摘要:聚磷酸銨(APP)是防火涂料膨脹發(fā)泡體系的主要組分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析聚磷酸銨對(duì)室外薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料理化性能和耐火性能的影響,結(jié)果表明,高聚合度的APP的熱穩(wěn)定性好于低聚合度的APP;在室外薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的應(yīng)用中,使用高聚合度的APP涂料的理化性能好于添加低聚合度APP的涂料;APP在水中尤其在堿性環(huán)境下的水解性較強(qiáng),并會(huì)對(duì)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的理化性能和耐火性能造成較為明顯的影響。
關(guān)鍵詞:聚磷酸銨;室外薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料;熱穩(wěn)定性;理化性能;水解性
室外薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是一種涂覆于室外鋼結(jié)構(gòu)表面的功能性涂料,具有一定的裝飾性及防水、防腐、耐候性能,遇火時(shí)防火涂層迅速脫水成炭形成具有耐火隔熱性質(zhì)的蜂窩狀致密炭層,從而提高了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限。隨著石化等行業(yè)的迅速發(fā)展,室外薄型、超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的技術(shù)得到迅速發(fā)展。
由于室外薄型、超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用于室外環(huán)境,環(huán)境因素對(duì)涂層理化性能(耐水、耐鹽、耐酸、耐堿、耐紫外線)和耐火性能的影響十分明顯,防火涂料的防火特性要求涂料中的粘結(jié)劑含量低、填料含量高,因而達(dá)到室外應(yīng)用性能更加困難。筆者以薄型涂料為研究重點(diǎn),對(duì)其影響因素進(jìn)行探討。
1試驗(yàn)部分
1.1原材料規(guī)格
聚磷酸銨(APP):工業(yè)級(jí),聚合度≥100及聚合度≥1000;聚磷酸銨(AP422):工業(yè)級(jí),聚合度≥1000;季戊四醇(PE):工業(yè)級(jí),質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%;三聚氰胺(PEL):工業(yè)級(jí),質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%;丙烯酸樹(shù)脂:工業(yè)級(jí);二甲苯:工業(yè)級(jí);S-150:工業(yè)級(jí);抗氧劑:工業(yè)級(jí);氯化石蠟-70:工業(yè)級(jí);分散劑。
1.2試驗(yàn)方法及裝置
(1)涂料配制工藝。把各種原材料在不銹鋼混合罐中混合,攪拌均勻,用OZM型錐形磨研磨2~3遍,涂料細(xì)度達(dá)到30μm,再攪拌混合均勻。
(2)耐火性能試驗(yàn)方法。試驗(yàn)室:耐火性能試驗(yàn)方法及裝置,試驗(yàn)室采用酒精噴燈做為熱源,制作一個(gè)鐵架臺(tái),把涂料樣板放在支架上進(jìn)行耐火試驗(yàn)。構(gòu)件試驗(yàn):國(guó)家固定滅火系統(tǒng)和耐火構(gòu)件質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,采用標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》(GB14907-2002。)
(3)理化性能和耐火性能樣品制作及試驗(yàn)方法按照GB14907-2002進(jìn)行。
1.3涂料基本配方
根據(jù)一般防火涂料的制備方法,筆者總結(jié)了涂料中原材料的基本配比(如表1),進(jìn)行涂料性能的試驗(yàn)。
表1 涂料基本配方
2結(jié)果與討論
2.1聚磷酸銨對(duì)理化性能的影響
理化性能對(duì)任何一種功能性涂料都是十分重要的。涂層首先必須具備良好的粘接性、耐候性等性質(zhì),對(duì)于室外型涂料,理化性能尤為重要。普通油漆中的粘結(jié)劑含量為30%~50%,固含量大多為50%左右;防火涂料中的粘結(jié)劑含量20%~30%,固含量≥60%。顯然,普通油漆的理化性能明顯優(yōu)于防火涂料。因此,防火涂料必須選擇一種添加量少、粘結(jié)性?xún)?yōu)異的高分子粘接劑。丙烯酸樹(shù)脂具有優(yōu)異的的理化性質(zhì),與其他涂料組分的匹配性良好,化學(xué)結(jié)構(gòu)有助于涂料遇熱膨脹發(fā)泡性能的提高,因此應(yīng)用較為廣泛。
經(jīng)筆者考察,配方中主要固體粉末原材料如季戊四醇、三聚氰胺、氯化石蠟-70、鈦白粉等,耐水、耐酸、堿、鹽以及耐紫外線的性質(zhì)比較穩(wěn)定,對(duì)涂料的理化性能和膨脹發(fā)泡性能影響不大。而聚磷酸銨作為添加量最多的固體粉末阻燃劑(25%~30%),其產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)涂料各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響是很大的。
2.1.1不同APP產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)和性能方面的差異
根據(jù)報(bào)道,APP有6種晶型,通常用到的是Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型的化學(xué)結(jié)構(gòu)為:
Ⅰ型的化學(xué)結(jié)構(gòu) |
