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膨脹型防火塗料作用與發展
- 2020-03-30-

膨脹型防火塗料的阻燃作用是通過各成分發生的化學反應有機協調的共同結果。其阻燃隔熱原理主要通過以下方式實現:

  (1)脫水成炭催化劑如聚磷酸銨等受熱分解生成酸;

  (2)多羥基炭化劑如季戊四醇在高溫及酸催化下脫水分解成炭;

  (3)聚合物基料受熱熔融且在發泡劑如三聚氰胺作用下的作用下膨脹發泡,進一步形成膨脹炭化層。

  膨脹型鋼結構防火塗料在受火情況下,其厚度迅速膨脹至原來的幾十倍,高可達兩百倍,形成的蜂窩或者海綿狀炭質層對鋼的防火作用主要可以歸納為三個方麵:

  (1)阻隔作用,高度膨脹的炭化層可以對所保護的鋼結構起到良好的空氣、熱源隔絕作用,從而有效降低鋼結構表麵溫度,延長火災中鋼結構的支撐時間;

  (2)吸熱作用,聚合物塗層的軟化、熔融、膨脹後炭化層的物理變化以及塗料各組分的熱分解、蒸發和炭化均會吸收大量的熱量,從而有效降低鋼結構表麵溫度;

  (3)終止燃燒,塗料各組分受熱分解出來的各類不燃性氣體可以起到稀釋氧氣濃度的作用,並且可捕捉燃燒所產生的自由基,從而有效阻止燃燒的進行。這三個過程的協調作用,終使得膨脹型鋼結構防火塗料發揮有效的防火作用。

  膨脹型鋼結構防火塗料經過這些年的發展,已經取得了一定的成果,部分產品已經開始了商業化生產。然而,問題和不足依然存在,還有很多未知領域亟待探索。今後膨脹型鋼結構防火塗料將朝著以下幾個方麵發展:

  (1)提高環境穩定性,具體說,膨脹型鋼結構防火塗料不僅要具有良好的防火性能,更應該具有優良的環境穩定性,其防化學腐蝕、防紫外光照等性能直接影響使用壽命。因此環境穩定性是當前膨脹型鋼結構防火塗料不可忽視的研究重點;

  (2)環境友好型膨脹型鋼結構防火塗料,也將是一個新賣點。隨著人民對生活質量要求的提高,防火塗料本身的化學毒性、燃燒時所生成的產物的毒性均是今後研究所應該考慮的重要方麵;

  (3)提高耐火性,這是所有超薄型防火塗料所一直追求的重要性能,膨脹型鋼結構防火塗料的耐火性多提高一分鍾,對人們生命財產的保護就多一分,因此耐火性能的提高將始終是研究的重點;

  (4)納米改性膨脹型鋼結構防火塗料的開發,這是近興起的一個塗料改性方向,將無機功能性納米粒子分散於塗料中,對塗料防火性能的提高將遠遠好於用普通無機納米粒子,從而獲得高性能膨脹型鋼結構防火塗料。