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超薄型钢结构防火涂料的深入研究
发布者:baishg 发布时间:2013/7/1 17:11:08 阅读:408

      超薄型钢结构防火涂料作为一种新型的材料,成为一种发展趋势,下面介绍一下该防火涂料的详细内容。

1.超薄型钢结构防火涂料概述

超薄型钢结构防火涂料为膨胀型防火涂料,该类钢结构防火涂料涂层超薄(小于3mm)一般为溶剂型体系,具有优越的黏结强度,耐候耐水性好、流平性好、装饰性好等特点;在受火时缓慢膨胀发泡形成致密坚硬的防火隔热层,该防火层具有很强的耐候冲击性,延缓了钢材的温升,有效保护钢构件。超薄膨胀型钢结构防火涂料施工可采用喷涂、刷涂或辊涂,一般使用在耐火极限要求在2小时以内的建筑钢结构上。目前国内外,已出现了耐候性能达到或超过2小时的超薄型钢结构防火涂料新品种。目前各种轻钢结构、网架等多采用该类型防火涂料进行防火保护。由于该类防火涂料涂层超薄,工程中使用量较厚型、薄型钢结构防火涂料大大减少,从而降低了工程总费用,又使钢结构得到了有效的防火保护,是目前市场上大力推广的品种。作为膨胀型防火涂料,通常含有成膜剂、成炭剂、成炭催化剂、发泡剂、无机颜填料等。

2.超薄型钢结构防火涂料的阻燃机理:

从燃烧的条件知道,要使燃烧不能进行,必须将燃烧的三个要素(可燃性、氧气、热源)中的任何一个要素隔绝开来。

因此防火涂料之所以可以防火(阻燃),大致可以归纳为以下几点:

1)防火涂料本身具有难燃或不燃性,使之防火保护体系在火灾条件下不易自身燃烧。

2)防火涂料遇火受热分解出不燃性的惰性气体,冲淡被保护基材周围的易燃气体和空气中的氧气,抑制火焰燃烧。

3)燃烧被认为是游离基引起的连锁反应。而含氮、磷的防火涂料受热分解出一些活性自由基团,与有机自由基结合,中断连锁反应,降低燃烧速度。

4)膨胀防火涂料遇火膨胀发泡,生成一层致密泡沫隔热层,封闭被保护的钢基材,阻止钢基材温度升高。

3.超薄型钢结构防火涂料的基本组成:

1)成膜剂

成膜剂对膨胀型防火涂料的性能有重大的影响。它与其它组分匹配,既保证涂层在正常工作条件下具有各种使用性能,又能在火焰或高温作用下使涂层具有难燃性和优异的膨胀效果。考虑到涂层需要较好的耐候性及防火强度,采用了丙烯酸树脂,约占总体系的20%~30%

2)催化剂

催化剂的主要作用是促进和改变涂层的热分解进程,如促进涂层内含羟基有机物脱水炭化形成不易燃的三维空间结构的炭质层,减少热分解产生的焦油、醛、酮的量,阻止放热量大的炭氧化反应发生等,如:聚磷酸铵、多聚磷酸铵、磷酸氢铵等。考虑涂层的耐水性和后期发泡性,故采用了聚合度达到600的高聚合磷酸铵,约占总体系的25%~30%

3)成炭剂

成炭剂是形成三维空间结构不易燃的泡沫炭化层的物质基础,对泡沫炭化层起着骨架的作用,它们是一些含高碳的多羟基化合物,如淀粉、季戊四醇、双季戊四醇、含羟基的树脂等。这些多羟基的化合物和脱水催化剂反应生成多孔结构的炭化层。采用了质量份10%~15%的双季戊四醇。

4)发泡剂

膨胀型防火涂料的特点是涂层遇热时,能放出不燃性的气体,如氨、二氧化碳、水蒸汽、卤化氢等,使涂层膨胀起来,并在涂层内形成蜂窝状泡沫结构。这些是靠发泡剂来实现的。发泡剂的分解温度是决定它是否适用的关键,分解温度过低,气体在成炭前逸出起不到作用;分解温度过高,产生的气体会把炭层顶起或吹掉,不能形成良好的碳质泡沫层。因此不同的多元醇和脱水成碳催化剂,采用的发泡剂也应该有所区别。常用的发泡剂有三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、氯化石蜡、磷酸铵盐、氨基树脂等。采用了质量份2%~5%的氯化石蜡705%~10%的三聚氰胺。

5)无机颜填料

对膨胀型防火涂料来说,含无机填料的比例较少,因其含量过高,会影响涂层的发泡高度,从而达不到隔热的目的,但少量颜填料确不可少,因其可使泡沫层更致密,强度更好,从而提高其防火性能。防火涂层一般施工厚度大,较低的颜料组分已能满足遮盖力的要求,故不需采用较多的无机颜填料,常用的着色颜料有钛白粉、氧化锌、铁黄、铁红等。采用了质量份2%~7%的钛白粉、3%~8%的高岭土和1%~4%的硼酸锌。

6)其它成分

10%~15%的溶剂、少量的有机膨润土、消泡剂和流平剂等。

4.超薄型钢结构防火涂料的发展方向:

1)开发复合高效低水溶性的催化剂、成炭剂和发泡剂。

2)通过树脂的复配或接支改性来改善防火涂料的防火性能和各种理化性能。

3)将膨胀型和非膨胀型进行有机的结合,使涂层在高温下形成低膨胀率的高强度炭化层。

4)将新技术应用到防火涂料中去,例如,将纳米阻燃材料加入防火涂料体系中将会达到意想不到的效果。

5)将废物利用与防火涂料的开发有机的结合起来。

 
 
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