超薄膨胀型钢结构防火涂层的耐湿热性能

为考察超薄膨胀型钢结构防火涂层的防火隔热性能在某一特定环境下随使用时间的变化规律,对36个试件进行了人工加速老化试验和隔热性能试验.结果表明:高湿度环境下,涂层阻燃体系中的亲水性物质(如APP)会迁移到涂层表面而被溶解,使阻燃体系的组分和配比发生变化,导致高温下阻燃体系的膨胀受阻,从而影响到膨胀倍率和膨胀层内部结构,最终导致膨胀层等效导热系数变大;1,2 mm涂层试件的等效导热系数随老化时间总体上呈现出相同的变化规律,与0次循环试件相比,2,4次循环试件涂层的λ仅增大了1.0%左右,21次循环试件涂层的λ增大了30.0%,与21次循环试件相比,42次循环试件涂层的λ仅增大了3.0%左右,表明经过21次循环以后,涂层已达到一个稳定状态.

膨胀型钢结构防火涂层隔热性能的研究进展

隔热性能的准确量化是防火涂层厚度设计的关键。膨胀型钢结构防火涂层的隔热性能在高温下受升温速率的影响,投入使用后其隔热性能会发生退化,这些特点给膨胀型钢结构防火涂层的厚度设计提出了挑战。总结了膨胀型钢结构防火涂层隔热性能的定量表征方法,分析了隔热性能的影响因素以及这些因素的作用机理和规律,提出了膨胀型钢结构防火涂层厚度设计涉及的关键科学问题及解决方法。

氯化镍与有机蒙脱土在环氧基膨胀型钢结构防火涂料中的协效作用

以有机蒙脱土(OMMT)和氯化镍(NiCl_(2))作为复配协效剂制备环氧基膨胀型钢结构防火涂料,通过锥形量热仪、热重分析仪(TG)、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)系统研究了复配协效剂在防火涂料中的防火和抑烟作用。结果表明:单独添加OMMT和NiCl_(2)均能有效增强环氧基膨胀型钢结构防火涂料的隔热性能并降低燃烧过程中的生烟量和热释放,将二者复配使用表现出更好的协效作用。当m(OMMT)∶m(NiCl_(2))=1∶1时,膨胀型钢结构防火涂料的峰值热释放速率、峰值生烟速率以及300℃背温时间分别为291.3 kW/m^(2)、0.039 m^(2)/s和1465 s。TG结果表明,OMMT和NiCl_(2)复配使用可以降低涂料的峰值分解温度和质量损失速率,使涂层在700℃时的残炭率高达24.8%。SEM和FT-IR结果表明,OMMT和NiCl_(2)复配使用有利于形成更多含磷交联结构进而提高膨胀炭层的致密性和连续性,达到较好的防火和抑烟作用。

丙烯酸酯类水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制

以改性丙烯酸酯类乳液为成膜物质,聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺为膨胀阻燃体系,并添加可膨胀石墨、硫酸镁晶须进行改性,制备水性超薄膨胀型钢结构防火涂料。采用垂直燃烧法、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了防火涂层的结构与耐火性能,结果表明,以硅丙乳液和环氧改性丙烯酸酯乳液复配为成膜物质,受火膨胀后防火涂层形成了致密的"蜂窝"状结构,获得较好的防火性能。钛白粉在高温中能转变成焦磷酸钛,对提高防火性能起到积极的作用。添加可膨胀石墨和晶须具有明显的协效阻燃效果。3%可膨胀石墨和3%硫酸镁晶须共同改性的防火涂层在800℃的残余质量为36%。

不同火灾下膨胀型钢结构防火涂层的隔热性能

基于36个试件在标准火与大空间火下的隔热性能测试,计算膨胀型钢结构防火涂层的等效导热系数,研究升温条件对防火涂层隔热性能的影响规律及机理.结果表明,防火涂层是否反应完整取决于火场的最高温度,升温速率影响膨胀-固化阶段防火涂层的发泡程度;升温历史不同,防火涂层的膨胀倍率和炭化层泡孔结构不同,最终表现为防火涂层隔热性能的差异.防火涂层在标准火下的隔热性能优于大空间火下的隔热性能,两者的等效导热系数代表值λr最大差异为65%.升温速率越快,火场最高温度越高,防火涂层的等效导热系数值越低,隔热性能越好,因此,用标准火下防火涂层隔热性能的检测结果来指导大空间火下防火涂层的设计是不安全的.大空间火下防火涂层等效导热系数随升温条件变化的程度还要受涂层厚度的影响,随涂层厚度增加,不同工况下的防火涂层等效导热系数差异程度减小.

超薄膨胀型钢结构防火涂料烃类火试验研究

钢结构建筑属于循环结构形式,由于钢材耐火性能差,温度超过600℃,材料强度和刚度都显著降低,因此必须对钢结构建筑进行防火保护。超薄膨胀型钢结构防火涂料逐渐应用到民用建筑钢结构防火保护中,而且GB14907—2002对其耐火性能评价方法有了具体规定,但是对石化烃类火环境下的耐火性能没有提及。本研究依据GB14907—2002的规定,参照UL1709的实验方法,对烃类火下超薄膨胀型钢结构防火涂料的耐火性能进行了测试。根据试验情况主要考察了涂料的发泡倍数,试验结果表明发泡倍数指标可以作为该类涂料的一个参考指标,并且对烃类火下超薄膨胀型防火涂料的施工养护和粘结强度等提出了建议。

超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制

以磷酸二氢铵、季戊四醇、三聚氰胺及丙烯酸树脂为原料研制了一种超薄膨胀型丙烯酸树脂钢结构防火涂料。并依据国家标准测定了不同配方防火涂料的理化性能和防火性能,分析了防火涂料的作用过程,并提供了相应的检测标准和测试结果,给出了性能优异的配方。阻燃体系(磷酸二氢铵、季戊四醇、三聚氰胺)的分解温度对防火涂料的性能有明显的影响;该配方使用原料简单、来源丰富、成本低、防火性能好。

环氧树脂/聚酰胺配比对膨胀型钢结构防火涂料防火和抑烟性能的影响

为了增强钢结构防火涂料的防火和抑烟性能,以环氧树脂(EP)/聚酰胺树脂(PA)体系作为成膜聚合物制备膨胀型钢结构防火涂料,通过锥形量热仪、烟密度仪、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等系统研究了EP/PA配比对膨胀型钢结构防火涂料防火和抑烟性能的影响。结果表明:钢结构防火涂料的防火和抑烟性能与EP/PA成膜聚合物体系的配比密切相关,m(EP)∶m(PA)=3∶2时所制备的涂层在燃烧过程中形成更多的含磷交联结构,表现出最佳的防火、抑烟和成炭效果,在800℃时的残炭率达到27.7%,最大比光密度低至172.4,其保护下钢板背温达到300℃所需时间为1570 s。

膨胀型钢结构防火涂层耐湿热性能的理论分析与机理研究

为考察膨胀型钢结构防火涂层的湿热老化机理及在湿热环境下防火涂层防火隔热性能随使用时间的变化规律,对隔热性能试验的试验结果进行了计算和总结,并通过傅里叶红外光谱检测和炭化层结构的扫描电镜对U型、A型这2种膨胀型钢结构防火涂料进行了湿热老化机理分析.结果表明:涂层发生老化是由于涂层内的亲水性物质向涂层表面迁移和析出;U型、A型这2种涂层的等效导热系数随老化时间延长总体上均呈现出增大的趋势,且增幅与涂料的基体树脂和阻燃体系的组分有关;经过42次湿热老化循环后,U型涂层等效导热系数增加了50%以上,A型涂层等效导热系数的增幅超过了100%,而厚度不同的A型涂层其等效导热系数的变化规律有所区别.

火灾下膨胀型钢结构防火涂层的破损及其对钢构件升温过程的影响

为考察火灾下膨胀型钢结构防火涂层破损模式与程度的影响因素和涂层破损对钢构件温升过程的影响,对钢构件表面涂覆防火涂层组成的试件进行隔热性能试验和标准耐火试验。试验过程中测量并记录钢构件温度,试验结束后统计分析涂层的破损情况。研究结果表明,火灾下膨胀型钢结构防火涂层的破损模式为开裂和界面剥离,涂层脱落发生在降温过程。无荷载板型和短柱试件涂层的破损模式为Ⅰ型细小裂纹和Ⅱ型小裂缝,钢基材截面最大温差与截面平均温度的比值分别小于2.2%和6.3%。轴压长柱试件涂层的破损模式为Ⅲ型与Ⅳ型大裂缝(基材为碳钢)和界面剥离(基材为不锈钢),截面最大温差超过截面平均温度的10%。当采用未加载小尺寸试件涂层隔热性能的检测结果指导足尺加载钢构件的抗火设计时,需对涂层的等效导热系数进行修正以考虑涂层开裂和界面剥离对钢构件温升过程的影响。

超薄膨胀型钢结构防火涂料配方及其对涂料性能的影响

用正交试验设计方法确定了超薄膨胀型钢结构防火涂料的配方。指出聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇在膨胀型防火体系中的作用,并确定了其最佳用量。还研究了各种助剂及颜料对涂料防火性能的影响。

膨胀型钢结构防火涂层湿热老化规律研究

膨胀型钢结构防火涂层隔热性能的退化程度受涂料类型、环境条件、使用时间、涂层厚度等因素的影响.为考察上述因素对膨胀型防火涂层耐老化性能的影响,进行了3种工况(变化参数为老化环境及涂料类型)共计78个试件的湿热老化试验及隔热性能试验.结果表明:单组分溶剂型防火涂料在高温高湿环境下更易发生老化;增加涂层厚度可以延缓老化进程;随使用时间延长,涂层防火隔热性能下降,等效导热系数增大,涂层等效导热系数随使用时间变化的规律与涂料类型和环境条件有关.工况1中涂层在老化后期的等效导热系数变化很小,此时涂层与环境所构成的体系已达到一个稳定的平衡状态;工况2和工况3中涂层等效导热系数随时间呈现出递增趋势.

超薄膨胀型钢结构防火涂料防腐性能的研究

介绍了钢材的腐蚀及防腐机理 ,采用复合改性丙烯酸树脂作为基料 ,研制出一种既具有高效防火隔热性能 ,又具有优异的防腐蚀性能的超薄膨胀型钢结构防火涂料。

超薄型饰面膨胀型钢结构防火涂料的研制(I)

介绍了IFRC－999超薄型（涂层厚度< 3 mm)饰面膨胀型钢结构防火涂料的配方设计、性能检测及施工应用。

一种超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制

以磷酸二氢铵、季戊四醇、三聚氰胺及丙烯酸树脂为原料研制了一种超薄膨胀型丙烯酸树脂钢结构防火涂料。并依据国家标准测定了不同配方防火涂料的理化性能和防火性能,分析了防火涂料的作用过程,给出了性能优异的配方设计。

超薄膨胀型钢结构防火涂料研究进展

分析了超薄膨胀型钢结构防火涂料的发展前景。针对室外用超薄型钢结构防火涂料,从树脂改性、采用复合阻燃体系、阻燃剂微胶囊技术、功能性助剂的使用几方面介绍了如何改善涂层的防火阻燃性、耐腐蚀性和表面装饰性等综合性能。

超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究

介绍了SCB超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究原理、生产工艺、施工方法及性能和应用范围。

多火灾升温条件下超薄型钢结构防火涂料隔热性能研究

为准确评估换流站钢结构的抗火性能,基于换流站中可能出现的标准、电力及碳氢火灾情况,通过耦合微尺度热重-红外光谱(TG-FTIR)联用热解试验与小尺度耐火试验炉隔热试验,同时在标准、电力及碳氢3种火灾升温条件下,研究超薄型钢结构防火涂料的热解机制以及对不同材质、不同截面形状系数钢构件的隔热性能。试验结果表明:火灾升温速率越快,防火涂料热解的质量损失速率峰值越大,且对应的峰值温度也更高;不同火灾升温曲线对防火涂料热解逸出的气体类型并无显著影响,但对逸出气体量和逸出峰值温度有影响;相比于电力和碳氢火灾升温曲线,标准火灾升温曲线下,防火涂料在750℃之前释放出更多热解气体,从而更好地发泡膨胀,更快地起到抗火隔热效果;进一步,超薄型防火涂料在碳钢和不锈钢基体以及多种截面形状系数下,其在电力和碳氢火灾升温下的耐火极限均明显低于标准火灾,隔热性能显著降低。

室内用超薄膨胀型钢结构防火涂料

概述了超薄膨胀型钢结构防火涂料的组成、原理及制备,经试验,研制的防火涂料的相关指标达到了预想的要求。

膨胀型防火涂层“新-老”涂层体系的热阻

在既有老化涂层上涂覆新涂层形成“新-老”复合涂层体系,复合涂层的热阻并非既有涂层热阻与补涂涂层热阻的简单叠加.基于隔热性能试验的温度测量结果,计算复合涂层体系的等效热阻常数,通过对不同试件等效热阻常数的对比分析,考察补涂涂层对既有涂层和复合涂层热阻的影响规律.结果表明:既有涂层热阻随补涂涂层厚度增加而降低,当补涂涂层厚度大于1.0 mm时,既有涂层热阻的贡献率不超过20%,计算复合涂层热阻时可忽略不计;当补涂涂层厚度较薄(0.5 mm)且既有涂层老化时间较短(≤21循环),或既有涂层有面漆时,建议考虑既有涂层热阻的贡献(贡献率>20%).当补涂涂层与既有涂层类型不同时,复合涂层体系的热阻更大,隔热性能更好.