抗静电超薄型钢结构防火涂料的研制

超薄(CB)型钢结构膨胀防火涂料(UFRC)在燃烧过程中可形成耐火隔热保护层,提高钢结构耐火极限。选用氨基树脂、改性丙烯酸树脂为基体树脂,以多聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系,以氢氧化铝(AH)为协效剂,制备了抗静电膨胀型防火涂料(AUFRC)。用红外(FTIR)、XRD等方法对防火涂料及其燃烧残渣进行了分析,初步探讨了阻燃机理。当基体树脂(wt(氨基树脂)∶wt(丙烯酸树脂)=1∶2)为80份,APP为25份,PER为15份,MEL为10份,AH为5份时,制备的防火涂料阻燃、抗静电等综合性能最佳。     

协效剂在PP/IFR体系中的协效作用机理

研究了聚丙烯(PP)/膨胀型阻燃剂(IFR)体系所使用协效剂的协效作用。极限氧指数(LOI)与垂直燃烧(UL-94)测试结果表明:将各种协效剂加入到PP/IFR中,均能在一定程度上提高其阻燃性能;通过热重分析(TGA)测试,将协效剂按作用机理分为3类:与聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)均不发生化学反应的协效剂;仅与APP反应而不与PER反应的协效剂;与APP,PER都发生化学反应的协效剂。并通过电子扫描显微镜(SEM)和炭层强度测试对燃烧后所形成的炭层进行表征,结果表明虽然协效剂作用机理不同,但本质上都对炭层具有一定的增强作用,使炭层附着于基体表面,阻隔热量与氧气进入到燃烧区域,从而达到阻燃目的。     

滑石粉在膨胀型透明防火涂料中的协效阻燃和抑烟作用

为了提高透明防火涂料的阻燃和抑烟性能,将滑石粉(talc)与柔性磷酸酯(PPB)反应制备一系列新型磷酸酯接枝滑石粉阻燃剂(TPPBs),再将其与甲醚化三聚氰胺甲醛树脂(MF)复配制备透明防火涂料,并对涂层的防火性能、热稳定性、生烟特性及炭层结构进行表征。研究结果表明:滑石粉均匀分布在基材树脂中能使涂层保持较高的透明性,并有效增强防火涂料的热稳定性、阻燃和抑烟性能;PPB与talc以质量比95?5复配所制备的涂层表现出最优异的阻燃和抑烟性能,其火焰传播比值和烟密度等级最低,分别为3.1和6.2%;滑石粉的加入能增强磷酸酯的交联反应,形成更多富含磷交联结构和芳香结构以提高涂层的热稳定性和成炭量,并生成更加致密和稳定的膨胀炭层,达到较好的协效阻燃和抑烟效果。     

4A分子筛对聚磷酸铵/季戊四醇膨胀阻燃剂协同作用的TGA/XPS研究

利用TGA/XPS技术比较研究聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)-4A与APP/PER体系的热行为.通过热失重及Si/Al原子比和结合能等数据绘图,对图中曲线进行了详细的分析.对比研究表明TGA的第3热失重峰明显降低,XPS的Cls相对谱峰强度随温度明显增加.4A分子筛在低温下对APP/PER膨胀阻燃体系发生催化酯化反应,在高温下Si/Al原子比升高,产生表面层动力学运动.酸的活性增加,有利于APP/PER膨胀阻燃体系.     

热分析技术在防火涂料中的应用

通过对防火涂料进行热重分析、差示量热扫描分析联合红外分析，对多聚磷酸铵（APP）－三聚氰胺（MEL）－季戊四醇（PER）阻燃防火性能有较深入的探讨。防火涂料在340－450℃发生了主要的物理化学反应，起到防火阻燃的作用。     

热分析技术在防火涂料中的应用

通过对防火涂料进行热重分析、差示量热扫描分析联合红外分析 ,对多聚磷酸铵 (APP)-三聚氰胺 (MEL) -季戊四醇 (PER)阻燃防火性能有较深入的探讨。防火涂料在 3 4 0～ 45 0℃发生了主要的物理化学反应 ,起到防火阻燃的作用。     

氧化锌在膨胀阻燃体系中的协效作用

将膨胀型阻燃剂--聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)体系应用于聚丙烯(PP)中使之具有较好的阻燃性.通过氧指数(LOI)、热分析(DTA-TG)和傅立叶红外(FTIR)研究了氧化锌在膨胀型阻燃聚丙烯中的阻燃协效作用.结果表明氧化锌与APP/PER膨胀阻燃体系之间存在显著的协效作用,对酯化及成炭反应具有明显的催化作用,并可提高降解残余物的热稳定性,使材料的阻燃性显著增强而力学性能损失较小.     

微胶囊化山梨醇磷酸酯三聚氰胺盐阻燃聚丙烯的研究

首先研究了聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺/聚丙烯(APP/PER/MEL/PP)膨胀型阻燃体系(IFR)的物料配比对PP阻燃性能和抗拉强度的影响,获得了优化配方.然后将优化配伍的APP/PER/MEL/PP与自制的"三位一体"膨胀型阻燃剂微胶囊化山梨醇磷酸酯三聚氰胺盐(MSDM)阻燃PP(MSDM/PP)进行了比较.结果表明,MSDM对PP的阻燃效果优于APP/PER/MEL,这与MSDM中C、N、P、Cl的协效作用有关.MSDM微胶囊对PP的抗拉强度也有促进作用,这可归因于阻燃剂的微胶囊化增强了MSDM的稳定性以及MSDM与PP的相互作用.     

新型阻燃三元乙丙橡胶的制备及其阻燃性能研究

采用微胶囊化聚磷酸铵与季戊四醇复配(APP∶PER=3∶1)填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备新型阻燃EPDM材料,考察膨胀型阻燃剂(IFR)的填充量对EPDM材料的燃烧性能和热学性能的影响。结果表明,APP和PER复配使用,可协同提高EPDM的阻燃性能。当IFR填充量为40%时,材料的极限氧指数(LOI)可达到31%,UL94垂直燃烧等级达到V0级;最大热释放速率下降81.2%,总释放热降低30.4%;同时EPDM材料高温区热稳定性明显提高,且材料燃烧后可形成膨胀炭层,700℃下残渣量从0.9%提高至17.0%。     

新型无卤可膨胀石墨防火涂料

以一种新型的物理膨胀型阻燃剂－可膨胀石墨为主,制取了一种无卤,环保,并具有优良防火性能的物理膨胀防火涂料,采用热重分析,小室燃烧法和模拟大板燃烧法等技术手段对化学膨胀型和物理膨胀型责两种防火涂料进行了比较分析,结果表明,与传统的化学膨胀型防火涂料相比,可膨胀石墨防火涂料在热降解,阻燃性,耐老化性,耐候性能等方面具有突出的优点。     

一种环保水性发光防火涂料的研究

以曱基丙稀酸曱酯(MMA)、丙稀酸丁酯(BA)和曱基丙稀酸(MAA)为单体,采用梯度乳液聚合法制备了水性丙稀酸酯乳液,并以聚磷酸铵(APP)-季戌四醇(PER)-三聚氰胺(MEL)为协同阻燃体系,以长余辉发光材料为储能发光物质,制备了一种环保水性发光防火涂料。结果表明,乳液合成配方中的不同单体配比对合成乳液的成膜性能有很大影响。mAPP:mPER:mMEL=7:3:4时,配制的涂料具有较好的防火阻燃性能;向防火涂料中引入长余辉发光粉后,所得产品耐酒精喷灯燃烧时间可达18min,防火等级为一级,且具有一定的光致发光功能。     

环氧膨胀型钢结构防火涂料的性能测试

以酒精喷灯模拟火灾现场的高温环境,对一种双组分环氧树脂膨胀型钢结防火涂料的耐火极限和膨胀倍数进行测试.采用热重/差热(TG-DTG)对环氧防火涂料的热稳定性进行分析,采用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对燃烧后炭层的组分、结构和形貌进行表征.结果表明,该涂料耐火极限为170 min,此时膨胀倍数为8.4.TG-DTG分析发现,该防火涂料热稳定性良好,最大失重温度为330℃,最终质量残留45.4%;FT-IR分析暗示,炭层主要由—NH,—CH—,C=O,P—O—C,Ti—O等构成;XRD分析说明炭层中的无机物主要为TiO_2,TiP_2O_7以及硅酸铝纤维;SEM形貌观察发现,炭层呈现"蜂窝状"结构,这些多孔结构是由直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维固定.该涂料是一种性能优异的钢结构防火涂料.     

成膜物质对水性超薄型防火涂料性能的影响

以膨胀倍率和钢板背温为考察指标，探究成膜物质环氧乳液、纯丙乳液、苯丙乳液等对水性超薄型防火涂料耐火性能的影响。结果发现复合环氧乳液∶纯丙乳液质量比1∶1成膜物质的防火涂料膨胀倍率最高，为14.4,燃烧80 min时钢板背温最低，为284.3℃,防火性能最佳。表征表明该成膜物质软化温度与膨胀(P-C-N)体系分解温度相匹配，可有效包裹P-C-N体系产生的气体，促进炭层形成多孔结构，阻滞热量传递；在燃烧中成膜物质等有机物分解完全，且多孔炭层表面含有TiO₂及TiP₂O₇无机物组分，进一步增强其热屏蔽性和抗氧化性，最终残留重量为28.18%,具有良好的热稳定性。     

高倍率无硫低温可膨胀石墨的电化学法制备

为使用低污染的方法制备低温可膨胀石墨(LTEG),以天然鳞片石墨(NFG)为原料,以高氯酸溶液为电解液,通过电化学法制备了起始膨胀温度低,低温膨胀容积大且不含硫的LTEG.探讨了电流密度、电解时间、电解液中HClO_4的质量分数和膨胀温度对膨胀容积(EV)的影响,采用FT-IR、TGA和XRD对制得的LTEG进行了研究.结果表明:电解液中HClO_4的质量分数可以低至50%,与化学法相比大幅降低,电解液易于循环使用,对环保有利;LTEG在200和950℃时的FV分别高达282和594 mL/g,具有高倍率、无硫和低温膨胀性能;LTEG表面有羰基和羧基生成,层间存在ClO_4~-和HClO_4插层物;在2θ为25.76°处的特征衍射峰强度非常弱,而在2θ为9.41°处有一宽峰,对应层间距为0.941 nm;在60~330℃之间发生明显热失重,失重率约为28%,在60~800℃之间的总热失重率约为35%.     

双环笼状磷酸酯在膨胀阻燃涂层中的应用

将双环笼状磷酸酯应用于丙烯酸树脂膨胀阻燃涂层,通过燃烧隔热和烟密度测试及热失重分析研究双环笼状磷酸酯对膨胀阻燃涂层耐火时间、产烟量及热稳定性的影响规律;利用光学显微镜及X-射线光电子能谱对膨胀炭层的微观形貌、元素组成及化学状态进行了研究.结果表明,涂层厚度为0.5mm、耐火时间为11 min时,与聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺传统膨胀阻燃涂层相比,改性双环笼状磷酸酯与聚磷酸铵、三聚氰胺复配的膨胀阻燃涂层背温下降了60℃,最大烟密度降低了58%,热稳定性提高了65℃.     

新型磷-硅阻燃剂和聚磷酸铵对PP的协效阻燃作用

研究了一种含磷硅高分子阻燃剂(EMPZR)和聚磷酸铵(APP)对聚丙烯(PP)阻燃及力学性能的影响。当APP/EMPZR=20/15(质量比)时,所制得的阻燃PP复合材料氧指数达到28.0%,垂直燃烧达到UL-94 V-2级;与纯PP相比,拉伸、弯曲和冲击强度都没有下降;热失重分析(TGA)测试表明,阻燃PP材料在600℃时的残炭量为21.20%(质量分数),成炭率显著提高;扫描电镜(SEM)对残炭形貌的表征以及氧指数测试前后的阻燃PP材料的红外图谱分析证实了EMPZR和APP在PP中良好的协效阻燃作用。     

金属氧化物对阻燃聚丙烯热降解动力学的影响

采用聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)作为聚丙烯材料的阻燃剂，利用氧指数(LOI)，剩炭率(CR)，热失重(TG)，傅立叶红外(FTIR)等手段研究了添加金属氧化物后的膨胀阻燃材料热降解过程．实验数据显示添加金属氧化物后材料的氧指数提高数个百分点，剩炭率有所增加，热失重(TG)表明加入金属氧化物后，降解残余物的热稳定性得以提高．根据TG曲线，应用Broido方程测得热降解过程表现活化能Ea，金属氧化物的加入使得活化能有所上升。FTIR结果表明金属氧化物对酯化及成炭反应具有明显的催化作用．     

成膜物质对水性防火涂料膨胀阻燃性能的影响

以硅丙、纯丙、苯丙、醋叔聚合物乳液为成膜物质分别制备了多种用于钢结构的水性超薄型防火涂料,并从成膜聚合物的热稳定性和高温流变性方面研究了不同乳液对涂料阻燃性能的影响.模拟大板燃烧测试结果显示,醋叔防火涂料的膨胀倍率最高(为17.4倍),防火性能最好,燃烧30min后钢板背温为304℃.热重分析表明,醋叔乳胶膜的热稳定性好,平均热降解速率最慢,使得其与聚磷酸铵的脱水成炭反应充分,生成的致密膨胀层能显著提高防火阻燃性能.动态流变测试结果表明:纯丙、苯丙熔体的储存模量(G ′)大于损耗模量(G″),以弹性流动为主,复合黏度大于1000 Pa·s；醋叔熔体的G″大于G′,以黏性流动为主,复合黏度为33Pa·s,在低频区域表现出牛顿型流体特征,在高频区域末端,复合黏度稍有减小.以上结果表明,热稳定性好、复合黏度低的黏性流体更适合做防火涂料的成膜物质,有利于涂层的膨胀阻燃.     

饰面型与钢结构防火涂料膨胀性能比较研究

采用膨胀倍数测试法测试了超薄型,薄型钢结构防火涂料与饰面型防火涂料的膨胀倍数,比较了饰面型防火涂料与钢结构防火涂料膨胀倍数的不同点。饰面型防火涂料膨胀倍数大于30倍为合格;超薄型防火涂料膨胀倍数大于35倍达到合格级,可以判断其质量合格。     

氧化铈协效膨胀型阻燃聚丙烯体系研究

以磷酸、季戊四醇、三聚氰胺为原料合成了膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐(PPM).采用摆锤冲击试验机、微机控制万能试样机等研究了氧化铈(CeO2)协效阻燃PPM/聚丙烯(PP)体系的力学性能,以极限氧指数(LOI)、热分析(TGA)和扫描电镜(SEM)考察了CeO2对PPM/PP体系的阻燃协效作用,探讨了作用机理.结果表明:适量CeO2的加入能够提高体系的LOI,PPM的质量分数为20%,CeO2的添加量为PPM/PP质量的1%时,LOI可达到最大值为30%;TG结果表明,CeO2的加入可以提高膨胀炭层在高温时的热稳定性,增加高温时残余物的量;膨胀炭层的SEM图表明,适量CeO2能够改善膨胀炭层的形貌,提高炭层的隔热隔质性能;适量的CeO2的加入可提高体系的缺口冲击强度,拉伸性能则略有下降.