摘 要:以酚醛改性丙烯酸樹脂為成膜物質(zhì), 加入阻燃協(xié)效劑和硅酸鋁, 制備了飾面型防火涂
料。采用正交試驗法, 考察了硅酸鋁、阻燃協(xié)效劑及酚醛樹脂用量等因素對防火涂料耐燃時間的影響 ,依據(jù)GB 12441—2005測試了涂料的理化性能和防火性能。實驗結(jié)果表明 , 各因素對耐燃時間影響程度由大到小依次為 : 填料、阻燃協(xié)效劑、酚醛樹脂 ; 涂料各組分最佳用量為 : 硼酚醛樹脂 34% 、丙烯酸樹脂42% 、阻燃協(xié)效劑10% 、硅酸鋁14% 。涂料的各項理化性能指標(biāo)均已達到或超過國家標(biāo)準(zhǔn)的要求, 附著力達到 1 級 , 耐沖擊性 40 cm , 耐燃時間 43 min 。
關(guān)鍵詞: 酚醛樹脂; 丙烯酸樹脂; 防火涂料; 正交試驗
0 引 言
飾面型防火涂料涂覆于可燃基材表面,平時可起到一定的裝飾作用,一旦火災(zāi)發(fā)生,則能夠阻止火勢蔓延,達到保護基材、使人們有足夠的時間離開火場和組織搶救的目的。自20世紀(jì)60年代以來,飾面型防火涂料在國外已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,我國自 70 年代開始研發(fā), 目前也已得到廣泛應(yīng)用和推廣。目前,飾面型防火涂料大多為膨脹型防火涂料,其研發(fā)基本還是建立在對 P - C -阻燃體系的改性研究上,通過添加不同配比的聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺等來優(yōu)化防火涂料性能。酚醛樹脂具有優(yōu)異的機械性、耐熱性、耐燒蝕性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性、成型加工性以及阻燃性,在飛機和航空領(lǐng)域、軍事裝備領(lǐng)域、汽車及運輸業(yè)、建筑業(yè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。但是酚醛改性丙烯酸樹脂在防火涂料領(lǐng)域的應(yīng)用很少, 相關(guān)研究未見文獻報道。本工作以酚醛樹脂為主要防火改性劑, 制備了改性丙烯酸樹脂防火涂料, 基于正交試驗對涂料配方進行了優(yōu)化,并依據(jù) GB12441—2005對涂料的理化性能和防火性能進行了測試,為酚醛改性丙烯酸樹脂在防火涂料領(lǐng)
域的應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。
1 實驗部分
1 . 1 原料及儀器
丙烯酸樹脂:工業(yè)品,遼寧三環(huán)樹脂有限公司生產(chǎn);氨酚醛樹脂、鋇酚醛樹脂:工業(yè)品,北京玻璃
鋼復(fù)合材料有限公司提供;硼酚醛樹脂:自制,B 含量4%,凝膠速度70～100 s( 200 ℃ );
阻燃協(xié)效劑: 自制;硅酸鋁:市售工業(yè)品,廊坊市長海化工有限公司 ; 乙酸乙酯、乙酸丁
酯、無水乙醇、正丁醇:分析純。 QFZ型漆膜附著力實驗儀、QCJ 型漆膜沖擊實驗儀 : 天津市偉達實驗機廠;模擬大板燃燒法實驗裝置:自制。
1 . 2 試樣的制備
用溶劑將酚醛樹脂、丙烯酸樹脂分別制成 50% 溶液 ; 按比例共混后加入阻燃協(xié)效劑和硅酸鋁等添加劑,研磨制成漿液 ; 將漿料涂于150 mm×150 mm×3 mm 的膠合板上,涂覆量為500 g /m 2, 室
溫干燥固化,得到防火性能待測樣板;將漿料按照國標(biāo)要求分別涂于一定規(guī)格的馬口鐵板上,室溫
干燥固化 , 得到待測樣板。
1 . 3 性能測試
理化性能測試:參照GB12441—2005及其他相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),分別進行了涂料在容器中的狀態(tài)、干
燥時間、附著力、耐沖擊性及耐水性5項實驗。防火性能測試:參照GB12441—2005附錄A,采
用模擬大板燃燒法測試,以耐燃時間評價防火性能。具體操作是將涂有改性樹脂的待測樣板樹脂面向
下水平放置,調(diào)整高度使酒精燈外焰恰好直接接觸涂層,待測試件背火面出現(xiàn)穿火時終止試驗,記
錄火焰接觸涂層到背面穿火的時間即為耐燃時間,同時可以觀察涂料發(fā)煙情況和膨脹炭化層高度。
2 結(jié)果與討論
2 . 1 酚醛樹脂種類對涂料性能的影響
分別考察了氨酚醛、鋇酚醛及硼酚醛樹脂3種常用酚醛樹脂與丙烯酸樹脂共混涂料的防火性能和理化性能。
注: m( 丙烯酸樹脂 )∶m( 酚醛樹脂 )= 50：50 。
從表1看出,3種酚醛樹脂中,以硼酚醛樹脂與丙烯酸樹脂的拼用效果最好,其耐燃時間明顯長于其他2種共混涂料,且成膜性能良好,發(fā)煙量少,炭層膨脹明顯,是防火涂料樹脂基料的理想選
擇。 |
