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河北超薄型钢结构防火涂料分析

发布时间:2022-01-13 10:00:00

超薄型钢结构防火涂料作为一种新型材料,已成为一种发展趋势。下面介绍防火涂料的细节。

超薄型钢结构防火涂料是膨胀型防火涂料。超薄型(小于3mm)钢结构防火涂料一般采用溶剂型体系,具有粘结强度高、耐候耐水、流平性好、装饰性好等特点;着火时,它会膨胀并缓慢起泡,形成致密坚硬的防火隔热层。防火隔热层具有较强的耐候性,延缓钢材的温升,有效保护钢构件。超薄膨胀型钢结构防火涂料可喷涂、刷涂或滚涂,一般用于耐火极限小于2小时的建筑钢结构。目前,国内外已出现耐候2小时以上的超薄型钢结构防火涂料新品种。目前,各种轻钢结构和网架结构大多采用这种防火涂料进行防火保护。由于该类防火涂料采用超薄型涂料,大大减少了工程中使用的厚、薄型防火涂料数量,不仅降低了工程总成本,而且使钢结构得到了有效的防火保护。是目前市场上大力推广的品种。作为一种膨胀型防火涂料,通常含有成膜剂、成碳剂、成碳催化剂、发泡剂、无机颜填料等。

1.河北超薄钢结构防火涂料阻燃机理:

从燃烧条件可知,为了防止燃烧,必须隔离燃烧的三个元素(可燃性、氧气和热源)中的任何一个。

因此,防火涂料可以防火(阻燃)的原因大致可以概括如下:

(1) 防火涂料本身是阻燃或不可燃的,因此防火系统在火灾条件下不易自燃。

(2) 防火涂料在发生火灾时加热时分解为不可燃惰性气体,稀释受保护基材周围的可燃气体和空气中的氧气,抑制火焰燃烧。

(3) 燃烧被认为是由自由基引起的连锁反应。含氮、磷的防火涂料在加热时会分解一些活性自由基,与有机自由基结合,中断连锁反应,降低燃烧速率。

(4) 膨胀阻燃涂料在火灾中膨胀起泡。形成致密泡沫绝缘层以密封所述受保护的钢衬底并防止所述钢衬底的温度升高。

2.超薄型钢结构防火涂料的基本组成:

成膜剂对膨胀型防火涂料的性能有很大影响。与其它组分配套,不仅保证了涂料在正常工作条件下具有多种使用性能,而且使涂料在火焰或高温作用下具有阻燃性和优异的膨胀效果。考虑到涂料需要更好的耐候性和耐火性,采用丙烯酸树脂,约占整个体系的20%~30%。

催化剂的主要作用是促进和改变涂层的热分解过程,如促进涂层中所含羟基有机物的脱水和碳化,形成不易燃的三维碳层,减少焦油量,热分解产生的醛和酮,防止发生高热释放的碳氧化反应,如聚磷酸铵、聚磷酸铵、磷酸氢铵等。考虑到涂层的耐水性和后期发泡,采用聚合度为600的高聚物磷酸铵,约占整个体系的25%~30%。

炭化剂是形成三维非刚性可燃泡沫碳化层的物质基础,作为泡沫碳化层的骨架。它们是一些含高碳的高羟基化合物,如淀粉、季戊四醇、季戊四醇和含羟基树脂。这些多羟基化合物与脱水催化剂反应形成多孔碳化层。使用质量分数为10%~15%的双季戊四醇。

膨胀型防火涂料的特点是,当涂料受热时,会放出氨、二氧化碳、水蒸气、卤化氢等不可燃气体,使涂料膨胀,在涂料中形成蜂窝泡沫结构。这些都是通过发泡剂实现的。发泡剂的分解温度是决定其适用性的关键。如果分解温度过低,气体在形成碳之前的逸出不起作用;如果分解温度过高,产生的气体会抬升或吹掉碳层,无法形成良好的碳泡沫层。因此,不同的多元醇和脱水制碳催化剂也应使用不同的发泡剂。常用的发泡剂包括三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、氯化石蜡、磷酸铵、氨基树脂等。使用质量分数为2%~5%的氯化石蜡70和5%~10%的三聚氰胺。

对于膨胀型防火涂料,无机填料的比例较小。由于其含量高,会影响涂层的发泡高度,从而不能达到保温的目的。然而,少量的颜料和填料是必不可少的,因为它可以使泡沫层更致密,强度更好,从而提高其耐火性。一般来说,防火涂料的施工厚度较大,较低的颜料组分可以满足覆盖力的要求,因此不需要使用更多的无机颜料和填料。常用的着色剂有二氧化钛、氧化锌、铁黄、铁红等,使用2%~7%的二氧化钛、3%~8%的高岭土和1%~4%的硼酸锌。

10%~15%溶剂、少量有机膨润土、消泡剂、流平剂等。

3.超薄型钢结构防火涂料的发展方向:

(1) 开发高效低水溶性复合催化剂、成碳剂和发泡剂。

(2) 通过树脂复配或分支改性,提高了防火涂料的耐火性能和各种物理化学性能。

(3) 膨胀型和非膨胀型有机结合,形成高温低膨胀率的高强度碳化层。

(4) 将新技术应用到防火涂料中,如在防火涂料体系中加入纳米阻燃材料,将取得意想不到的效果。