苯丙乳液膨脹型防火涂料的防火抑煙性能研究.pdf

1、苯丙乳液膨脹型防火涂料具有低毒低煙、防火、環(huán)保、裝飾效果較好等優(yōu)點，成為當今水性防火涂料的研究熱點。
　　在本文中，采用苯乙烯-丙烯酸酯乳液、膨脹型阻燃劑[IFR，基于聚磷酸銨(APP)，季戊四醇(PER)，三聚氰胺(MEL)三源一體]以及不同的防火抑煙劑（如鐵紅，鐵黃，鐵綠，修飾石墨，改性石墨，赤泥和堿式鉬酸銅）制備了一系列膨脹型防火涂料。通過用錐形量熱儀(CCT)、煙密度測定儀(SDA)等手段研究防火抑煙劑對膨脹型防火涂料的防

2、火和抑煙性能的影響。通過掃描電子顯微鏡(SEM)研究錐形量熱儀測試后炭渣炭層的形貌結(jié)構(gòu)。采用熱重分析(TGA)研究防火抑煙劑對膨脹型防火涂料熱降解行為的影響和表觀活化能的影響。
　　在鐵系化合物作為防火抑煙劑的膨脹型防火涂料樣品中，CCT研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，防火抑煙劑鐵黃、鐵綠的添加可以顯著降低膨脹型防火涂料的熱釋放速率(HRR)，總熱釋放(THR)，生煙速率(SPR)和總煙釋放(TSR)，并且能夠提高成炭量。煙密度分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鐵黃、

3、鐵綠的添加能有效地降低產(chǎn)煙量。SEM的結(jié)果發(fā)現(xiàn)鐵黃、鐵綠的添加可以改變炭層的結(jié)構(gòu)，使其更加致密并具有一定的膨脹度。TGA結(jié)果發(fā)現(xiàn)，防火抑煙劑鐵黃、鐵綠的添加可以提高膨脹型防火涂料的高溫熱穩(wěn)定性，并且顯著提高炭渣的含量。最終實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在所有的涂料樣品中，含有2％鐵黃/IFR的樣品A4和含有1％鐵綠/IFR的樣品B4對防火涂料產(chǎn)生最好的防火和抑煙性能影響。
　　用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對可膨脹石墨(EG)進行表面修飾，得到修飾石

4、墨(M-EG)，用三氯氧磷、季戊四醇等對EG進行改性，制備了有機無機雜化膨脹型阻燃劑(MEG)，并用紅外光譜分別對它們的結(jié)構(gòu)進行表征。CCT測試結(jié)果和熱電偶隔熱測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)修飾石墨和改性石墨作為防火抑煙劑添加到涂料樣品中，能夠明顯的降低涂料樣品的HRR和THR，并且提高殘?zhí)康馁|(zhì)量。熱重分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)M-EG和MEG的添加能夠明顯提高膨脹型防火涂料的高溫熱穩(wěn)定性。
　　通過鉬酸鈉和硫酸銅合成防火抑煙劑堿式鉬酸銅，并用X-ray衍射儀對

5、其進行表征。CCT結(jié)果發(fā)現(xiàn)在膨脹型防火涂料樣品中堿式鉬酸銅的添加能夠明顯降低樣品的HRR、THR、SPR和TSR，并且能夠提高成炭量。最終實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)含有1％的堿式鉬酸銅/IFR的涂料樣品M-3對防火涂料樣品具有最好的防火和抑煙性能影響。進一步對含有堿式鉬酸銅抑煙劑的膨脹防火涂料體系，通過熱重分析的測試重點研究不同升溫速率(10℃/min、20℃/min、30℃/min和40℃/min)下堿式鉬酸銅對膨脹型防火涂料熱降解動力學的影響，結(jié)

6、果發(fā)現(xiàn)，隨著加熱速率的增加，膨脹型防火涂料最大熱失重速率逐步向高溫區(qū)移動，發(fā)現(xiàn)加熱速率越大，樣品分解的越快。并且用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa兩種方法分別研究堿式鉬酸銅對膨脹型防火涂料表觀活化能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)堿式鉬酸銅能夠增加膨脹型防火涂料的表觀活化能。
　　將赤泥作為防火抑煙劑添加到膨脹型防火涂料中，CCT測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)赤泥的添加能夠明顯降低涂料樣品的HRR、THR、SPR和TSR，并且能夠提高成炭量。煙