论文部分内容阅读
众所周知,木质结构以及钢结构广泛用于各个行业,而它们所面临的一个关键的问题就是防火。其中一种保护的措施就是在基材表面涂覆一层防火涂料,既保证了材料的美观性,又能达到防火的目的。由于在火灾当中,80%遇难的人是由于燃烧过程当中所产生的烟气窒息而死,所以抑制在防火涂料燃烧过程中产生的烟雾量,也是至关重要的。膨胀阻燃体系(IFR)由于无卤环保特性受到了研究者的广泛关注,一般来说,包括酸源,炭源,气源三部分。与卤素阻燃剂相比,它的阻燃效率与热稳定性能都有所不及。然而,当添加相应的防火填料时,它的防火性能以及抑烟性能都有明显的提高。首先,本文以丙烯酸乳液为基体,聚磷酸铵(APP),三聚氰胺(MEL),季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,两种不同类型的二氧化钛为高温防火填料,制备了防火涂料。大板燃烧法测试结果表明,金红石型钛白粉防火涂料的耐燃时间高于锐钛型钛白粉防火涂料,添加30份金红石型钛白粉时,耐燃时间最高达到73分钟。热失重(TG)测试与傅立叶红外分析(FTIR)测试结果表明,钛白粉的加入明显提高了热性能与残炭量,令炭层更加坚固,保护基材的力度更大,从而使得内外炭层组分差异较大。X射线衍射(XRD)数据显示,高温下,锐钛型钛白粉会转化为金红石型钛白粉。数码照片与扫描电镜(SEM)数据显示,加入钛白粉后,炭层的膨胀高度增大,孔状结构致密而均匀,阻燃隔热的效果更明显。烟密度测试表明,锐钛型钛白粉抑烟的效果要远远优于金红石型钛白粉,烟密度等级(SDR)仅为19.41,原因可能在于锐钛型钛白粉的比表面积较大。其次,本文以钼系化合物为阻燃抑烟填料,制备了防火涂料。结果表明,在阻燃性能上,钼系化合物防火涂料明显优于空白防火涂料,耐燃时间在60分钟以上。TG测试表明,添加了钼系化合物的防火涂料在热性能方面得到了明显的提高,残炭量明显增加,尤其足添加氧化钼后,残炭量最高达到35%。数码照片与扫描电镜(SEM)数据显示,添加钼系化合物后,膨胀炭层的高度增加,炭层中的泡状结构,海绵状结构更加致密均匀,令阻燃性能得到提高。傅里叶红外分析(FTIR)显示,添加钼系化合物的防火涂料经过高温灼烧后,炭层内部的组分所含基团比炭层外部丰富,表明内部基材被防火涂料保护的比较完善,受到火焰侵蚀的力度较小。建材烟密度仪测试数据表明,加入氧化钼与钼酸铵的防火涂料相对于空白涂料而言,烟密度明显降低,抑烟效果明显,烟密度等级最低分别达到22.2与21.3。更突出的是氧化钼与钼酸铵的复配混合物加入到防火涂料中后,抑烟效果相对于加入单一的钼系化合物,效果更优,烟密度等级最低可达8.7。最后,本文以锌系化合物为阻燃抑烟填料,制备了防火涂料。TG测试结果表明,氧化锌对于提高防火涂料的热性能而言,效果显著,残炭量高达50%,硼酸锌残炭量为40%,优于空白防火涂料。数码照片与扫描电镜(SEM)数据显示,添加锌系化合物后,膨胀炭层的高度增加,炭层中的泡状结构,海绵状结构更加致密均匀,令阻燃性能得到提高。建材烟密度仪数据显示,氧化锌的加入令防火涂料的烟密度等级为16.54,而硼酸锌的加入令防火涂料烟雾释放量减少的更加明显,效果更优,烟密度等级最低仅为10.3,锥形量热仪(CONE)数据也显示,加入硼酸锌的防火涂料烟释放速率(SPR)峰值仅为0.013m2/s,烟释放总量(TSP)最小,表明硼酸锌抑烟效果明显优于氧化锌,对防火涂料的抑烟作用显著。