環(huán)氧膨脹型防火涂料生煙特性的分析與研究.pdf

1、環(huán)氧膨脹型防火涂料以其顯著的附著力、防腐蝕性能、封閉性、耐酸堿性及良好的機(jī)械強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用于各類鋼結(jié)構(gòu)建筑、石油化工裝置、船舶及海洋裝備等各個領(lǐng)域。然而，大部分樹脂在燃燒過程中往往會產(chǎn)生大量的黑煙，這將不利于火災(zāi)中人們的逃生。因此，在保持環(huán)氧型涂料諸多優(yōu)異物理機(jī)械性能的同時，提高其阻燃性能和抑煙性能，成為當(dāng)今人們研究的重點(diǎn)。
　　通過向環(huán)氧樹脂中添加膨脹阻燃劑(IFR)、協(xié)效劑阻燃劑、抑煙劑等組分，制備了不同組成的環(huán)氧膨脹型防火

2、涂料。首先研究了涂料成膜物（環(huán)氧樹脂）的生煙性能，然后分析研究膨脹型阻燃劑、三氧化二銻(Sb2O3)、硼酸鋅(ZB)、二茂鐵、三氧化鉬、鉬酸銨等不同組分對環(huán)氧膨脹型防火涂料生煙性能的影響。在探究環(huán)氧膨脹型防火涂料的生煙特性時，主要通過煙密度儀(SDT)、錐形量熱儀(CCT)及熱重分析儀(TGA)對涂料的靜態(tài)生煙特性、動態(tài)生煙特性及熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并通過掃描電鏡(SEM)對涂料燃燒后的炭層進(jìn)行分析研究。另外，實驗中還通過熱重紅外聯(lián)用(T

3、GA-FTIR)、熱重質(zhì)譜聯(lián)用(TGA-MS)等手段對涂料的熱分解氣體產(chǎn)物成分進(jìn)行分析，以此判斷涂料燃燒過程中有毒、易燃性氣體的生成情況，并在此基礎(chǔ)上分析環(huán)氧膨脹型防火涂料的生煙機(jī)理。
　　實驗結(jié)果表明:環(huán)氧成膜過程形成的環(huán)氧交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以提高成膜物的熱穩(wěn)定性，且該結(jié)構(gòu)在燃燒過程中生成的炭層可在燃燒前期有效發(fā)揮阻燃、抑煙作用。IFR在燃燒后期可以生成膨脹炭層，有效阻隔熱量的傳遞，同時大大抑制煙氣的生成;Sb2O3/ZB聯(lián)合使用既可以

4、降低涂料燃燒前期的生煙量，同時可以在燃燒后期生成熔融保護(hù)層發(fā)揮極佳的阻燃、抑煙效果;三氧化鉬可有效縮短涂料的總生煙時長，大大減少涂料生煙量;二茂鐵在燃燒前期發(fā)揮較好的抑煙作用;鉬酸銨對涂料燃燒后期的生煙過程有較好的抑制作用;無論是鐵系或是鉬系抑煙劑，當(dāng)樣品中抑煙劑含量為10.3 wt％時，其抑煙效果最佳。
　　除此之外，通過對涂料的煙氣成分分析發(fā)現(xiàn):環(huán)氧成膜物中的環(huán)氧交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以有效減少CH4和HCN等易燃、有毒氣體的產(chǎn)生，同時增