跟著科技發展以及人類對自身安全要求的連續不斷提高,阻燃材料已經廣泛地應用于人民生產、生活之中。防火涂料作為阻燃材料中的一種,不僅具有平凡的裝飾、防腐作用,而且能夠隔離基材與火源,減低所保衛基材的內部溫度,使其難以燃燒從而阻止火勢加劇、伸張,起到優良的阻燃防火作用。全世界現行的建筑結構中,鋼通常作為承重的支撐材料,對于建筑物起到至關主要的作用。然而工業及民用建筑材料中鋼的耐火性差,530℃溫度即能使其軟化。因此,采用防火涂料對建筑物的鋼結構進行防火保衛,是一條切實可行且經濟的道路。
防火涂料種類紛繁,根據防火機理的差異可以分為非膨脹型和膨脹型;根據圖層厚度可分為厚型、薄型及超薄型三類。在建筑物鋼結構防火保衛中,應用前景最好確當屬膨脹型防火涂料,膨脹型防火涂料通常在火警前提下,厚度能趕快膨脹到本來厚度很多倍,進一步產生炭化隔熱層,從而減低所需要保衛的材料外觀的溫度升高速率,延長建筑物受毀壞的時間。
1集合物基膨脹型鋼結構防火涂料
最早開闢的防火涂料的重要成分為無機材料,如1924年世界上第一種防火涂料重要由石棉、立德粉、高嶺土以及氟化鈉等組成。膨脹型防火涂料的概念最早由Tramm于1937年提出,他采用二氰二銨為膨脹發泡劑、磷酸二銨為催化劑制備了可膨脹型防火涂料,集合物基膨脹型防火涂料除了少量催化劑及添加型發泡劑為無機材料,其重要成分為有機物。如1948年Jones等人采用多聚甲醛、磷酸銨、淀粉、尿素等合成了集合物基膨脹型防火涂料;美國Monsanto公司和Vandersall實驗室在1965年聯盟開闢了磷酸銨、二銨,磷酸蜜胺和聚磷酸銨三大集合物基膨脹型防火涂料,從此集合物基膨脹型防火涂料走上了集商務開闢和新產品研究試探為一體的熱點研究領域。
比年來,集合物基膨脹百家樂最佳策略型鋼結構防火涂料的開闢得到了一定的發展。而研究得最多的體系則為P-C-N阻燃體系。這類體系的集合物基料普遍為改性后的丙烯酸樹脂、改性高氯化聚乙烯樹脂以及改性氨基樹脂等。采用這類集合物作為膨脹型鋼結構防火涂料的基料,可以賦予涂料以優良的裝飾性、耐候性以及耐化學侵蝕性。季寶華人選取有機硅改性丙烯酸乳液為基料,聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇等為發泡劑制備了集合物基膨脹型鋼結構防火涂料。由于單純集合物基膨脹型鋼結構防火涂料存在著膨脹倍率過小、隔絕功能低、耐火性差等缺點,因此對單純集合物基膨脹型鋼結構防火涂料的研究贏得的進展并不明顯。當前大部門研究重要會合在功能更突出的性能性膨脹型鋼結構防火涂料上。
2無機填料改性膨脹型鋼結構防火涂料
此處獨自將無機填料改性膨脹型鋼結構防火涂料獨自列為一類進行陳述,旨在突出性能性無機填料對膨脹型鋼結構防火涂料防火功能的陰礙,重點突出無機填料的性能性。因此這里所指的無機填料已經不是純粹減低生產成本,或者提高其他物理功能而添加的類型。關于無機填料對膨脹型鋼結構防火涂料防火功能的陰礙,彭華僑等人在2024年發布的綜述文章已有了較詳細的論說。該文著重綜述了各類無機納米、非納米填料對膨脹型鋼結構防火涂料防火功能的變更。
最近幾年關于無機填料對膨脹型鋼結構防火涂料防火功能提高的研究重要會合在可膨脹石墨以及納米無機填料兩個領域。
內地對這方面的報道也較多,如劉學軍將可膨脹石墨添加到膨脹型鋼結構防火涂料中,研究了膨脹石墨對涂料燃燒后炭質層外貌、厚度以及對鋼結構耐火功能的陰礙。研究表明,膨脹石墨在膨脹炭質層中的分布為蠕蟲外貌,使得膨脹炭質層具有加倍致密的結構,增加了膨脹層的強度,從而更好地實現了對鋼結構的保衛。參加膨脹石墨的防火涂料在600℃環境下的失重減少了7%,并且使得鋼結構的耐火極限時間延長了10分鐘。王開國等則以硅丙乳液為基底,研究了膨脹石墨的參加對鋼結構膨脹型防火涂料膨脹發泡層強度、黏著力等方面的陰礙。結局表明,膨脹型石墨的參加可以很好地降服發泡層蓬松易脫落、開裂的缺點。該膨脹型防火涂料的初始膨脹溫度為150℃,石墨添加量為3%時防火功能最好。李小朋等則采用聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺為阻燃發泡劑改性氯醚樹脂和氯丙樹脂基底,進一步向該體系參加膨脹石墨,使得該系列膨脹型鋼結構防火涂料在燃燒后炭質層的質量和熱不亂性均有明顯提高。研究還發明該防火涂料在鋼外觀具有優良的附著力,并且具有優勝的耐候性,燃燒后發泡層為密實的微孔狀泡沫結構。
另一類對膨脹型鋼結構阻燃涂料阻燃功能陰礙較大的無機填料為納米無機填料。咸才軍等系統研究了多種納米添加劑對膨脹型鋼結構防火涂料各方面功能的陰礙,結局表明納米SiO2以及TiO2可以明顯提高鋼結構防火涂料膨脹后炭質層的強度,并使得鋼結構的耐火時間得以延長。例如,當納米SiO2添加量為15%時,膨脹型鋼結構防火涂料的耐火時間可延長至110分鐘。覃文清等人則將納米氫氧化鋁引入膨脹型鋼結構防火涂料中,試圖提高涂料的防火功能,測試了該防火涂料的防火功能、耐侵蝕功能。研究以為,當納米氫氧化鋁阻燃材料的參加量為6%時,該膨脹型鋼結構防火涂料既具有優良的防火功能也具有其他良好的物理化學功能,并且有著良好的防侵蝕功能。
3水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料
水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料是比年來發展起來的一種新材料。其重要成分為親水性乳液基料、膨百家樂規則詳細解說脹體系和無機填料。既然是超薄涂料,其涂層厚度一般不過份3mm,受火后,其厚度可膨脹至本來厚度的幾十倍,并且形成致密蜂窩狀或者海綿狀的炭質層,從而有效隔斷火源、減低鋼結構外觀溫度,延長鋼結構的耐火時間。途經這幾年的試探,已經贏得了一定的研究成績。
關于水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料的綜述,覃文清進行了較詳細的論說,介紹了水性鋼結構防火涂料的內地外研究近況,并且解析了水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料的配方設計以及實施和生產工藝。近兩年內地對水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料的研究較為會合。如王國建等人配制了有機硅氧烷乳液與自交聯純丙乳百家樂長龍液的融合乳液,以其為基料、聚磷酸銨、三聚氰胺為發泡劑、二氧化鈦為填料等制備了水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料。試探了集合物基料對其物化功能的陰礙。結局表明,添加適量的聚有機硅氧烷乳液后,涂料受火后炭化層形態、結構、厚度、防火功能、膨脹倍率等均具有明顯改良。劉芳等人則著重研究了發泡劑如多聚磷酸銨、三聚氰胺以及季戊四醇等的添加比例、添加量、涂層厚度等對以丙烯酸乳液為基料的水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料防火功能的陰礙。研究結局表明,當多聚磷酸銨、三聚氰胺以及季戊四醇等的添加比例為532,添加量為357%,涂層厚度為10mm時,耐火時間可高達953分鐘,明顯高于國家制定的大于60分鐘的尺度。
劉成樓則采用一種無溶劑的想法合成了水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料。采用丙烯酸改性環氧樹脂為甲組分,以自然腰果殼油合成的固化劑為乙組分,聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇、可膨脹石墨為阻燃體系。所制備的膨脹型超薄鋼結構防火涂料的防火功能、防腐功能以及耐候耐久性均優良。劉斌等則采用硼酸改性水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料。選用的體系為丙烯酸酯乳液為基料,多聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺為膨脹阻燃材料。研究結局表明,參加一定比例的硼酸作為改性劑,涂層耐火極限時間可達93分鐘,在700℃時終極成炭量為44%,受火后膨脹涂層為致密蜂窩狀結構。
4膨脹型防鋼結構防火涂料的阻燃機理
膨脹型防鋼結構防火涂料的阻燃作用是通過各成分發作的化學反映有機調和的共同結局。其阻燃隔熱原理重要通過以下方式實現:1脫水成炭催化劑如聚磷酸銨等受熱分離生成酸;2多羥基炭化劑如季戊四醇在高溫及酸催化下脫水百家樂預測程式準嗎分離成炭;3集合物基料受熱熔融且在發泡劑如三聚氰胺作用下的作用下膨脹發泡,進一步形成膨脹炭化層。膨脹型鋼結構防火涂料在受火場合下,其厚度趕快膨脹至本來的幾十倍,最高可達兩百倍,形成的蜂窩或者海綿狀炭質層對鋼的防火作用重要可以歸納為三個方面:1阻隔作用,高度膨脹的炭化層可以對所保衛的鋼結構起到優良的空氣、熱源隔絕作用,從而有效減低鋼結構外觀溫度,延長火警中鋼結構的支撐時間;2吸熱作用,集合物涂層的軟化、熔融、膨脹后炭化層的物理變化以及涂料各組分的熱分離、蒸發和炭化均會吸收大批的熱量,從而有效減低鋼結構外觀溫度;3終止燃燒,涂料各組分受熱分離出來的各類不燃性氣體可以起到稀釋氧氣濃度的作用,并且可逮捕燃燒所產生的自由基,從而有效阻止燃燒的進行。這三個過程的調和作用,終極使得膨脹型鋼結構防火涂料發揮有效的防火作用。
5展望
膨脹型鋼結構防火涂料途經這些年的發展,已經贏得了一定的成績,部門產品已經開始了商務化生產。然而,疑問和不足依然存在,還有許多未知領域亟待試探。今后膨脹型鋼結構防火涂料將朝著以下幾個方面發展:1提高環境不亂性,具體說,膨脹型鋼結構防火涂料不僅要具有優良的防火功能,更應該具有良好的環境不亂性,其防化學侵蝕、防紫外光照等功能直接陰礙採用壽命。因此環境不亂性是當前膨脹型鋼結構防火涂料不可忽視的研究重點;2環境友好型膨脹型鋼結構防火涂料,也將是一個新賣點。跟著人民對生活質量要求的提高,防火涂料本身的化學毒性、燃燒時所生成的產物的毒性均是今后研究所應該考慮的主要方面;3提高耐火性,這是所有防火涂料所一直追求的主要功能,膨脹型鋼結構防火涂料的耐火性多提高一分鐘,對人們生命財產的保衛就多一分,因此耐火功能的提高將始終是研究的重點;4納米改性膨脹型鋼結構防火涂料的開闢,這是最近興起的一個涂料百家樂註冊流程改性方位,將無機性能性納米粒子散開于涂料中,對涂料防火功能的提高將遠遠好于用平凡無機納米粒子,從而獲得高功能膨脹型鋼結構防火涂料。