无机颜填料对膨胀型防火涂料耐火性能的影响

data-full-width-responsive="true"> 无机颜填料对膨胀型防火涂料耐火性能的影响吴润泽，王桂银，刘 棋，张 斌，张孟菲（江苏省钢结构重防腐防火涂料工程技术研究中心，江苏常州 213119）0 引言被动型防火材料广泛用于保护钢结构，使其免遭火场高温的直接作用，延长钢结构达到临界温度的时间，提高整个钢结构建筑物在火场中的稳定性、可靠性。按机理分类，被动型防火材料可分为非反应型和反应型，前者如防火板、防火砖等，而后者最典型的就是膨胀型防火涂料。从理论上来讲，常态下膨胀型防火涂料的外观平整，装饰性好。在高温条件下，涂层会发生一系列化学反应，促使涂层体积发生数倍或数十倍的增长，涂层增长形成的泡沫状隔热层（以下称炭层）对钢结构形成保护作用。膨胀过程主要由炭源（如季戊四醇）、酸源（如聚磷酸铵）、气源（如三聚氰胺）三者与成膜树脂协同反应而成。很多研究表明：聚磷酸铵及其分解产物非常活泼，能够与很多无机物反应生成热稳定性较好的磷酸化合物。基于上述观点，推测无机颜填料因其与聚磷酸铵或其分解产物之间的某些化学作用，可能会对膨胀型防火涂料炭层的形成过程、终态等产生重要影响。为了初探无机颜填料的作用，本研究选用钛白粉和硅藻土，考察其对膨胀型防火涂料炭层膨胀高度、烧蚀率及耐火性能等的影响。1 实验部分11 原料聚醋酸乙烯酯（PVA）乳液Emultex FR 797，昕特玛公司；膨胀阻燃填料聚磷酸铵（APP）APP222H，普噻呋公司；三聚氰胺（MEL），中原大化公司；季戊四醇（PER），宜化化学公司；硅藻土（牌号TS1），宜兴君联物资有限公司；金红石型钛白粉（牌号R215），中核华原钛白股份有限公司。R215 钛白粉产品规格见表1。硅藻土的化学组成见表2。12 涂料的配方PVA 基防火涂料的配方见表3。13 制备工艺先将膨胀阻燃填料加入到水中，包括预分散和研磨分散两个过程。然后在研磨好的浆料中加入PVA 乳液，混合均匀即可。14 性能测试141 样板的制备在经过除油处理的钢板（80 mm40 mm12 mm）上，涂覆一道防火涂料（干膜厚度约1 mm），室温放置24 h 后，放入50℃烘箱干燥至恒重，然后进行耐火性能测试。142 耐火性测试在中航百慕新材料技术股份有限公司研发的膨胀型涂料防火性能快速测试装置（见图1）上进行耐火性能测试。该装置可按ISO 8341 ：1999 升温曲线升温，实际炉温与ISO 8341 ：1999 升温曲线接近，温度场重复性好，测试结果对配方筛选及原料调整有很强的指导意义。测试前先测量钢板的质量、涂层干膜的厚度，以及涂层和钢板的总质量，然后将同一配方的两块试样背对背，用夹子固定在特种钢片两边，再整体垂直放置在炉膛内耐火垫块上，最后将嵌有背温热电偶的炉膛上盖安放好，并确保背温热电偶正好插入特种钢片的中心槽内，以实时测试试验过程中待测钢板的背温，背温达到580℃视为耐火极限。安装就位后，打开总电源开关，此时数据采集器进行初始化，同时数显面板启动就位，观察设备数显正常后，接通主回路开关（矽碳棒通电），启动程序控制仪进入运行状态，调整电流达13A，装置开始正常运行。当试样背温达到580℃时报警并停止试验，用移动存储设备从数据采集口拷贝测试时间及对应的设定温度、实际炉温和钢板背温。143 烧蚀率测试以试验后的炭层质量与实验前涂层干膜质量之差为失重，失重与实验前涂层干膜质量的比值为烧蚀率，用百分数表示。