阻燃丙烯酸树脂涂料的制备及其性能

为解决丙烯酸树脂在使用过程中存在阻燃性能低的问题,通过超声和机械搅拌相结合的方法在丙烯酸树脂乳液中加入由聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)以不同配比复合而成的膨胀型阻燃剂(IFR),制得阻燃丙烯酸树脂涂料(PA-IFR)。利用红外光谱仪、X射线衍射仪、铅笔硬度计和极限氧指数仪对PA-IFR的化学结构、透光率、硬度以及阻燃性能进行测试。结果表明:当膨胀型阻燃剂的质量分数为30%,APP/PER/MEL的配方比为2∶1∶1时,PA-IFR的硬度达到5H,极限氧指数LOI值达32.6%,属于难燃材料。

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。

硼酸锌对腐植酸基膨胀型防火涂层阻燃性能的影响

用生物质腐植酸(HA)、聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)及硼酸锌(ZB),通过复配混合的方法制备了一系列膨胀涂层,并将其应用于钢结构防火处理。经热重分析(TGA)确定了各防火涂层的热稳定性,经锥形量热测试对其阻燃防火性能进行了分析表征。结果表明,将2%的ZB替代APP-MEL-HA膨胀组分的涂层(C4)表现出最佳的防火性能,其峰值热释放速率(PHRR)和总热释放(THR)分别为53.2 kW/m^(2)和22.7 MJ/m^(2),与对照环氧涂层(C1)相比,分别降低了86%和61%,残炭量达到30.3%。通过对锥形量热残炭、SEM图像及拉曼结果分析揭示了其作用机制。APP、MEL、HA和ZB的组合促进了钢板表面形成连续且致密的墨化膨胀炭层,有效阻止了热量的传递,从而提高了膨胀型涂层的阻燃性能。

特种功能电线电缆用防火涂料的制备及性能测试研究

本研究旨在优化聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)的传统膨胀阻燃配方基础上,通过添加二氧化钛和氧化铝硅纤维,制备得到一种新型膨胀阻燃体系的防火涂料。本文充分分析、讨论了该防火涂料的阻燃特性和物理性能。通过实验可知,制备得到的防火涂料具有抵御快速升温和1100℃高温的能力,抵御温度比国家标准要求高出40℃。本研究制备的防火涂料可进一步应用于石油、电信、军事、隧道和电力等用途的电缆和电线产品。

膨胀型防火阻燃涂料的制备及阻燃机理分析

主要采用环氧树脂/聚酯树脂复合树脂作为基体,添加聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)-三聚氰胺(Mel)三组分复合阻燃剂,并在阻燃体系中加入协同剂膨胀石墨和填充剂纳米二氧化钛(nTiO_(2)),再加入一定比例的溶剂和助剂,得到了一种新型膨胀阻燃涂料。结果表明:当涂层厚度达到2.0 mm时,其耐火极限可达210 min。应用先进的热分析手段(TGA和DSC)对此阻燃涂料体系中各成分的热特性、分解过程以及各成分间的相互作用关系进行了系统研究。此外,还利用SEM和XRD检测技术研究了其微观形态结构,利用FTIR探究了含磷阻燃剂对燃烧后形成炭化层的贡献情况,从而确定了该阻燃剂在树脂基体中的膨胀阻燃机理。

膨胀型防火涂料的研究进展

综述了膨胀型防火涂料的发展历程、分类、制备工艺流程及其阻燃机理。对膨胀型防火涂料基体树脂和各种防火助剂(包括成碳剂、脱水成碳催化剂、发泡剂、防火填料和颜料及其它助剂等)的选择方法进行了分析。指出了膨胀型防火涂料的发展动向。

硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂及涂料应用

采用硅烷偶联剂(KH-550)对茶皂素复合型膨胀阻燃剂(CTS-IFR)进行改性处理,并应用于阻燃涂料.考察了硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂(SMTS-IFR)的制备工艺,采用FTIR和SEM对改性阻燃剂进行了结构表征,采用同步热分析仪测试了其热解性能,并对含该改性阻燃剂的阻燃涂料(SMTS-IFRC)进行了阻燃性能及燃烧性能分析.结果表明:硅烷偶联剂改性阻燃剂制备的适宜条件为改性温度80℃,反应时间4h,硅烷偶联剂用量2.5%(质量分数);所制改性阻燃剂中硅烷偶联剂与阻燃剂被证实发生了反应,形成了良好包覆,分散均匀,具有良好的热稳定性,且其高温残炭量明显增加;锥形量热试验结果表明,含该改性阻燃剂的阻燃涂料具有良好的耐火性能,且改性阻燃剂涂料试样燃烧过程中的平均热释放速率为62.29kW/m2,总热释放量为52.66kJ/m2,平均有效燃烧热为11.31kJ/kg,平均质量损失速率为0.046 91g/s,较未改性的阻燃剂涂料,其阻燃性能明显提高.

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。

氧化石墨烯在膨胀型水性防火涂料中阻燃和抑烟作用研究

以水性丙烯酸乳液为成膜物质,钛白粉为颜料,加入不同量氧化石墨烯(GO)纳米粒子作为协效阻燃/抑烟剂配制膨胀型防火涂料,采用大板燃烧法、锥形量热仪和烟密度测试法对其阻燃和抑烟效果进行了研究。结果表明:GO能有效地提高涂料试样的耐燃时间和降低峰值生烟速率(p SPR),当GO添加量为0.025份时(以100份乳液计,下同),试样耐燃时间可以增加59.5%,当添加量为0.125份时试样的p SPR从0.024 m2/s降至0.013 m2/s。结合扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、差热分析(DTA)和红外光谱(FT-IR)等手段对试样炭层的结构形貌进行分析后发现,具有片状结构的氧化石墨烯在涂料受热膨胀过程中会使自身和基体分子链取向,进而在聚合物炭化过程中形成骨架结构增加炭层强度,达到阻燃和抑烟的目的。

茶皂素基膨胀型阻燃剂的制备及其在涂料中的应用

采用多羟基、多羧基的活性天然产物茶皂素为原料,与聚磷酸铵和季戊四醇在一定条件下反应,制备一种聚磷酸酯类茶皂素基三位一体新型环保膨胀型阻燃剂。采用傅里叶红外分析技术对阻燃剂进行了结构表征,采用综合热分析仪对阻燃剂的热降解性能进行了研究。结果表明,茶皂素与聚磷酸铵、季戊四醇发生反应,生成聚磷酸酯类茶皂素基膨胀型阻燃剂,且该阻燃剂具有良好的热稳定性,降解热释放较小,高温残留率高,最终的质量残留率高达30.77%。将制备阻燃剂用于阻燃涂料中,并采用氧指数测试仪和锥形量热仪研究了阻燃涂料的阻燃性能和热解性能。研究表明,茶皂素基三位一体膨胀型阻燃剂能显著提高涂料的阻燃性能,阻燃涂料的氧指数值高达34.2%,耐火时间为11.1 min,且锥形量热实验中,该阻燃涂料试样的平均热释放速率(m-HRR)为36.18 kW/m2,总热释放量(THR)为5.25 kJ/m2,平均有效燃烧热(m-EHC)为5.11 kJ/kg,与含复合型阻燃剂的阻燃涂料试样相比,阻燃性能得到极大提高。该制备阻燃剂不含卤素,集三源一体,具有阻燃性能优越,相容性能良好,高效环保等优点。

膨胀型聚氨酯防火涂料阻燃机理的研究

用自制的新型成炭剂和聚磷酸铵复配作为聚氨酯防火涂料的阻燃体系,采用热失重分析、扫描电镜、红外光谱和元素分析等手段对膨胀型聚氨酯防火涂料的阻燃机理进行了较为深入的研究。

双环笼状磷酸酯在膨胀阻燃涂层中的应用

将双环笼状磷酸酯应用于丙烯酸树脂膨胀阻燃涂层,通过燃烧隔热和烟密度测试及热失重分析研究双环笼状磷酸酯对膨胀阻燃涂层耐火时间、产烟量及热稳定性的影响规律;利用光学显微镜及X-射线光电子能谱对膨胀炭层的微观形貌、元素组成及化学状态进行了研究.结果表明,涂层厚度为0.5 mm、耐火时间为11 min时,与聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺传统膨胀阻燃涂层相比,改性双环笼状磷酸酯与聚磷酸铵、三聚氰胺复配的膨胀阻燃涂层背温下降了60℃,最大烟密度降低了58%,热稳定性提高了65℃.

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%。

硼酸锌协同膨胀阻燃环氧涂层耐火作用及其机理研究

将硼酸锌(ZB)作为促进成炭的协同剂与双环笼状磷酸酯Trimer膨胀阻燃剂(T-IFR)复配,应用于膨胀阻燃环氧涂层,研究了ZB的协同耐火行为及作用机理.燃烧背温测试仪及锥形量热仪燃烧测试表明,适量添加ZB可产生良好的协同耐火作用,涂层的耐火时间由17 min提高到30 min,最大热释放速率由379.8 kW/m2降低到258.5 kW/m2,最大烟释放速率由0.11 m2/s降低到0.05 m2/s.热失重分析、傅里叶红外光谱、X-射线光电子能谱及扫描电镜研究表明,涂层耐火作用的提高与ZB增加了T-IFR热解残炭量,在残炭中形成了BPO4等耐热产物及改善了涂层燃烧产生的膨胀炭层的均匀性和致密性有关.

MoO_3与可膨胀石墨改性聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺防火涂料研究

采用MoO3、可膨胀石墨(EG)和MoO3/EG对APP/PER/MEL膨胀防火涂料进行改性,制备成改性涂料,运用隔热性能分析和热重分析(TGA)测试改性涂料的耐火极限和残碳率。结合扫描电镜分析结果,探讨MoO3、EG和MoO3/EG对涂料耐火性能提高的途径分别为:MoO3通过与APP/PER/MEL涂料体系作用提高了涂料残碳率;EG通过自身膨胀产生“蠕虫”结构显著改善了碳层结构;而MoO3/EG则通过MoO3和EG各自的作用,产生了明显的协同增效效果。

金属氧化物对膨胀阻燃涂层耐火及成炭性能的影响

金属氧化物(MO)可显著影响膨胀阻燃体系的热解成炭过程,进而改善膨胀阻燃涂层的耐火性能。将Fe2O3、ZnO、TiO2分别添加到双环笼状磷酸酯膨胀阻燃环氧涂层中,研究了MO对涂层耐火及成炭性能的影响规律。燃烧背温测试结果表明,MO可产生显著的协效耐火作用,三种MO对耐火性能的增效能力为Fe2O3>ZnO>TiO2。热失重(TGA),激光拉曼光谱(LRS)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明,MO促进了残炭的耐高温氧化性能及类石墨化程度的提高,增加了涂层的高温残炭量,三种MO提升涂层成炭性能的能力为Fe2O3>ZnO>TiO2。

不同抑烟剂对膨胀型防火涂料抑烟性能的影响

该文考察了4种抑烟剂的协同效应,对膨胀型防火涂料的抑烟效果。分别选用主族化合物及过渡金属化合物,包括Mg(OH)2、Sb2O3、二茂铁、Cu2O 4种抑烟剂。根据正交实验设计,选用四因素三水平,制备了9个样品。使用锥形量热仪测定其动态生烟性能。通过比较所得到的生烟速率及总生烟量,发现当Mg(OH)2、Sb2O3、二茂铁、Cu2O的质量分数分别为2%、1%、2%、1.5%时,对于膨胀型防火涂料的生烟量最小,抑烟剂的效果最好。同未添加抑烟剂的样品相比,生烟量下降46%。

膨胀型阻燃剂在涤纶织物涂层中的应用性能

以聚磷酸铵为酸源、季戊四醇为炭源、三聚氰胺为气源,聚丙烯酸酯为粘合剂,将膨胀型阻燃剂应用于织物阻燃中,并加盖水性聚氨酯,研究了不同配比对织物阻燃性能的影响。三组分在合适比例下,形成致密完整、膨胀光滑的发层。对炭层用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)进行分析,结果表明,炭层磷含量远远超过阻燃涂层中原始含量,磷、硅、炭等阻燃成分富集于炭层表面,起到关键的隔热隔氧阻燃作用。膨胀型阻燃涂层应用于织物,可获得良好手感和较小色差,低烟少毒,但水洗后阻燃性能有所下降。

发泡剂对膨胀型聚氨酯防火涂料阻燃性能的影响

本研究采用美国ATLAS公司制造的HRR3热释放率系统,按照美国航空标准(FAA)要求,测定了加入尿素、双氰胺、尿素 双氰胺三种发泡剂的膨胀型聚氨酯防火涂料涂覆的胶合板试件的燃烧热释放率(HRR),并比较了其阻燃性能。结果表明,同时加入尿素和双氰胺的复合膨胀型聚氨酯防火涂料的阻燃效果最好。

单体型膨胀型阻燃剂阻燃丙烯酸树脂及其防火涂料的热性能研究

用DSC和TG方法考察了单体型膨胀型阻燃剂双氯螺磷三聚氰胺盐阻燃丙烯酸树脂及其涂料的热性能。对比发现,双氯螺磷三聚氰胺盐阻燃剂比聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺组成的物理混合型阻燃剂具有更好的阻燃性能。