热分析技术在膨胀型防火涂料研究中的应用

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1、热分析技术在膨胀型防火涂料研究中的应用摘耍：通过热分析技术对膨胀型防火材料的分析，研究它们的热分解过程及其相互作用的情况，探讨其阻燃机理，以便为阻燃剂配方的合理选择提供依据。关键词：热分析技术膨胀型防火材料阻燃剂前言：作为重要的功能涂料，优质防火涂料的研制是H前涂料科学界较为热门的研究课题之一。膨胀沏防火涂料的膨胀发泡与膨胀体系屮各组分受热的变化特性宥着及其重要的关系，为了获得&好的膨胀发泡隔热火层，使用于体系的各宥关组分必须在特定温度范围AM吋发生反应，以达到各相关组分在涂层的膨胀发泡吋协同作用。这是膨胀型

2、防火涂料研究屮最重要和最关键的技术问题。解决这一技术问题时如果不借助热分析技术手段，技术人员通常需要花费大量的时问进行配方、涂刷和耐火试验，是一个相当繁重的工作，需要耗费大量的人力和财力资源。完成一次比较完整和宥代表作用的耐火性能试验需耍二十天左右。根据膨胀防火涂料的防火原理，利用热分析手段与实际的试验工作相结合的办法开展膨胀型防火涂料的研究工作，可以避免人力物力的浪费，节约吋间，提高工作效率。1膨胀型防火涂料的特性概述防火涂料属于涂料中特殊品种，膨胀型防火涂料又是防火涂料中的特殊品种，防火涂料与普通涂料的主

3、要区别是必须在遇到火灾时能发挥隔热防火的作用，也就是体系屮必须含有在遇到火灾高温时起到隔热防火的隔热防火成分。隔热型防火涂料体系屮含有大量的隔热防火成分，膨胀型防火涂料的隔热防火则是通过受到火灾时体系自身膨胀发泡形成隔热防火的炭质泡沫层。膨胀型防火涂料通常由基料、防火助剂（包括脱水剂、成炭剂、产气剂）、膨胀调节剂、颜料、助剂、稀释剂（或称溶剂）等组成m。2膨胀型防火涂料的防火原理膨胀型防火涂料展发泡型，主耍由酸源，炭源和发泡剂等组成，遇火或高温时，在上述三种主耍成分的协同作用卜涂M可急速膨胀几十倍成泡沬状炭

4、化从而冇效地限止底材着火，可用于防火等级高的场所。膨胀型防火涂料主要是凝聚相起作用，在材料受热吋，聚合物阻燃体系形成一层蓬松多孔的炭层，从而起到隔热、瞞氧的作用；减少了聚合物热降解时挥发性可燃物的生成量，进而达到阻燃和抑烟的目的。正是由丁•膨胀炭层的生成克服了聚合物燃烧时的滴落现象，制止了火焰的传播和蔓延，才赋予了该防火涂料优于其它防火涂料的独特的性质。3热分析技术的简介3.1热分析技术概念热分析技术：是研究物质在加热或冷却过程屮其性质和状态的变化，并将这种变化作为温度或时间的函数來研究其规律的一种技术。（或

5、是在程序控制温度下（即用固定的逨度加热或冷却温度与吋间的线性关系）测暈物质的物理性质与温度关系的一类技术）。3.2热分析技术的分类及工作原理热分析技术主要应用于研究物质的各类转变与反应（如玻璃化转变、结品一熔融、脱水、热氧化等）。热分析技术早已广泛用丁•材料的可燃性和附燃性评价的研究。热分析法分为热重法（TG）、差示扫描量热法（DSC）、差热分析（DTA）等。TG是程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系。它对被分析物质的降解过程加以记录，得出分析过程屮的质量变化及失重速度，进而对其可燃性和燃烧过程中的稳定

6、性作出评估［21。DSC是在程序控温下，测量输入到物质和参比物的功率差与温度的关系的技术。DTA是指在程序升（降）温下，巾于试样的吸、放热效应，测量在试样和参比物之间形成的温度差。这种热效应是由于试样在特定温度转变或反应产生的。由于防火涂料的受热期间儿乎处于不断变化的动态体系，因此可利用热分析技术研究防火涂料随温度的变化，其重量及热效应的变化情况，井联合使用红外光谱分析初步分析阻燃体系的微观阻燃机理，为评价防火涂料的阻燃性能提供宥效的手段和选择合理配方提供重耍的依据。3.3热分析技术的作用目前来说，热分析技术

7、主要应川于以下领域：（1）在材料性能、结构的研究屮以及产品生产与质暈控制过程屮提供检验方式。（2）为生物材料以及分子生物学研究提供提理论分析I:具。（3）为各种学科的动力学研究与热力学研究提供快速、便捷的研究手段，应用范围广、样品用量比较少。（4）进一步丰富研究内界，为分析化学与热化学提供新的研究方法。（5）通过建立各种物质的热分析曲线图，为物质鉴定提供重要的依据。4热分析技术在膨胀型防火涂料热相关原材料的热特性分析4.1XKJ复合饰面型防火涂料的热重分析阁1是XKJ复合饰而型防火涂料的热重曲线阁（TG）和微

8、商热重曲线阁（DTG）131,图中宥两个热失重峰，在150〜250°C之间，失重较快，失重率约为16.96%;340〜450°C吋，失重最迅速，失重率约为38%左在45CTC以后，失重很缓慢，出现平台。在温度为204°C处为第一个吸收峰，可认为它的出现是防火涂料的基料（苯内乳液）的某些基I才I放出小分子（如CH4等）和多聚磷酸铵分解，放出少景的H2O和NH3的结果；在温度为397°C处为第二个吸收峰