防火涂料燃烧性能的实验研究文献综述

 2021-10-15 20:54:28

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一、防火涂料的概述

防火涂料是用于可燃性基材表面,能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延,用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。将性能优良的防火涂料涂覆于基材表面.不仅可以起到装饰作用,还能防腐、防锈、耐酸碱、防烟雾等,更重要的是,当遇火灾发生时防火涂料能阻止火焰的传播,控制火势的发展,对内部结构起到有效的保护作用。它已广泛的应用于公共建筑、车辆、飞机,舰船、古建筑及文物保护等方面。

防火涂料一般包括:基料、防火填料颜料和助剂。①根据基料的不同,防火涂料一般分为有机和无机两种,无机防火涂料的基料一般是无机胶黏剂,其涂膜硬而脆;有机防火涂料的涂膜一般是有机高分子树脂,具有良好的韧性。根据基料所用溶剂不同,有机防火涂料又可分为以有机物作为溶剂的溶剂型有机防火涂料,和用水作为溶剂的水性防火涂料。溶剂型有机防火涂料中含有的有机溶剂在后续工艺中挥发后对环境造成负面影响且成本较高。水性有机防火涂料的溶剂是水性或乳液型树脂,不会污染环境且成本较低。故水性有机防火涂料的使用价值更高。水性有机防火涂料的基料选择:硅丙树脂乳液和水性三聚氰胺树脂作为基料。防火组分由成炭剂,成炭催化剂和发泡剂组成。②填料的主要作用是使涂料在遇火时形成的炭质层致密和有良好的强度,以提高隔热阻火的效果。颜料的作用是使涂料有一定的装饰性,常用的白色颜料有:钛白粉,氧化锌,云母粉,白炭黑等。③.助剂防火涂料的助剂一般为防毒杀菌剂:凯松204;分散防沉剂:有机膨润土;消泡剂:消泡剂BYK066N。

防火涂料按其防火形式及组成可分为非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料两大类;按其应用可分为饰面型防火涂料和钢结构防火涂料两种。非膨胀型防火涂料又分为两类,即难燃性防火涂料和不燃性防火涂料。膨胀型防火涂料可分为水性膨胀型防火涂料和溶剂性膨胀型防火涂料两类。非膨胀型防火涂料一般受火时涂层基本上不发生体积变化,而形成釉状保护层,起隔绝氧气的作用,使氧气不能与被保护的易燃基材接触,从而避免或降低燃烧反应。这类防火涂料所生成的釉状保护层的导热率往往较大,一般比膨胀型防火涂料所需的涂层厚,因而其单位面积的耗用量较大,使用成本高,装饰效果差,并且.防火隔热效果不及膨胀型防火涂料,所以其使用范围也不如膨胀型防火涂料广泛。膨胀型防火涂料的粘结剂通常有: 水性树脂,含氮树脂如三聚氛胺甲醛树脂及其它树脂。阻燃体系一般由脱水成炭催化剂,发泡剂和炭化剂构成。膨胀型防火涂料防火的主要手段是形成稳定的隔热泡沫层。防火填料其本身必须难燃,同时受热分解能吸收大量的热,又能产生大量的不燃气体覆盖在基质周围,形成惰性保护屏障,防火填料主要有氢氧化铝、滑石粉、硼砂、碳酸钙等。而常用的着色颜料有钦白粉、氧化锌、铁黄、铁红等。

二、国内外防火材料的研究现状

国内篇:① 种类研究,防火材料的种类一般包括::防火板、防火门、防火木质窗、防火卷帘、防火玻璃、防火贮物箱、防火涂料、防火封堵材料等。②防火材料的防火原理及其应用,随着经济的不断发展,除了对钢筋混凝土这种基本防火材料的广泛应用以外,钢结构在建筑工程中用量不断增大,人们对专用的防火涂料、新型防火涂料和高效防火隔热材料提出了更高的要求。国外篇:我国学者,专家在对于国外防火材料方

面的研究主要集中于对国外防火材料的防火原理及应用的简单介绍上,国外防火材料价格相对较贵,但从近几年电厂运行反馈信息表明,国外防火材料在质量和技术性能方面比较稳定。目前我国防火材料无论生产的品种、规格、质量、施工应用技术以及使用寿命等还有不少问题,与国外同类产品相比有一定的差距。而我国在国外防火材料的研究上还比较缺乏,因此,加强国外材料的研究,改善我国防火材料的质量和先进性势在必行。

三、防火涂料的发展前景和方向

①阻燃剂的发展趋势:无卤化趋势;抑烟化、减少有害气体趋势;新型卤素阻燃剂发展趋势;②防火涂料发展趋势:⒈基料方面开发具有较好耐水、耐候、耐酸、耐碱、耐磨性能、价格适宜的基料;通过树脂的拼合改性来完善防火涂料的防火性能和各种理化性能;解决无机粘结剂的高温改性以及提高液体硅酸盐防火涂料耐水和耐老化性能不足的问题;采用先进的聚合技术, 合成多种不同单体组成的聚合物, 改善聚合物的性能, 可进一步提高防火涂料综合性能;⒉阻燃体系方面开发多效、高效、低水溶性的脱水成炭催化剂和发泡剂;打破传统的膨胀体系模式, 寻求高性能的自膨

胀原料或树脂;多种阻燃剂协同作用, 合理搭配;采用纳米技术和填料表面处理技术;⒊防火涂料方面发展环保型防火涂料;开发无机防火涂料;膨胀型和非膨胀型防火涂料相结合;研制新型钢结构防火涂料;在古建筑、文物保护以及高档家具等方面, 膨胀型透明防火涂料独树一帜, 今后将越来越受到青睐,将阻燃体系与成膜树脂结合在一起是透明防火涂料研究的方向;多功能性防火涂料;色彩防火涂料、粉末涂料、弹性防火涂料。涂料的装饰性、功能性、耐久性以及个性化成为近年来建筑涂料研究的热点;在研究开发防火涂料时, 既要重视防火性能、理化性能和使用性能的研究, 还要改进提高生产工艺技术水平, 保证产品质量, 做到安全高效;要对各类防火涂料的施工应用性能作深入研究, 包括防火涂料对基材的粘结性能、对防锈漆的选择与配套性和涂层的使用寿命等, 特别是对膨胀型防火涂料的使用寿命, 要给予足够重视, 进行科学研究和评价, 为用户提出使用年限的技术依据。③防火涂料阻燃机理的发展趋势:⒈ 研究各种阻燃剂之间的协同效应;⒉研究C- N- P 膨胀体系膨胀过程及其热力学探讨;⒊研究炭层形成过程炭化层的形成过程和最终状态是决定膨胀型防火涂料耐火极限的主要因素。④防火涂料评估方法的发展方向:由于材料在高温条件下的复杂性, 单一的评价方法很难表征防火涂料的阻燃特性。为了全面的表征一项阻燃产品, 从阻燃体系的各种原材料开始到阻燃剂成品在不同环境条件下, 在不同温度受热条件下, 直至不同燃烧状态下的气相和凝聚相的分解产物都要进行分析, 并进行与实际使用性能有关的评价, 即要从阻燃产品的外观色泽开始, 直至分解气体的毒性都要进行分析、鉴定和评价。因此, 必须综合地运用各种分析测试方法。⒈锥形量热仪( CONE);⒉热分析法;⒊红外光谱分析法;⒋光电子能谱分析法;⒌扫描电镜分析法;⒍X 射线衍射分析法。

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