《环保超薄型钢结构防火涂料及其配方设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环保超薄型钢结构防火涂料及其配方设计（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【关键字】结构环保超薄型钢结构防火涂料及其配方设计摘要：从环保型树脂乳液、阻燃剂、颜料等方面考虑，设计了超薄型钢结构防火涂料，产品已达到中国环境标志产品技术要求规定的各项有害物质限量指标。关键词：环保；超薄；钢结构防火涂料；阻燃1 前言防火涂料按其涂膜厚度分为厚涂型、薄涂型和超薄型三种，其中超薄型钢结构防火涂料用 量最大，约占防火涂料的90，但一般为溶剂型体系，虽然耐火性能优越，但在生产、施 工中污染环境，有害人体健康，所以安全无毒、无空气污染、施工工具易于清洗的水性环保 超薄型钢结构防火涂料成为人们关注的焦点，越来越受到人们的重视，成为研究的发展方向 之一。以超薄型钢结构防火涂料的环保性为研
2、究目标，注重原材料环保指标的控制，一方面在生 产和配制过程中，使用水作溶剂和分散介质，减少挥发性有机化合物VOC）的含量；另一方 面对产品的主要物质成膜物做出选择，选择耐火性能好、理化性能高、符合环保要求的 树脂。2 原材料的选择21 树脂乳液的选择成膜物对环保超薄型钢结构防火涂料的性能有很大影响，多种树脂乳液均可作成膜粘结 剂，如氯偏乳液、氟树脂乳液、水性环氧树脂、丙烯酸弹性乳液、硅丙乳液等，用相同的 防火阻燃体系，不同的成膜粘结剂制成防火涂料后，比较其各方面性能，结果见表1。表 1 不同树脂乳液的防火涂料性能比较2mm涂层发树脂名称泡高度 /mm炭化层质量 发烟量理化性能氯偏乳液16较坚固
3、较多合格水性氟树脂18坚固致密较多合格水性环氧树脂16较疏松较少合格丙烯酸弹性乳液20坚固致密较少合格硅丙乳液15较疏松较少合格苯丙乳液7较坚固较多合格醇丙乳液10较坚固较多合格由表1 可以看出，水性氟树脂和丙烯酸弹性乳液的炭化层质量防火性能最好，而水性环氧 树脂、丙烯酸弹性乳液、硅丙乳液的发烟量少，对环境造成污染小，环保性好。氯偏乳液 和水性氟树脂等含有卤素的乳液，在燃烧时生成大量的烟和有毒气体及腐蚀性的气体，可导 致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其他金属物件的腐蚀及对人体呼吸道和其他器官 造成危害；水性环氧树脂必须加入固化剂才能成膜，给生产、施工带来不便，考虑到涂层在 正常工作条件下具
4、有各种使用性能和环保性，又能在火焰或高温作用时不开裂，所以最后选 用丙烯酸弹性乳液，其制成的防火涂料涂层具有很好的弹性，防止涂层遇火开裂，提高耐火 极限。22 阻燃成分的选择阻燃剂主要作用是降低或阻碍燃烧。阻燃剂分解产生密度较大的不燃性气体或高沸点液 体，覆盖于保护材质的表面隔氧和防止可燃物的扩散；通过阻燃剂吸热分解或吸热升华，降 低聚合物表面温度，阻燃剂分解出大量不燃性气体，冲淡燃烧区域的可燃性气体浓度和氧浓 度，捕捉活性自由基，终止自由基的链式氧化反应，抑制挥发性可燃气体的生成。阻燃剂种类很多，大致分为四类：(1)无机化合物类，如三氧化二锑、氢氧化铝、硼酸锌、 偏硼酸钡等；(2)卤素化合物
5、类，如氯化石蜡、五溴乙苯、四溴丁烷等；(3)磷酸酯及卤化磷 酸酯类化合物，如磷酸三辛酯、磷酸三苯酯等等；(4)反应型阻燃剂，如各种酸酐、二溴苯 酚、四氯双酚A等阻燃剂。根据防火涂料的防火机理，本实验选用丁遇热膨胀发泡、不易 燃，能形成良好的碳质泡沫层，有效起到防火阻燃效果的聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇来 作阻燃剂。实验中三种阻燃材料所占质量比率分别为25%30%、10%15%、5%10%, 其中聚磷酸铵的聚合度大小，对涂层的性能也有很大影响。聚磷酸铵聚合度越高，则热稳定 性越好，发泡性越强，阻燃效果越佳，且不易吸潮，发烟量小，所以选用的聚合度为800 的聚磷酸铵。23 其他成分对超薄型钢结构防
6、火涂料来说，无机填料的比率较少，因其含量过高，会影响涂层的发泡 高度，达不到隔热目的，但其可使发泡层致密，提高强度，故采用了质量分5%8%的钛 白粉、2%5%的滑石粉、3%7%的重质碳酸钙，另外还有15%20%的水和少量消泡 剂、分散剂等。24 配方超薄钢结构防火涂料配方如表2所示。表 2 环保超薄型钢结构防火涂料配方原料质量分数 /%水1520丙烯酸弹性乳液1825聚磷酸铵2530三聚氰胺1015季戊四醇510钛白粉58滑石粉25重质碳酸钙37消泡剂0.10.5分散剂0.10.53 环保超薄型钢结构防火涂料的性能产品经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检测，依据国家标准GB14907
7、2002钢结构防火涂料技术要求来判定产品质量，其指标见表3。表3 环保超薄型钢结构防火涂料性能检测项目检测标准实测结果经搅拌后呈均匀细腻经搅拌后呈均匀细 在容器中状态状态，无结块干燥时间/表干W8h 初期干燥抗裂性不应出现裂纹粘结强度耐水性耐冷热循环性0.20 24涂层应无起层 发泡、脱落现象 15次涂层应无开腻状态，无结块2h 无裂纹0.4424h涂层无起层、发泡、脱落现象15次涂层无开裂、外观与颜色裂、剥落、起泡现象剥落、起泡现象 色同样品相比应无明涂层干燥后，同样 显差别品相比无明显差别耐火时间 涂层厚度 /mm 耐火极限 /hW2.000.201.02.002.0其产品外观细腻、手感光
8、滑，有很好的流变性能及开罐效果，可以调配成多种颜色，有很 强的装饰效果。在涂层相同厚度的情况下，耐火时间是标准要求的一倍，也就是说，在相同 要求耐火时间的情况下，涂层可以更薄，这样既减轻了钢构件的负重，又缩短了施工工期， 省时、省力、节省开支。另外，环保型超薄钢结构防火涂料与溶剂型超薄钢结构防火涂料相比，最大的特点具有环保 性、安全性。产品依据环境标志产品认证技术要水性涂料(HBC122002)规定的 各项有害物质限量指标，经国家建筑材料测试中心检测，完全符合环保要求，并于2004年 4月通过环境标志产品认证，检测结果如表4所示。表 4 防火涂料检测结果检测项目技术指标 检测结果苯、甲苯、二甲
9、苯乙苯/(mg/kg) W500 未检出卤代烃/(mg/kg)500 未检出甲醛及甲醛聚合物 /(mg/kg)10093.0汞 /(mg/kg)600.1铅 /(mg/kg)9013镉 /(mg/kg)751.9铬 /(mg/kg)600.7总挥发性有机化合物含量25010.3(TVOC)/(g/L)4 结论环保超薄型钢结构防火涂料其性能指标均达到GB14907-2002钢结构防火涂料国家标 准，在环保方面也达到国家环境保护总局2002年批准实施的环境产品技术要求HBC12-2002 环境标志产品认证技术要求水性涂料。产品符合设计要求和当今社会高效、环保发 展的趋势，市场前景广阔。此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本!
