聚苯胺-碳化硅复合材料在膨胀型防火涂料中的应用

膨胀型防火涂料在阻隔基材迅速升温方面具有明显效果。试验合成了聚苯胺-碳化硅(PANI-SiC)复合材料,通过SEM、FTIR、XRD等手段分析了复合材料的形貌、组成和结构,考察了单组分膨胀型防火涂料乳液的种类及复合材料含量对涂层防火耐火性能的影响。结果表明:醋酸乙烯-乙烯(VAE)乳液相比于苯丙乳液和丙烯酸乳液可以更好地提升涂层的膨胀倍率和耐火性能。随着PANI-SiC含量的增加,涂层的膨胀倍率增加,背面温度降低,10%含量复合材料的防火涂层表现出优异的耐火性能。

膨胀型透明防火涂料耐老化性模糊综合评价分析

膨胀型透明防火涂料因兼具良好的装饰性和阻燃性已成为文物古建筑防火保护的重要手段,但服役过程中面临的老化失效限制了其工业化的应用。为科学合理的评价透明防火涂料的耐老化性,首先,依据涂层人工加速老化试验结果,建立对象集、因素集和评语集,确定单因素评定矩阵;其次,采用层次分析法得到各指标间的权重关系,构建涂层老化指数公式,计算各对象老化性能的模糊综合评价值和涂层老化指数;最后,利用老化后涂层所表现的宏观性能验证模糊综合评价值和老化指数公式的合理性和有效性。结果表明:所评价的4种透明防火涂料的模糊综合评价值、老化指数与其宏观性能的劣化程度表现一致。

颜填料和膨胀防火助剂对无机膨胀型防火涂料性能的影响

以硅酸钾溶液和苯丙乳液作为成膜剂,通过控制颜填料和膨胀防火助剂的添加量,以提高无机膨胀型防火涂料的理化性能和防火性能,且通过热重(TG-DTG)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)分析涂层的防火机理。结果表明:制备无机膨胀型防火涂料的最佳工艺参数是以5%的滑石粉、4%的钛白粉和6%玻璃粉作为颜填料,膨胀防火助剂白云石、氢氧化铝和可膨胀石墨添加量分别为5%、20%、2%。涂层防火性能测试后质量损失仅36.87%,且形成了新的陶瓷相。涂层在耐火1 h后,其背板最高温度为286℃,灼烧后可膨胀9.2倍左右,极大地提升了硅酸钾无机膨胀型防火涂料的理化性能和防火性能。

EP/IFR环氧膨胀型防火涂层燃烧与传热过程研究

涂覆在钢结构表面的膨胀型防火涂层隔热效果对钢结构建筑免受高温致灾意义重大。通过向环氧树脂(EP)中添加聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、茶皂素(TS)以及氢氧化铝(ATH),制备了EP/IFR环氧膨胀型防火涂层。基于锥形量热仪燃烧实验和热重分析,通过实时测量涂层表面的温度变化,研究了涂层的燃烧与传热过程。结果表明:ATH协效TS能提高涂层的热稳定性;TS添加质量分数1.33%、ATH添加质量分数5.33%时,温升速率最低,阻燃隔热效果最好,峰值热释放速率(pHRR)仅为362.52 kW/m^(2),比纯EP降低了59.32%;热辐射功率对传热过程有显著影响。

不同膨胀型防火涂料烟毒性对比分析研究

为研究膨胀型防火涂料在火灾时的烟毒性特征,采用NBS烟密度实验箱对6种膨胀型防火涂料进行实验室尺度火灾模拟实验,结合傅立叶红外(FTIR)分析系统对烟气中8种气体进行采样分析,采用常规毒性指数(CIT_(G))定量评价烟气毒性。结果表明:膨胀型防火涂料受热后产生的烟气主要组分为CO_(2)、CO、NO_(x)和HCN;环氧树脂基膨胀型防火涂料的毒性较其他树脂基的涂料大很多,4 min和8 min时NO_(x)气体质量浓度分别为108.43 mg·m^(-3)和136.47 mg·m^(-3),均大于基准浓度38 mg·m^(-3),8 min时的CITG值达到0.377。FITR气体分析方法可实现在线、多组分气体快速分析,但气体含量在检出限附近时干扰和误差较大。

中空玻璃微珠填料对膨胀型防火涂料的隔热影响

为增强膨胀型防火涂料的隔热性能,本文以中空玻璃微珠为填料,实验研究了其对防火涂料的隔热影响。结果表明,涂层中均匀分散的中空玻璃微珠,能够阻滞热量的传递,与涂层受热后形成的膨胀层相结合,共同提升涂层的隔热效果。但中空玻璃微珠添加体积、粒径和导热系数的不同,都会对涂层的膨胀产生影响。因此,在实际工程中要优化中空玻璃微珠的选择与添加,以提升防火涂料的保护效果。

基体树脂对水性超薄膨胀型防火涂料的性能影响

以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系,以钛白粉、硼酸锌(ZB)、可膨胀石墨(EG)为功能填料,研究了4种基体树脂对防火涂料耐火性能和机械性能的影响。分析了4种基体树脂的热分解过程,测定了4种涂层的耐火性能、附着力、柔韧性及耐冲击性。耐火测试结果表明,聚氨酯涂层的耐火时间最长;TGA分析表明,聚氨酯的热分解温度与膨胀阻燃体系的炭化、发泡温度相匹配,膨胀炭层的耐火性能较好;机械性能测试表明,聚氨酯涂层样品的附着力、柔韧性、耐冲击性最好。

流变助剂对膨胀型钢结构防火涂料性能的影响

以溶剂型丙烯酸树脂及氯化石蜡为基料,多聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀体系,通过不同温度下炭层质量保持率、炭层强度、膨胀倍数、炭层形貌、耐火时间等考察了不同类型的流变助剂对防火涂料性能的影响。结果表明:流变助剂对膨胀型钢结构防火涂料性能的影响非常大。聚酰胺蜡、水合硅酸镁类流变助剂对体系的炭层强度、膨胀倍数、耐火性能等基本无影响;改性水合硅酸镁可以提高防火涂料的耐火时间和炭层强度;亲水气相二氧化硅会导致炭层膨胀倍数和耐火时间增加,同时会降低炭层强度,导致炭层易脱落;疏水二氧化硅、改性蒙脱石类流变助剂会抑制膨胀发泡、提高炭层强度,同时会大幅度降低耐火时间。分析探讨了不同类型流变助剂对防火涂料的性能影响的机理。不同流变助剂在高温膨胀发泡过程中主要影响体系的熔融黏度和膨胀倍数,从而影响防火涂料的综合性能。

海洋平台膨胀型防火漆施工工艺研究

主要讨论了海洋平台建造过程中膨胀型防火漆的施工工艺,详细介绍了全流程过程中的质量控制点和管理重点,为海洋平台船舶、海洋平台、LNG类项目建造和维保期间防火漆的施工管理和质量控制提供借鉴和参考。

新型膨胀型防火涂层的耐火性能研究

对用于钢结构的膨胀型防火涂料进行了试验研究。该涂料主要由硅灰石和膨润土填料构成,试验样品包括5种配方共计10个试样,每种配方研磨时间分别为1~2min。依据《建筑设计防火规范》进行了耐火试验,记录了基材的温度。采用电子显微镜对残余炭成分及残炭量进行了分析。利用X射线光电子能谱(XPS)分析了炭的结合能和元素组成,X射线衍射(XRD)分析表明残余炭中含有硼酸铝和硼磷酸盐,并通过傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)的官能团分析进行了确认。场发射扫描电镜(FESEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析表明,炭形态与硅灰石颗粒有关。热裂解–气相色谱/质谱(Py–GC/MS)结果显示,涂料燃烧产生的有害气体产物浓度更低,对坏境的破坏更小。

建筑钢结构用膨胀型防火涂料的选择及涂装技术

为探讨建筑钢结构用膨胀型防火涂料的选择及涂装施工技术,文章采用理论结合实践的方法,立足膨胀型防火涂料的主要性能,分析了钢结构用膨胀型防火涂料的应用范围,以及膨胀型防火涂料的选择原则,并提出膨胀型防火涂料涂装施工技术的应用要点。

建筑钢结构膨胀型耐火涂料的性能研究

膨胀型耐火涂料能在高温下膨胀形成多孔结构,隔离热源,延缓火势蔓延,且能有效提高建筑钢结构的耐火性,故其具有优良的性能。基于此,文章先介绍了建筑钢结构膨胀型耐火涂料组成及种类划分,然后详细分析了其各项性能,并采用煤气喷灯试验、火炉试验、热重分析试验及SEM试验等多种方法,对涂料的性能进行了全面的分析。研究结果表明,该涂料具有良好的耐火性、附着力和耐磨性等优点,从而为建筑钢结构膨胀型耐火涂料的应用提供了重要的理论依据。

经伤椎椎弓根植骨结合膨胀型椎弓根钉固定治疗老年性胸腰椎骨折

分析对老年胸腰椎骨折患者行经伤椎椎弓根植骨结合膨胀型椎弓根钉固定治疗的临床价值。方法 对胸腰椎骨折患者进行有效筛选,其中60岁以上老年患者共计50例,分析证实以上病例均达到研究标准。半数患者行单纯固定治疗,为单一组;半数患者行经伤椎椎弓根植骨结合膨胀型椎弓根钉固定治疗,为结合组。为判定治疗价值,将对椎体前缘高度、Cobb角、疼痛评分以及ODI指数等数据做系统分析。结果 手术前,所有患者的椎体前缘高度均保持较低水平,术后提升到90%以上;手术前,所有患者的Cobb角都保持较高水平,超出20度,术后降低到10度以下。两项指标的术前、术后水平经过数据包分析,证实组间差异可忽略不计。两组术前疼痛评分均在8分以上,表示疼痛程度较严重;术后三个月以及六个月此项数值均明显降低,且组间差异拉大,数据包分析P值均低于0.05,证实差异的真实性。两组术前ODI指数均超过60,表示功能障碍严重;术后三个月以及六个月此项数值均明显降低,且组间差异拉大,数据包分析P值均低于0.05,证实差异的真实性。结论 老年性胸腰椎骨折会增加老年患者的行动障碍与生活障碍,导致患者承受极大的痛苦,结合治疗对患者病情的改善效果更好,具有较为突出的效果与安全性,应当推广结合治疗方案。

硅酸铝在膨胀型钢结构防火涂料中的应用研究

研究了硅酸铝作为无机增强材料对膨胀型钢结构防火涂料基本性能和防火性能的影响。根据GB 14907-2018《钢结构防火涂料》的要求测试涂层的基本理化性能,采用模拟大板法测试不同硅酸铝添加量涂层的耐火性能,通过X射线衍射(XRD)仪、同步热分析仪(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)分析硅酸铝对涂层耐火性能的影响。结果表明,加入硅酸铝后的膨胀炭层中生成了具有高熔点和黏结作用的Al(PO_(3))_(3),当硅酸铝加入量为20%时,涂层耐火性能最佳,此时耐火温度仅为284.9℃,膨胀炭层孔隙大小和连续性最好,稳定性最强。

反应型P-N膨胀型阻燃剂的合成及其在棉织物中的应用

以三聚氯氰、亚磷酸三乙酯和丙三醇为原料,合成了一种反应型P-N膨胀型阻燃剂三氧代(3-磷酸二乙酯-5-氯-1-三嗪)丙三醇(TTCTG),采用FTIR、^(1)HNMR、^(31)PNMR、TG对其进行了表征。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧实验、TG、SEM测试了TTCTG对棉纤维(CF)的阻燃改性性能。结果表明,TTCTG的热稳定性良好。当TTCTG质量浓度为200 g/L时,阻燃整理后棉织物(TTCTG200-CF)的LOI为27.3%,阻燃等级可达国家标准B1级,同时仍能保持良好的力学性能。TTCTG在284℃便能促进棉织物快速分解成炭,700℃下的残炭率高达48.6%。TTCTG200-CF燃烧后,其表面形成了致密的膨胀炭层,TTCTG200-CF具有良好的阻燃性能。水洗20次后,TTCTG200-CF的阻燃等级仍可达B1级,LOI可达26.4%,TTCTG与棉纤维通过共价键相连而融为一体,赋予棉纤维优良持久的阻燃性能。

无卤阻燃高残炭环氧树脂对环氧膨胀型防火涂料的性能影响研究

通过在涂层体系中用无卤阻燃高残炭环氧树脂(EP-DOPO)替代普通环氧树脂(EP)的方法,确定了无卤阻燃高残炭环氧树脂在环氧膨胀型防火涂料中的作用,并明确最佳用量。分别添加不同比例的无卤阻燃高残炭环氧树脂,研究这种情况下环氧膨胀型防火涂料各项性能及膨胀炭层的结构。结果表明:无卤阻燃高残炭环氧树脂可明显改善环氧膨胀型防火涂料的烟密度、炭层结构,同时可以明显提高发泡炭层的柔韧性及致密性,EP-DOPO/EP为40/60时涂层综合性能达最优。

膨胀型钢结构防火涂料的制备及性能

为提高涂料的耐火性能以更好地保护钢结构,以水性环氧乳液和固化剂作为基料,聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)-三聚氰胺(MEL)作为阻燃体系,可膨胀石墨(EG)作为阻燃助剂,粉煤灰漂珠与纳米TiO2作为填料,研制了一种膨胀型钢结构防火涂料。考察了各组分用量对涂料性能的影响,采用扫描电镜(SEM)对防火涂层燃烧前后的微观结构进行了表征,并分析了涂层厚度对耐火时间的影响。结果表明:水性环氧乳液、固化剂和EG的最佳用量分别为20.0%、4.0%和4.5%,纳米TiO2与粉煤灰漂珠的最佳质量比为1∶1。当APP、MEL和PER的质量分数分别为28.0%、18.0%和18.0%时,涂料的耐火时间最长。发生燃烧之后的“蠕虫”形EG会与基料树脂发生膨胀并与无机层粘合形成无机保护层,膨胀体系相互发生反应,粉煤灰漂珠均匀完整地附着在基材表面,使之具有良好的隔热性能。所制备的防火涂料的最佳涂覆厚度为1.9 mm,耐火时间为107 min。

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。

木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂对环氧树脂材料阻燃性能的影响

木质素结构中含有丰富的羟基与芳香官能团,具备大分子阻燃成炭剂的结构要求且成本低廉,绿色无污染。焦磷酸哌嗪(PPAP)是一种氮-磷协同的新型环保阻燃剂,具有优异的阻燃性能。将木质素与焦磷酸哌嗪按质量比1∶1复配得到一种木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂,并将其用于阻燃改性环氧树脂(EP)。采用锥形量热分析(CONE)、极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧试验(UL-94)对所制备的“(木质素+焦磷酸哌嗪)复合膨胀型阻燃剂+环氧树脂”阻燃材料的燃烧行为与阻燃性能进行探究。采用热质量分析(TGA)、力学性能测试分析了阻燃材料的热稳定性与力学性能。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM),对环氧树脂复合材料燃烧后所得残炭层的化学结构、表面各元素的原子百分比、微观形貌进行分析表征。结果表明:木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂(L+P)的引入提高了环氧树脂的阻燃性能与热稳定性。与纯环氧树脂相比,“质量分数20%的(木质素+焦磷酸哌嗪)复合膨胀型阻燃剂+环氧树脂”阻燃材料的极限氧指数由22.2%提高至27.5%,最大热释放速率、总烟释放量分别降低了60.11%、22.25%。扫描电子显微镜观测结果显示,复合膨胀型阻燃剂的添加明显促进了体系成炭,使得环氧树脂阻燃材料燃烧后残炭层更加致密。但粉体填料的加入不利于环氧树脂力学性能的提升,环氧树脂阻燃材料的弯曲强度与冲击强度均略有下降。

席夫碱式磷氮膨胀型阻燃剂的制备及应用

采用一步法将对苯二甲醛分别与二乙烯三胺和4,4’-二氨基二苯甲烷反应生成聚席夫碱,再通过加成反应在席夫碱分子链中加入9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物,制备了两种新型的磷氮膨胀型阻燃剂PED和PDD,并对两种阻燃剂进行了表征。通过差示扫描量热仪发现这两种阻燃剂与尼龙6(PA6)有很好的相容性。当这两种阻燃剂与PA6熔融共混时,表现出良好的阻燃性能。当添加量为15%时,PA6复合材料达到UL94 V-0级,极限氧指数分别为27.2%和27.6%,600℃时的残炭量分别为2.3%和5.3%,PDD体系表现出更好的阻燃性能。扫描电子显微镜观察到炭渣表面致密,致密的结构很好地阻止了热量传递,保护了基体内部。动力学分析表明,阻燃剂的加入并没有牺牲PA6的稳定性,而且提高了材料的阻燃性能。同时,PDD阻燃复合体系表现出了更好的稳定性。