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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,由于涂料体系中的阻燃剂发生分解吸热反应aoa体育平台aoa体育平台,使基材温度延缓上升aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台,起到延缓和阻止可燃基材燃烧或性能下降的作用aoa体育平台。防火涂料的吸热作用主要表现在如下一些方面aoa体育平台aoa体育平台。

    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aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台,同时又能减少燃烧过程中有毒aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台、有害气体的产生aoa体育平台aoa体育平台,常选用添加无机阻燃剂aoa体育平台。无机阻燃剂主要有氢氧化铝aoa体育平台、氢氧化镁以及高岭土aoa体育平台aoa体育平台、蒙脱土、黏土等无机填料aoa体育平台。

    1.氢氧化铝氢氧化铝受热分解出A120和水。

    在240~500℃范围内测得的数据表明aoa体育平台,该反应的吸热量为1967.2kJ/kg,吸热是氢氧化铝阻燃剂的最主要作用aoa体育平台aoa体育平台。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。

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    2.氢氧化镁图3-4为氢氧化镁的TG-DTAC图谱aoa体育平台。氢氧化镁约在340℃开始逐渐吸热aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台。

    430℃时分解吸热达到顶峰,490℃时分解吸热完毕,留下氧化镁aoa体育平台。在吸热分解反应中,氢氧化镁的吸热量为44.8kJ/molaoa体育平台,吸热是氢氧化镁抑制燃烧的主要原因aoa体育平台。

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    3.高岭土aoa体育平台、蒙脱土aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台、黏土等无机填料高岭土、蒙脱土、黏土等具有良好的耐热aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台、耐酸碱性aoa体育平台aoa体育平台,且廉价易得aoa体育平台,添加在涂料中aoa体育平台,方面能起到阻燃充填剂的作用,另一方面,它能改善涂层的物理aoa体育平台、机械性能aoa体育平台。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aoa体育平台aoa体育平台,在涂料成膜阶段可均匀地分布在基材表面aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台,因而能有效地发挥其防火作用。下面以改性高岭土为例分析其冷却阻燃作用。

    高岭土是自然界存在的一种水合硅酸铝矿物,其分子式为Al2O3·2SiO2·2H2Oaoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台,结构式为A14(Si4O10)(OH)8高岭土在受热温度接近500℃时aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台,晶体结构中的水分逸出aoa体育平台aoa体育平台,650℃左右完成脱羟基aoa体育平台,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,温度继续升高aoa体育平台,偏高岭石经过硅铝尖晶岩相aoa体育平台aoa体育平台,最终产物是莫来石和无定形二氧化硅aoa体育平台。

    从受热过程中看出aoa体育平台,涂料中的高岭土受热分解出水蒸气aoa体育平台,并能吸收大量的热,而其中的A12O3也是一种吸热的惰性载体aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台。因此aoa体育平台,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,二是生成的硼酸盐能促进成炭aoa体育平台aoa体育平台,三是高温下吸热、发泡及冲稀可燃物的功效aoa体育平台aoa体育平台。

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

    三.含硅化合物

    防火涂料的无机成膜物质有水玻璃、硅酸盐(Li2 Si03aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台、K2Si03、Na2 Si03)aoa体育平台、硅溶胶等含硅化合物aoa体育平台。当水玻璃和水合硅酸盐迅速加热时aoa体育平台,由于硅氧链上的羟基缩合而迅速脱水aoa体育平台aoa体育平台。

    四.含磷无机阻燃剂

    磷酸二氢铵aoa体育平台、磷酸氢二铵等含磷无机阻燃剂受热分解时均具有吸热aoa体育平台aoa体育平台、稀释可燃气体的作用aoa体育平台aoa体育平台。但由于小分子铵盐热稳定性差aoa体育平台aoa体育平台、易迁移、吸潮aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台,因此目前在防火涂料中已被聚磷酸铵所取代aoa体育平台aoa体育平台。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aoa体育平台,它的阻燃作用主要是形成膨胀炭层aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台,但在受热过程中aoa体育平台aoa体育平台aoa体育平台,由于聚磷酸铵分解,同样存在有利于阻燃的吸热过程。

    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aoa体育平台、磷酸盐、硼酸盐aoa体育平台、胍盐、双氰胺盐),它们既可以作为混合膨胀型阻燃剂的组分,也可单独使用aoa体育平台aoa体育平台。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aoa体育平台aoa体育平台。如三聚氰胺在250~450℃范围内发生分解aoa体育平台,吸收大量的热;三聚氰胺的氰尿酸盐440~450℃分解吸热aoa体育平台,而将其加人在醋酸乙烯酯乳液aoa体育平台aoa体育平台、丙烯酸酯乳液及橡胶乳液中制得的涂料,不但阻燃性能好,而且其涂膜密着性和平滑性均优aoa体育平台aoa体育平台。

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

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