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。

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。

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。

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。

水性环氧树脂膨胀型防火涂料的制备及性能研究

研究了水性环氧树脂膨胀型防火涂料配方中各组分及其添加量(质量分数/%)对涂层防火性能的影响;对膨胀型阻燃剂(IFR):聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)进行了正交试验并对膨胀石墨(EG)进行了单因素变量实验。采用TG-DTG、DSC和FT-IR等手段分析研究了防火涂料的热稳定性及燃烧后的炭层组分,得到优化的防火涂料配方。结果表明,选用水性环氧树脂复配(m(E51)∶m(E20)=3∶2)为成膜物质,膨胀型阻燃剂和膨胀石墨的添加量分别为ω(APP)=26%、ω(MEL)=12%、ω(PER)=10%、ω(EG)=4%时涂层的极限耐火时间可达到31.7 min,膨胀倍率11.7倍,膨胀炭层完整、致密;防火涂料最大分解速率对应的温度为331.4℃,膨胀型阻燃剂在200~350℃间完成分解,800℃时残碳量为49.9%,主要由聚芳环、磷酸酯类有机化合物及焦磷酸钛等无机物构成。添加钛白、氢氧化镁及矿物纤维能有效提高涂层的防火性能和膨胀炭层的强度。

氮化硼负载MOF纳米复合物的制备及其对水性膨胀型防火涂料的性能影响

为了提高常规膨胀型防火涂料的综合性能,在球磨剥离的氮化硼纳米片(S-BN)表面通过溶液合成法负载金属有机框架(MOF),制备了氮化硼负载2-甲基咪唑锌MOF(ZIF-8)纳米复合物(S-BN@ZIF-8),并采用红外光谱分析、扫描电子显微镜表征了其结构。同时将S-BN@ZIF-8作为协效阻燃剂应用于钢结构水性膨胀型防火涂料中,通过模拟大板燃烧测试、热失重分析、炭层形貌分析、耐水性测试,研究S-BN@ZIF-8协效阻燃剂对防火涂料性能的影响。与其他样品相比,加入质量分数5%S-BN@ZIF-8的涂料样品在防火测试中表现出了最低的背温,且在防水测试中表现出最低的质量损失率。研究表明S-BN@ZIF-8能在涂料中分散均匀,并且能有效提升涂料的防火和防水性能。ZIF-8的催化成碳作用有利于早期炭层的形成,片层氮化硼能有效阻隔涂料与氧气的接触,从而抑制热量的释放。S-BN@ZIF-8产生的“迷宫效应”延长了水分进入涂料的路径。进而提升了涂料的耐水性能。本研究制备的杂化阻燃剂为纳米材料的改性提供了新策略,扩大了其运用。

非膨胀型防火涂料的力学和耐火性能试验研究

隔热材料的组成对非膨胀型防火涂料的界面粘结性能、耐火性能和强度影响显著。通过正交试验研究了4种隔热材料(膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、海泡石和空心漂珠)的不同掺量组合对水泥基防火涂层的力学性能和耐火性能的影响。综合考虑防火涂料的抗压强度、粘结强度和耐火时间,最佳水平组合为:膨胀蛭石20 g+膨胀珍珠岩15 g+海泡石5 g+空心漂珠15 g。在此基础上研究了聚乙烯醇(PVA)纤维对涂料抗折性能的影响和作用机理。当PVA纤维长度为12 mm,掺量为胶凝材料质量的1.5%时,掺PVA纤维涂层的抗折强度比无PVA纤维涂层提升了36.7%。

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。

钢结构膨胀型防火涂料的现状及发展趋势

介绍了建筑钢结构的耐火特性与测试方法,概述了防火涂料的作用机理及其等效热阻,结合基础理论与工程实践,分析总结了市场上各类膨胀型钢结构防火涂料的优点与局限性,结合涂装施工的便利性、成本与周期等因素,对双组分膨胀型防火涂料在建筑钢结构行业的发展趋势进行探讨。

钢结构用膨胀型防火涂料的选择及涂装施工技术

钢结构建筑已经逐步成为国内建筑类型的主要发展方向,但由于钢结构耐火性能差,合理选择防火涂料并正确涂装至关重要。该文对钢结构用膨胀型防火涂料的类型及选择的注意事项进行了介绍,并重点阐述了不同类型钢结构用防火涂料的涂装技术。

钢结构非膨胀型防火涂料开裂、空鼓机理研究及防治

钢结构非膨胀型防火涂料,由于厚度较厚,在施工中常出现开裂、空鼓等质量问题,论文通过对质量问题发生的机理研究,分析造成质量问题发生的主要原因,有针对性地采取控制措施,总结质量控制要点、应用的实际施工,有效控制开裂、空鼓质量缺陷的发生。

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。

膨胀型防火涂料生烟机理与抑烟技术

探讨膨胀型防火涂料生烟机理和抑烟技术的研究进展,介绍防火涂料生烟性评价方法、生烟机理及相应的抑烟技术和方法。膨胀型防火涂料的抑烟技术主要为两个方面:一是选用自身生烟量较少的成膜聚合物;二是添加抑烟剂。膨胀防火涂料的抑烟剂主要为元素周期表中IVB-VIB族的化合物和VIIB-IIB族的化合物,较为常用的有钼系化合物、锡系抑烟剂、铁系抑烟剂、氢氧化物和硼酸锌。

钢结构超薄膨胀型防火涂料的研究(Ⅰ)——填料对涂料性能的影响

研究了凹凸棒土、金红石型TiO2和高岭土对钢结构超薄膨胀型防火涂料的物理性能、发泡状况以及耐火性能的影响,分析了发泡层表面的元素组成与化学结构.

膨胀型防火涂料炭化层结构评价体系研究

提出了膨胀型防火涂料炭化层结构与其防火性能的四参数评价体系:(1)炭化层厚度;(2)炭化层整体强度;(3)炭化层表面状况等级;(4)炭化层内部泡孔结构定量表征.提出了各参数的测定方法,讨论了这4个参数与涂料防火性能间的关系.