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防火涂料如何吸热降低基材的温度-欧恩西斯

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浏览:- 发布日期:2018-03-06 16:50:52【
防火涂料在受热时千亿官网首页,由于涂料体系中的阻燃剂发生分解吸热反应千亿官网首页千亿官网首页,使基材温度延缓上升千亿官网首页千亿官网首页,起到延缓和阻止可燃基材燃烧或性能下降的作用。防火涂料的吸热作用主要表现在如下一些方面千亿官网首页千亿官网首页。

一.无机阻燃剂分解吸热

防火涂料组成中为了提高涂料的防火性能,同时又能减少燃烧过程中有毒千亿官网首页、有害气体的产生,常选用添加无机阻燃剂千亿官网首页千亿官网首页。无机阻燃剂主要有氢氧化铝千亿官网首页、氢氧化镁以及高岭土千亿官网首页千亿官网首页、蒙脱土千亿官网首页、黏土等无机填料千亿官网首页千亿官网首页。

1.氢氧化铝氢氧化铝受热分解出A120和水千亿官网首页。

在240~500℃范围内测得的数据表明千亿官网首页,该反应的吸热量为1967.2kJ/kg千亿官网首页,吸热是氢氧化铝阻燃剂的最主要作用千亿官网首页千亿官网首页。氢氧化铝的TG-DTA图谱(见图)明显地显示出其失水吸热的3个阶段千亿官网首页。

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2.氢氧化镁图3-4为氢氧化镁的TG-DTAC图谱。氢氧化镁约在340℃开始逐渐吸热千亿官网首页。

430℃时分解吸热达到顶峰千亿官网首页千亿官网首页,490℃时分解吸热完毕千亿官网首页,留下氧化镁千亿官网首页。在吸热分解反应中,氢氧化镁的吸热量为44.8kJ/mol千亿官网首页,吸热是氢氧化镁抑制燃烧的主要原因千亿官网首页千亿官网首页。

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3.高岭土千亿官网首页、蒙脱土、黏土等无机填料高岭土千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页、蒙脱土千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页、黏土等具有良好的耐热千亿官网首页、耐酸碱性千亿官网首页,且廉价易得千亿官网首页,添加在涂料中,方面能起到阻燃充填剂的作用千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页,另一方面,它能改善涂层的物理、机械性能千亿官网首页千亿官网首页。近年来由于纳米技术和表面处理技术的发展使其在防火涂料配制过程中的分散性得到改善千亿官网首页,在涂料成膜阶段可均匀地分布在基材表面,因而能有效地发挥其防火作用千亿官网首页千亿官网首页。下面以改性高岭土为例分析其冷却阻燃作用千亿官网首页。

高岭土是自然界存在的一种水合硅酸铝矿物,其分子式为Al2O3·2SiO2·2H2O千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页,结构式为A14(Si4O10)(OH)8高岭土在受热温度接近500℃时千亿官网首页千亿官网首页,晶体结构中的水分逸出千亿官网首页,650℃左右完成脱羟基,这时水合铝硅酸盐变成主要由三氧化二铝和二氧化硅形成的偏高岭石千亿官网首页千亿官网首页,温度继续升高千亿官网首页,偏高岭石经过硅铝尖晶岩相千亿官网首页,最终产物是莫来石和无定形二氧化硅千亿官网首页千亿官网首页。

从受热过程中看出千亿官网首页千亿官网首页,涂料中的高岭土受热分解出水蒸气千亿官网首页,并能吸收大量的热千亿官网首页千亿官网首页,而其中的A12O3也是一种吸热的惰性载体千亿官网首页。因此千亿官网首页千亿官网首页,通过降低了热量向基材的传递与水蒸气的冲稀作用以及熔融涂层的隔氧作用一起提高了涂层的防火性能

二.含硼阻燃剂

含硼阻燃剂的阻燃作用一是能形成玻璃态无机膨胀涂层千亿官网首页千亿官网首页,二是生成的硼酸盐能促进成炭千亿官网首页,三是高温下吸热千亿官网首页、发泡及冲稀可燃物的功效千亿官网首页。

作为重要阻燃剂和抑烟剂的硼酸锌水合物千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页,分子式为2ZnO·3B2O3·3.5H2O,在290~450℃之间放出13.5%的水,并吸收503KJ/kg的热量千亿官网首页,在无卤体系中千亿官网首页,含水硼酸盐主要是以脱水机理进行阻燃千亿官网首页。当含硼阻燃剂与卤素阻燃剂合用时千亿官网首页,尽管具有多重阻燃作用,但同样存在脱水吸热作用千亿官网首页,反应方程式显示了含硼阻燃剂的脱水吸热功能千亿官网首页千亿官网首页。

三.含硅化合物

防火涂料的无机成膜物质有水玻璃千亿官网首页、硅酸盐(Li2 Si03千亿官网首页、K2Si03千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页、Na2 Si03)千亿官网首页千亿官网首页、硅溶胶等含硅化合物。当水玻璃和水合硅酸盐迅速加热时千亿官网首页,由于硅氧链上的羟基缩合而迅速脱水千亿官网首页。

四.含磷无机阻燃剂

磷酸二氢铵、磷酸氢二铵等含磷无机阻燃剂受热分解时均具有吸热千亿官网首页、稀释可燃气体的作用千亿官网首页千亿官网首页。但由于小分子铵盐热稳定性差千亿官网首页、易迁移千亿官网首页、吸潮千亿官网首页,因此目前在防火涂料中已被聚磷酸铵所取代千亿官网首页。聚磷酸铵在防火涂料中主要作为膨胀型阻燃成分的脱水剂及发泡剂,它的阻燃作用主要是形成膨胀炭层千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页,但在受热过程中千亿官网首页,由于聚磷酸铵分解千亿官网首页,同样存在有利于阻燃的吸热过程千亿官网首页千亿官网首页。

五.含氮阻燃剂

目前已获得广泛应用的含氮阻燃剂有三聚氰胺及其衍生物(三聚氰胺氰尿酸盐、磷酸盐千亿官网首页、硼酸盐千亿官网首页、胍盐千亿官网首页千亿官网首页、双氰胺盐)千亿官网首页千亿官网首页,它们既可以作为混合膨胀型阻燃剂的组分千亿官网首页千亿官网首页,也可单独使用千亿官网首页。这类阻燃剂主要通过分解吸热及生成不燃性气体发挥作用千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页。如三聚氰胺在250~450℃范围内发生分解千亿官网首页,吸收大量的热;三聚氰胺的氰尿酸盐440~450℃分解吸热千亿官网首页千亿官网首页,而将其加人在醋酸乙烯酯乳液千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页、丙烯酸酯乳液及橡胶乳液中制得的涂料,不但阻燃性能好千亿官网首页,而且其涂膜密着性和平滑性均优千亿官网首页。

此外千亿官网首页千亿官网首页千亿官网首页,卤-锑协同过程中会产生吸热作用千亿官网首页,生成的SbX3在火焰的上空结成液滴或固体微粒,其壁效应散射大量热能千亿官网首页千亿官网首页,有利于促使燃烧速度减缓或停止千亿官网首页。

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