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膨胀型防火涂料成膜剂的选择与分析
发布者:广州防火涂料厂 发布时间:2014/2/23 9:00:02 阅读:331

    防火涂料在我国目前按照其应用场合和目前国家标准的分类可分为:饰面型防火涂料、钢结构防火涂料、电缆防火涂料、混凝土结构及隧道防火涂料。
    防火涂料按照其防火原理,可分为非膨胀型和膨胀型两大类。非膨胀型防火涂料在火灾中利用涂层中材料的不燃性、低导热性或涂层中材料的吸热性,延缓基材的温升,保护基材。这类涂料一般比膨胀型防火涂料达到同样的耐火时间所需的涂层厚,因此其单位面积的耗用量较高,施工难度和费用加大,并且装饰效果较差,使用成本高。膨胀型防火涂料成膜后,在常温下是普通的漆膜。在火焰或高温作用下。涂层发生膨胀炭化。形成一个比原来厚度大几十倍甚至上百倍的非易燃的海绵状的碳质层。它可以隔断外界火源对基材的加热,从而起到阻燃作用。该类防火涂料有单位面积用量少、涂层薄、施工难度和施工费用较低、装饰效果好等特点,所以目前市场上使用的防火涂料绝大多是膨胀型的。
1.膨胀型防火涂料成膜剂的选择
    成膜剂对膨胀型防火涂料的性能有重大影响,有时对于涂料体系膨胀与否起决定性作用。它与其他组分相配合,既保证了涂层在正常工作条件下具有优异附着性和正常的理化性能,又能在火焰或高温下使涂层具有难燃性和优异的膨胀效果。膨胀型防火涂料可以采用的成膜剂主要有:氨基树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、醇酸树脂、聚氨酯、氯化聚乙烯、高氯化聚乙烯、过氯乙烯、氯化橡胶、酚醛树脂、氯化橡胶改性环氧树脂、苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液、弹性乳液等。但是这些树脂各有其不同的特点,为了选择更合适的防火涂料成膜剂,选择相同的阻燃体系,组分配比、工艺流程、测试方法,对燃烧前后的涂料进行综合评定。防火阻燃体系中各组分:成膜剂约占总体系的20-30%,催化剂聚磷酸铵(聚合度100的)占总重量的25-30%,成炭剂季戊四醇(单季醇含量≥92%)约占10-15%,发泡剂三聚氰胺(含量≥99.8)约占10-15%,另外,钛白粉(BA01-01)占2-7%,溶剂(或水)占10-25%,有机膨润土,消泡剂和流平剂等少量。
    第一,氨基树脂,氯化聚乙烯、过氯乙烯、高氯化聚乙烯、氯化橡胶等树脂形成的涂膜对基材的附着力较好。在火或是高温(大于200℃)作用下发泡速度很快,发泡倍数也很高,但是发泡不均匀,发泡持续时间较短,泡层松软较致密,炭化物质较多,炭化较彻底,厚度最高,炭化层强度差,在强烈火焰和气流的冲击下容易被烧穿或吹落,这会造成基材暴露在火焰下,从而失去了其原有的防火保护能力。这几种成膜剂制成的膨胀型防火涂料多为溶剂型涂料,主要适宜应用于对炭化层强度要求不是很高但膨胀倍数要求高的饰面型防火涂料和电缆防火涂料,不适用在耐火极限大于30分钟的场合的钢结构防火涂料中。
    第二,醇酸树脂、聚氨酯、酚醛树脂等树脂形成的涂膜对基材附着力较好,发泡比较缓慢,发泡不均匀,发泡持续时间短,泡层不致密,炭化物较少,炭化不彻底,厚度最低,炭化层硬度好,这几种成膜剂制成的防火涂料由于发泡倍数不够,防火隔热效果较差,所以不太适合单独做膨胀型防火涂料的成膜剂。
    第三,苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液等树脂形成的涂膜对基材附着力较差,发泡速度较慢,发泡不均匀,发泡持续时间短,泡层不致密,炭化物较少,炭化也不彻底,厚度较低,炭化层硬度好,这几种成膜剂制成的防火涂料由于发泡倍数不够,防火隔热效果也不够理性,只适合做薄型钢结构防火涂料的成膜剂。
    第四,丙烯酸树脂、有机硅树脂、氯化橡胶改性环氧树脂,且与钢结构表面的防锈漆附着很好。在火作用下,发泡速度较慢,但是发泡均匀,发泡持续时间长且能够持续发泡,泡层较致密,炭化物较多,厚度较高,炭化层鳞片石墨状且硬度好,炭化不够彻底,底层残留物较多,这几种成膜剂制成的防火涂料由于发泡倍数好,其泡层密度在0.03g/cm3-0.05g/cm3之间,防火隔热效果理想,适合做超薄型钢结构防火涂料的成膜剂。三种成膜剂还各有各自的特点,丙烯酸树脂比较适合做耐候要求高的场合,有机硅树脂较适合做耐高温的场合,而氯化橡胶改性环氧树脂适合做耐腐蚀的场合,但不适合做室外或紫外线比较强的场合。
    第五,弹性乳液对基材附着力较好,发泡较慢,发泡均匀,发泡持续时间长且能够持续发泡,泡层较致密,炭化物较多,厚度较高,炭化层硬度好,炭化不彻底,有较多底层残留物。另外弹性乳液有较低的玻璃化转变温度,因而漆膜具有良好的延伸性和回弹性;具有较好的耐沾污性,较大的干膜厚度,弹性乳液是目前水性电缆防火涂料的理想的成膜剂。
2.结语
    防火涂料的发展是随着整个化工行业的进步而前进的,随着涂料树脂新产品的不断出现,为选择合适的膨胀型防火涂料成膜剂提供了更为广阔的空间,同时防火涂料所用基础原料合成工艺的改进,产品质量的提高,为提高防火涂料的理化性能、防火性能、装饰性能,降低成本等方面起到积极的推动作用。

 
 
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