MUF-PVAc共混树脂基膨胀型水性木材阻燃涂料的研究

以三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)与聚乙酸乙烯酯树脂(PVAc)共混物作为成膜树脂,以磷酸脒基脲(GUP)、聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)和季戊四醇(PER)的组合物为膨胀阻燃体系,制备适用于木材的膨胀型水性阻燃涂料。以锥形量热仪法、傅里叶变换红外光谱法和热重分析法为评价手段,对膨胀型水性木材阻燃涂料涂覆的胶合板A、仅涂覆成膜树脂的胶合板M和素胶合板S的阻燃性能进行了对比分析。结果表明:胶合板A的热释放速率、总热释放、烟释放速率均比胶合板M、胶合板S的显著降低,但其残余物质量最高,并显著延长了点燃时间。在传统的膨胀型阻燃体系中引入GUP后,与APP在不同温度区间起到催化成炭作用,有利于提高涂料的阻燃性能。胶合板A的涂层受热辐射后炭化彻底,表明GUP-APP-MEL-PER是MUF-PVAc共混树脂的有效膨胀型阻燃体系。

应用混料设计优化水性膨胀型阻燃涂料配方

涂层阻燃简单高效,利用混料设计可高效快速优化阻燃涂料配方。以APP、MEL、PER和PU等为考察的阻燃涂料组分,以响应质量损失表征阻火性能、以背面最高温度表征涂层处理后的隔热性能,应用混料设计建立组分配比与响应的数学模型,以优化水性膨胀型阻燃涂料配方。建立了质量损失和背面最高温度模型,方差分析显示该模型,信噪比高。利用模型得到6种优化配方。优化配方不一定唯一,其中较理想的配方为APP∶MEL∶PER∶PU=0.321∶0.130∶0.149∶0.400(质量百分比),并通过试验验证。该研究表明混料设计优化水性阻燃涂料配方高效、可行。

磷酸氢二铵/聚氨酯阻燃微胶囊界面聚合法合成研究及表征

采用界面聚合法制备磷酸氢二铵/聚氨酯防火阻燃型微胶囊,对合成过程及工艺参数的影响进行了研究,研究发现,以Bayhydrol A-145为亲水单体只能得到凝聚胶状体,而以乙二醇为亲水单体则因其可持续扩散至油水界面进行反应,可以形成微胶囊;以Desmodur N-3390为单一油溶性单体的微胶囊呈单一中空结构,而以Desmodur N-3390/IPDI混合物为油溶性单体的微胶囊呈多腔中空结构;包覆效率随壁心质量比增大而增大,一定程度后包覆效率维持平稳值;控制壁心质量比为1.5:1～2:1得到的微胶囊包覆效率达83%左右;搅拌速率对微胶囊的粒径影响明显,1000r/min制得的微胶囊平均粒径约为40μm。采用红外光谱法和热失重法对微胶囊进行了分析表征,结果表明,微胶囊的结构中包含了磷酸氢二铵和聚氨酯的特征结构,微胶囊在500℃时残余质量约为30%,600℃时残余质量仍约为18%。合成的磷酸氢二铵/聚氨酯微胶囊有助于克服磷酸氢二铵在水中溶解和迁移带来的问题,并且具有优异的热稳定性能,在水性功能涂料应用中均具有极大的潜力。