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无机材料在钢结构防火涂料中的应用

2013-06-19 09:00:43

 

无机材料在钢结构防火涂料中的应用

    无机材料应用于防火涂料中的历史比较久,近年来对于新型无机材料在超薄型钢结构防火涂料中的应用尝试也比较多。五氧化二磷、季戊四醇、三聚氰胺以2:1:2.5比例制得的膨胀型阻燃剂有很好的阻燃隔热性。可膨胀石墨添加到超薄型钢结构防火涂料中可改善涂料膨胀炭质层蓬松易脱落和易开裂的缺点。可膨胀石墨和M003共同使用能产生协同增效效果使涂料耐火极限延长。王正洲等探讨了微胶囊化红磷对氢氧化镁的阻燃增效作用。Homsby等研究发现,Zn[Sn(OH)]对AI(OH)、Mg(OH)有协同增效作用。Chigwada等通过在聚合物一粘土纳米复合材料中加入磷系阻燃剂,发现黏土对传统的阻燃剂有很好的协同增效作用。

    可膨胀石墨(EG)是钢结构防火涂料一种无机材料,具有很多独特的优点1)资源丰富,制造简单,价格低廉;2)在高温下体积可膨胀数百倍,且膨胀产物主要成分是炭,有极佳的抗氧化性和耐高温性,膨胀后的石墨由鳞片状变成密度很低的蠕虫状,能够形成非常良好的绝热层,有效隔热,因而可作为膨胀阻燃剂使用。可膨胀石墨的受热膨胀属于物理膨胀,本身不发生化学反应,此物理过程属于吸热过程,若化学膨胀体系与可膨胀石墨的物理膨胀体系配合使用,涂层的膨胀碳层里面有可膨胀石墨物理膨胀生成的大量“蠕虫”状碳体,和化学膨胀产生的膨胀层交联,可膨胀石墨黏附在基材表面和碳层内部,起到一种交联纤维的作用,从而形成致密的碳层,大大提高了碳层的强度;3)可膨胀石墨本身无毒,受热时不生成有毒和腐蚀性气体,同时形成的多孔结构具有很强的吸附性,可以吸收涂料产生的大量刺激性气体,达到抑烟环保的作用。所以可膨胀石墨在阻燃材料和环保材料中具有广阔应用前景,已成为当前膨胀型阻燃剂研究的热点。

    钼酸铵(AM)在加热时会分解释放出NH3和H20,最终产物为M003。在90---.110℃下,会脱去四个水分子;在生成M003之前的产品是四钼酸铵,其热解反应如下:

钼酸铵在凝聚相中以Lewis酸机理促进非芳香族环状结构的生成,增加成炭量,提高氧指数,减少可燃性组分,降低生烟速度和密度,达到阻燃抑烟目的。其终产物M003能降低涂料的分解温度,与防火涂料的防火体系(IFR)有很好的协同成炭作用,能显著提高体系的残炭量,并且可以对气源和酸源的酯化反应起到催化作用,还可与酸源聚磷酸铵反应生成无机炭质层的主要成份MoOP0

本篇:无机材料在钢结构防火涂料中的应用

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