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钢结构防火涂料的阻燃原理

发布时间:2022-01-09 10:05:00

防火涂料一般由碳源材料、酸源材料、发泡剂、阻燃剂等阻燃填料组成。通过阻燃剂的固相阻燃性,它们阻止了材料与自由空间之间的热传递和可燃物的进入。在材料的加热过程中,阻燃涂料中的各种组分通过物理和化学反应形成一层厚厚的蜂窝状碳层。碳层不仅具有一定的隔热效果,还能有效抑制可燃物和氧气的进出,从而有效地发挥材料的阻燃作用。

在热源的热辐射作用下,防火涂料的内部结构会产生一系列的物理化学效应。当材料表面温度逐渐达到150℃左右时,防火涂料表面会融化,材料中的酸源物质开始分解生成酸性物质。当材料温度进一步升高时,阻燃涂料中的气源材料将缓慢发生热解反应,产生一些阻燃气体,稀释燃烧反应中可燃气体的浓度,阻碍火灾的进一步蔓延。在一定条件下,碳源材料和酸源材料的分解产物会发生一定程度的酯化反应,最终形成残炭。在气源分解产生的阻燃气体的作用下,残余碳会发泡,形成具有防护性能的蜂窝碳层。因此,在外部热源和热辐射的作用下,阻燃涂料通过各种化学反应生成残余碳,然后通过阻燃气体的发泡作用生成蜂窝状碳层,能够有效阻燃抑烟。

膨胀碳层的形成对防火涂料的阻燃性有以下影响:首先,膨胀碳层本身是一种阻燃材料,碳层在基材表面形成一层隔热保护层,有效延迟基材的反应;其次,膨胀的碳层起到屏障作用,防止材料热解产生的烟尘逸出,并有效防止外部氧气进入,使碳层内的燃烧被缺氧中断;最后,防火涂料在碳化过程中会产生一定量的水,水在挥发过程中带走热量,从而有效降低系统温度。