固化剂对环氧乳液型防火涂料性能的影响

作者:建筑中国建筑金属结构信息网网    
时间:2010-10-15 17:08:01 [收藏]
    摘要:以环氧乳液为基料,聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇(APP/MEL/PER)为防火助剂研制了超薄膨胀型中国建筑金属结构信息网防火涂料。通过调整环氧乳液/固化剂比例改变涂层的性能,研...
    关键词:
        摘要:以环氧乳液为基料,聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇(APP/MEL/PER)为防火助剂研制了超薄膨胀型中国建筑金属结构信息网防火涂料。通过调整环氧乳液/固化剂比例改变涂层的性能,研究了固化剂用量对涂料防火性能的影响。通过热分析讨论了防火助剂和环氧涂膜的分解过程及协同作用。结果表明,固化剂占环氧乳液含量15%~20%时,涂层的力学性能和防火性能均较好。

        关键词:中国建筑金属结构信息网;膨胀型防火涂料;环氧乳液;固化剂

        0.引言

        为了提高中国建筑金属结构信息网的防火性能,在其表面涂覆防火涂料是一种常用的方法[1]。膨胀型防火涂料作用高效、施工简便,应用最为广泛。在常温下膨胀型防火涂料和其他涂层一样,主要起到保护基材的作用,在受热燃烧时,涂层中的防火助剂发生协同效应,整个涂层膨胀炭化,生成致密、稳定、热导率很低的炭化层,起到隔热吸热、保护基材的作用[2]。其中的基料树脂一方面将涂料中各组分粘结在一起,一方面在涂层受热时分解炭化成骨架的一部分[3]。鉴于目前对环保的要求,防火涂料正逐渐选用高分子乳液作为基料树脂,环氧乳液是一种综合性能优良的双组分固化型乳液[4],与其他基料树脂相比,环氧乳液有3个优势:(1)所含的醚键、环氧基等结构使得它与钢板基材、涂层中其他组分可较好粘结[5];(2)交联结构使得涂层致密,在受热炭化时可以保证炭化层有足够的强度;(3)选择适当的交联固化剂,环氧乳液可以常温成膜,便于施工[6]。环氧涂层的交联度很大程度上决定了基料树脂的性能[7],而基料树脂的性能对涂层的防火性能又有直接影响,因此探究交联度和基料树脂、涂层防火性能之间的关系显得至为重要,控制交联度成为环氧乳液应用于防火涂料中的一个关键。关于交联的表征,有文献指出[8],交联型涂膜中的线性结构可以溶于溶剂,而交联部分有一定的溶胀性,这前后有质量变化,可以通过溶剂萃取清漆涂膜中的线性部分,比较涂膜的交联度。本文通过制备一系列的防火涂层和环氧清漆膜,通过燃烧测试、热分析等研究了环氧涂膜的交联度和防火性能之间的关系。

        1.实验部分

        1.1原料

        环氧乳液(型号AB-EP-20)、固化剂(型号AB-HGA):浙江安邦新材料发展有限公司;聚磷酸铵(APP):DP>1000,山东寿光卫东化工有限公司;三聚氰胺(MEL):工业级,山东世安化工有限公司;季戊四醇(PER):工业级,国药集团化学试剂有限公司;二氧化钛:金红石型,国药集团化学试剂有限公司;高岭土:CKT-1型,内蒙古三保高岭土有限公司;成膜助剂:醇酯12,上海长风化工厂。

        1.2制备方法

        本文所采用的配方如下:(涂膜所含有效物质量)环氧基料24%~27%,膨胀防火体系(聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇,比例:5∶3∶3)61%~63%,无机填料(高岭土和二氧化钛,比例7∶3)9%~9.4%,成膜助剂3%~3.6%,加55%~60%的蒸馏水稀释配制涂料。涂料制备方法:首先按照配方称取防火助剂、无机填料,置于称量缸内,加入适量蒸馏水,用玻璃棒搅拌分散后,用高速搅拌机(转速800r/min)分散20min,然后在三个辊研磨机上研磨2次。另外按配方称取环氧乳液、固化剂和成膜助剂醇酯12,在另一个称量缸中混合搅拌均匀后,倒入防火助剂分散体系,用高速搅拌机(转速400r/min)搅拌15min,得到成品防火涂料,静止后供涂层样板涂刷使用。

        1.3表征与测试

        1.3.1样板制备

        根据中国建筑金属结构信息网防火涂料GB14907?2002的规定,钢板(150mm×70mm×1mm)除锈,将制得的涂料涂刷于钢板上,在常温下放置自然晾干,待干燥后重复涂刷,直至涂层厚度达到(2±012)mm。涂刷好的样板倾斜45°放置养护7天后,进行防火性能测试。

        1.3.2测试与表征

        (1)防火性能测试:模拟中国建筑金属结构信息网防火涂料GB14907?2002所规定的防火性能测试方法,将制得的样板放置于煤气喷灯上,调整煤气喷灯高度,使得涂层充分暴露在外焰中,从煤气喷灯点燃开始计时,调整火焰使之平稳燃烧,测试钢板背面的温度采用热电偶温度计(型号Center305,台湾群特公司)。(2)溶胀程度测试:按设定比例称取环氧乳液和固化剂,混合均匀,在平整玻璃板上涂刷,完全干燥后剥离样品,常温下,将样品称质量后放入苯中,放置1天后取出,完全擦干表面液体,称质量,再置于烘箱内烘干,再次称质量。溶胀质量变化率计算方法:(浸泡干燥后称质量值-原始称质量值)/原始称质量值(%)。(3)热分析测试:环氧清漆按配方在玻璃板上涂刷成膜,剥离后测试;防火助剂样品烘干至恒质量后测试。①TGA测试:TA公司Q500,升温速率20℃/min,温度范围0~600℃,氮气气氛保护,流速20mL/min;②DSC测试:PE公司Pyris1,升温速率10℃/min,温度范围0~300℃,氮气气氛保护,流速20mL/min。

        文章来源:中国建材网www.bmlink.com
  • 点击下载

  • "欢迎大家转摘!转载须注明中国建筑金属结构协会建筑中国建筑金属结构信息网网(www.CCMSA.com.cn)谢谢合作!"



文章标题
建筑中国建筑金属结构信息网网--中国建筑金属结构协会建筑中国建筑金属结构信息网分会官方

Baidu
map
Baidu
map