火涂料的性能,在配方中还必须加入各种助剂,以改善和提高防火涂料的理化性能。
  6.1成膜助剂
  由于乳胶中的高 聚物为热塑性,只有在一定的温度下才能融合成膜,在最低成膜温度下,各种聚合物分子内和分子间的热运动相对减弱,乳液在水分挥发后来不及互相配合且其中的收缩应力无法及时松弛掉,成膜以后会引起聚合物膜的粉化、龟裂和基层脱离等现象。这样就需要加入适当的成膜助剂,来降低乳液的成膜温度,改善乳胶涂料的低 温施工性能。成膜助剂通常是沸点较高的良溶剂,当把它加入到水性涂料中,在水分挥发后,成膜助剂可以继续停留在漆膜中一段时间,它溶解粘结材料使其颗粒之间易于融合并降低收缩应力,从而改善成膜性能。
  6.2消泡剂
  作为水性涂料, 由于成膜基料为水性乳液,乳液制备过程中乳化剂的使用致使乳液体系的表面张力下降,这是涂料产生气泡的主要原因。另外在涂料过程中,高速分散及搅拌,施工过程中的喷、刷、辊等操作都不同程度地改变体系的自由能,促使泡沫产生。因此必须选择适当的消泡剂,来消除涂料中的气泡,从而改善涂膜的装饰效果。选用磷 酸三丁酯。
  6.3防霉剂
  为使涂料在贮存期内不长霉变质,须加入防霉剂,应选用低毒、广谱、高效的环保型防霉剂。选用苯甲酸钠及无毒的羟基甲酸乙酯。
  7.防火涂料的配方的确定
  通过对基料、催化剂、发泡剂、成碳剂、颜填料及助剂等的选择和配方调整试验,最后确定的生产配方如下表。
项目
基料
成碳剂
发泡剂
催化剂
填料
助剂
用量/%
20
21
18
20
11
适量
10
 
 

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