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。

改性埃洛石纳米管在聚脲基防火涂料中的应用研究

为了提高聚脲基防火涂料的防火性能,探究埃洛石纳米管对聚脲基涂料防火性能的影响,通过表面改性的方法,用甲基三甲氧基硅烷改性埃洛石纳米管,并将改性埃洛石纳米管引入到聚脲膨胀型防火涂料中,采用锥形量热仪、红外光谱分析仪、导热系数仪、场发射扫描电镜、透射扫描电镜、防火性能测试装置等对其进行表征分析。研究发现:添加质量分数为5%的改性埃洛石纳米管的涂料样品的热释放峰值为95.89 kW/m^(2),相较未添加的样品降低了38.48%;总的热释放量为7.20 MJ/m^(2),相较未添加的样品降低了76.50%;总的烟释放值为4.32 m^(2),相较未添加的样品降低了40.98%;常温下导热系数为0.067 W/(m·K),相较未添加的样品降低了17.30%;燃烧后样品残留物表面更加致密,强度更高,对烟热的释放有更好的抑制作用,表现出了优异的防火性能。实验结果表明,改性埃洛石纳米管在降低复合材料导热系数和基体树脂催化成炭方面起到了双重作用,对聚脲基防火涂料防火性能的提高起到了重要作用。

池火灾环境下喷涂涂料液化石油气储罐热响应机理试验研究

以无机水性非膨胀型防火涂料为研究对象、以涂层厚度为主要影响因素,进行了池火灾环境下的液化石油气罐热响应试验,研究了喷涂防火涂料后池火灾环境中储罐的壁温响应、毁坏时间和失效模式。结果表明:无机水性非膨胀型防火涂层对于迟滞储罐在火灾作用下发生爆炸的时间效果显著。对于民用液化石油气储罐,充装水平相同时,涂层厚度2 cm的储罐在池火灾环境下的持续时间是裸罐的6.91倍,涂层厚度3 cm的储罐持续时间是涂层厚度2 cm储罐的1.20倍,涂层厚度4 cm的储罐持续时间是涂层厚度3 cm储罐的1.05倍。增加涂层厚度对迟滞储罐在池火灾环境下毁坏时间的效果逐渐降低,因此,建议储罐涂层厚度以3 cm为宜。研究结果对池火灾环境下储罐的安全防护应用和防火涂料研究具有一定的意义。

空心玻璃微珠在涂料中的应用与研究进展

简述了空心玻璃微珠的表面改性方法以及在涂料中的应用情况,分类总结了其在隔热涂料、防火涂料、吸波涂料和防腐涂料中的最新研究进展,并对未来空心玻璃微珠在涂料中的应用方向拓展进行了展望。

矿物填料对水性超薄型防火涂料性能的影响

【目的】研究不同矿物填料及其复配比例对水性超薄型防火涂料性能的影响。【方法】以水性环氧/纯丙复配乳液作成膜物质;聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺作膨胀体系;钛白粉(TiO_(2))、煤矸石(CG)、膨润土(BT)、水滑石(LDH)作矿物填料进行了XRF、TG、FTIR和SEM分析。【结果】结果显示:单一矿物填料的防火性能由强到弱排序为TiO_(2),CG,BT,LDH.单一TiO_(2)填料防火涂料燃烧80min炭层膨胀倍率达到13.6,钢板背温为274.9℃,其炭层结构存在强度弱的问题。复配矿物填料能够达到高效防火、节能低耗、经济环保的目标,同时为矿物填料的高值化利用提供了一种新途径。当TiO_(2)、BT、LDH复配质量比为6∶2∶2时,燃烧炭层膨胀倍率为14.9,钢板背温仅为268.8℃;TiO_(2)、BT、CG复配质量比为8∶1∶1时,膨胀倍率为14.5,钢板背温仅为261.0℃,防火性能优于单一矿物填料。扫描电镜观测发现,BT、CG和LDH的加入使炭层表面结构更致密,结构更坚固。红外光谱分析可知,炭层的残留物中存在磷化物和金属氧化物,炭层结构强度增强。热重分析两种防火涂料的残炭量依次为36.35%、36.92%,炭层热屏蔽性能提高。

重复受热条件下木材防火涂料有效性研究

针对P-N-C防火阻燃体系的氨基树脂涂料,为探究以表面涂覆法进行阻燃处理后所受热辐射强度对木材防火涂料性能的影响,采用锥形量热仪与同步热分析仪开展试验,提出炭层二次加热法,有效检验了不同火灾情况下防火涂料的阻燃性能,并以热重分析技术检验结论的可靠性。通过涂料的热重分析、涂覆试样的二次辐射加热数据分析得出,涂料在575~750℃温度范围内完全炭化,进入相对稳定阶段。对比分析此温度范围对应的35 kW/m2辐射强度下,涂覆试样二次加热的引燃时间、热释放速率、总产烟量、火灾增长指数等参数,得出此条件下膨胀炭层的阻燃性能最佳。

环保PVF碳氮硫硅钢结构防火涂料的研究

为降低防火涂料的成本,实现绿色环保,本试验制备了一种环保聚乙烯醇缩甲醛(PVF)及其钢结构防火涂料,研究了PVF加入量对防火涂料理化性能和防火性能的影响,并分析了其耐火机理。结果表明,当聚乙烯醇与甲醛质量比为5.7∶3.5时,加入2%左右尿素和0.2%左右过氧化氢制备环保PVF,甲醛含量符合GB 18582—2020的规定;PVF与涂层的黏结强度呈正相关,能增强涂层的黏结强度,对涂层的基本性能无影响,对涂层耐火性能有显著影响。涂层钢板平均温度随PVF加入量的增加呈先降低后增加趋势,加入7%~13%的PVF,涂层发泡厚度大于3.3cm,涂层背面温度小于300℃,PVF加入量为10%时,涂层背面温度温度最低,为220℃。PVF在297.3℃左右发生热解,相变结束时残碳量约为23.8%,两者受热均产生大量阻燃气体,在涂层中主要起气源和少量碳源作用,具有较好的黏结性和成膜性能。

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。

基于文献和专利分析的有机防火涂料矿物阻燃填料发展趋势研究

矿物阻燃填料是传统防火涂料的重要组成部分。基于中国知网数据库、Web of Science数据库和国家知识产权局数据库,检索了1990年至2022年有机防火涂料中矿物阻燃填料研究的文献,介绍了矿物阻燃填料的研究应用情况。文献检索及专利分析表明:进入21世纪以后,国内外对矿物阻燃填料在有机防火涂料中的应用研究关注度呈增长趋势,研究热点主要集中在钢结构防火涂料、阻燃机理、表面改性、热稳定性等方面,矿物阻燃填料研究种类从以氢氧化铝、氢氧化镁为主逐渐转为以氢氧化铝、氢氧化镁、可膨胀石墨和黏土矿物为主,种类多样化、成分多样化和结构复杂化是近年来有机防火涂料中矿物阻燃填料的研究趋势,矿物阻燃填料的纳米化、协同阻燃以及表面改性等技术将不断得到发展。

钢结构超薄型防火涂料涂层厚度检测不确定度评定

阐述超薄型防火涂料涂层厚度检测的基本方法,通过检测工程案例阐述钢结构使用超薄型防火涂料涂层厚度检测值的主要影响因素,基于不确定度的科学方法,建立涂层厚度检测值不确定度评定的数学模型,计算合成不确定度以及扩展不确定度。对超薄型防火涂层厚度检测值的离散性进行讨论,确定不确定度的分量,根据数据结果,为检测人员提供更科学准确的分析判定依据,降低钢结构失稳风险,推动钢结构防火工程的高质量发展。

防火涂料在钢结构中的应用及检测方法探讨

随着技术的不断进步和应用需求的不断提高,防火涂料的研究和应用将不断深化和完善。防火涂料的应用可以有效提高钢结构的耐火极限,为人们的生命财产安全提供保障。同时,对防火涂料的检测也是保证其性能的重要手段。讨论了防火涂料在钢结构中的应用及防火涂料的检测方法,为建筑安全提供更加可靠的保障。

高速救助打捞艇内装材料选型设计

对于高速艇而言空艇重量是一个很重要的参数,选用满足法规和规范要求且轻薄的内装材料,对于高速艇的设计和建造具有重要意义。本型艇为全铝合金艇,对空艇重量控制较严。基于本型艇对内装材料轻质化的需求,本文重点介绍:绝缘隔热材料、内装板材料、铝制防火门。

壳聚糖改性聚磷酸铵复合漂珠基防火涂料的火灾安全性与热解动力学分析

为了探索燃煤电厂产生的工业固体废弃物(漂珠)的资源化利用。以碱活化漂珠为基料,以聚磷酸铵(APP)、双季戊四醇(DPER)为阻燃体系,通过加入壳聚糖改性的聚磷酸铵(CS@APP)制备防火涂料。基于红外光谱仪(FT-IR)、锥形量热仪(CONE)、热重分析(TGA),研究CS@APP的含量对涂料的火灾安全性的影响,使用Coats-Redfern积分法计算涂料的热解动力学。研究结果表明:CS@APP使涂料在燃烧过程中形成不可燃的坚固残留物,用于阻隔热源和火源,使热释放速率峰值显著降低,并且大大降低产烟量,能有效提高涂料的火灾安全性。通过热解动力学拟合曲线得出,0.4 wt%的样品使E_(α)在727~1 000℃从266.03 kJ/mol升高到345.16 kJ/mol,对应热稳定性增强。研究结果可拓展城市建筑火灾应急技术,促进绿色、低成本、多功能性防火涂料的应用。

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。

尿素石膏基钢结构防火涂料的制备

本试验进行了尿素石膏工业化生产试验,并探究了尿素石膏加入量对防火涂料基本性能影响。结果表明,尿素石膏工业化生产试验中,当砂磨次数为五次时,尿素石膏特征峰达到最大值,其转化率最高。尿素石膏能改善涂料的施工性能,一次涂刷厚度可达0.5~1.3 mm,大幅降低施工成本。尿素石膏最佳加入量为3%,此时碳层膨胀倍数11倍,平衡耐火温度275℃,碳层结构最紧密。尿素石膏受热温度在200~450℃范围时,大量分解产生二氧化碳、氨气、氮气、水蒸气等不燃气体,抑制燃烧,有利于涂层缺氧碳化。

有机-无机复合膨胀型防火涂层的制备及作用机理

以P-N-C型膨胀阻燃体系的有机涂层作为内层,液体硅酸钠和Al(OH)_(3)膨胀体系的无机涂层作为外层,制备了一种复合型钢结构防火涂层。通过模拟大板燃烧法及扫描电子显微镜、热重分析、X射线衍射等技术研究了复合涂层的防火性能和防火膨胀机理。结果表明,制得的复合涂层在遇火后会形成外部陶瓷层包裹内部炭层的复合膨胀层,其中外部陶瓷层坚硬致密,内部炭层均匀多孔,能够长时间有效隔绝热量的传递和有害气体的逸出。经过60 min耐火试验后,复合涂层的钢板背温为213℃,膨胀倍率为15.65,表现出良好的防火性能。

钢管混凝土异形柱耐火性能试验及防火保护层厚度计算方法研究

为了研究钢管混凝土异形柱在偏心荷载作用下防火保护层厚度的计算方法,设计加工了6个多腔式钢管混凝土异形柱试件,研究参数包括截面形状和防火保护层厚度,防火保护层采用非膨胀型防火涂料。通过耐火性能试验研究了试件的破坏形态、温度场分布和耐火极限。结果表明:钢管混凝土异形柱各腔室受火面数量越多,混凝土中心温度越高;防火涂料厚度相同时,截面形状对试件耐火极限影响较小;当防火涂料厚度大于16 mm时,文中试件可达到一级耐火等级的要求。基于有限元软件ABAQUS分别建立了温度场和热力耦合分析模型,有限元结果和试验结果吻合良好。在不同防火涂料厚度下进行了参数分析,发现荷载比(n)和混凝土强度(f_(ck))对有无防火涂料试件耐火极限的比值(t_(e)/t_(0))影响较大,基于参数分析结果提出了钢管混凝土异形柱在偏心荷载作用下防火涂料厚度的设计方法。

成膜物质对水性超薄型防火涂料性能的影响

以膨胀倍率和钢板背温为考察指标,探究成膜物质环氧乳液、纯丙乳液、苯丙乳液等对水性超薄型防火涂料耐火性能的影响。结果发现复合环氧乳液∶纯丙乳液质量比1∶1成膜物质的防火涂料膨胀倍率最高,为14.4,燃烧80 min时钢板背温最低,为284.3℃,防火性能最佳。表征表明该成膜物质软化温度与膨胀(P-C-N)体系分解温度相匹配,可有效包裹P-C-N体系产生的气体,促进炭层形成多孔结构,阻滞热量传递;在燃烧中成膜物质等有机物分解完全,且多孔炭层表面含有TiO2及TiP2O7无机物组分,进一步增强其热屏蔽性和抗氧化性,最终残留重量为28.18%,具有良好的热稳定性。

车用防火复合涂层老化行为及功能损伤研究

为研究军事特种车辆用膨胀型防火复合涂层在沿海环境中的老化行为和性能变化规律,采用耐循环腐蚀环境试验(盐雾、干热、湿热),考察了实验过程中涂层外观、光泽、微观形貌、化学结构、附着力和防火性能,探讨了面漆层的老化机理。结果表明:水和热是涂层聚合物链断裂的主要原因,主要表现为Si—O和Si—C键断裂;腐蚀介质可能扩散到了复合涂层内部;老化降低了涂层的附着力和防火性能,90次循环盐雾老化后,附着力和防火性能分别下降47.5%和14.28%;膨胀型防火复合涂层的老化是腐蚀介质渗透、涂层水解和热氧降解协同作用的结果;复合涂层具有良好的防火性能。

建筑工程领域的防火涂料研究进展

防火涂料在现代建筑中的应用非常普遍,已成为建筑消防安全的重要组成部分。通过使用防火涂料,建筑可以防止和减缓火灾的发生,进而保护人民生命和财产安全。为进一步推动防火涂料在建筑工程领域的研究与发展,在简要介绍防火涂料的应用领域和分类的基础上,重点阐述了用于钢结构建筑、饰面、电缆和预应力混凝土楼板等防火涂料的研究现状。最后,从环保型水性防火涂料、无卤抑烟剂以及涂料作用机理等方面,指出我国建筑用防火涂料的未来发展方向。