浅析防火涂料的研究与发展方向

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1、浅析防火涂料的研究与发展方向摘要：防火涂料涂覆于物体表面，在遇火时涂膜本身难燃或不燃，对基材有较好的保护作用，为灭火和人员撤离赢得了时间。因此对它的研究和应用已引起了世界各国的高度重视，本文就防火涂料的研究与发展方向进行浅析。关键词：防火涂料阻燃机理评估方法随着高分子材料在各种场合的广泛应用，火灾的潜在危险也在增加，许多建筑物构件在高温下失去荷载能力导致建筑物坍塌，给人们生命财产造成巨大损失。防火涂料涂覆于物体表面，在遇火时涂膜本身难燃或不燃，对基材有较好的保护作用，为灭火和人员撤离赢得了时间。因此对它的研究和应用已引起了世界各国的高度重视。一、防火涂料阻燃机理研究关

2、于防火涂料阻燃机理的报道较少，而且主要是一些定性的讨论，但从防火涂料研究和生产单位在实行工作中遇到的一些问题来看，对防火涂料的阻燃机理进行研究势在必行，其理论意义和实际意义都非常重大。1.非膨胀型防火涂料的阻燃机理防火涂料在燃烧中吸收大量的热量，使温度难以上升，其自身不燃烧并形成一层隔绝氧气的釉状保护层，对物体起到一定的保护作用，但隔热性能较差。2.膨胀型防火涂料的阻燃机理膨胀型防火涂料平常保持普通涂膜状态，遇火时，涂层发生软化熔融，膨胀形成海绵状或蜂窝状炭化层。对磷-氮-炭的防火膨胀体系用热分析（TG和DTA）、扫描电镜（SEM）能谱仪（EDS）和X射线衍射(XRD

3、)等方法研究得到如下结论：脱水成炭剂(APP)受热分解生成酸；多羟基碳化剂（季戊四醇）在酸的催化下脱水分解成炭；基料中树脂受热熔融在发泡剂（三聚氰胺）的作用下膨胀发泡，同时进一步形成炭化层。根据X射线衍射图分析表明，这种炭化层属于无定型炭结构，其实质是石墨的微晶体，所以一旦形成这种泡沫状炭化层，其本身很难燃烧，又有很好的隔氧、隔热作用，有效的阻止燃烧继续进行。3.防火涂料的阻燃机理有以下几种凝集相界面反应的阻滞；能阻滞气体燃烧的气体阻燃剂的气相反应；阻燃剂吸热分解或吸热气体反应对燃烧的阻滞；产生能稀释气相反应物浓度的不燃气体；形成能阻碍对底材供热或阻滞反应物转移至火焰

4、区域的隔离区。二、防火涂料的评估方法研究产品的标准和方法标准给防火涂料的研究开发、推广应用和产品质量监督管理提供统一的技术依据。但由于材料在温度条件下的复杂性，单一的评价方法很难表征防火涂料的阻燃特性，特别是随着科学技术的发展，对阻燃材料的评估的目标是力求实验结果与实际情况之间具有较好的关联性。为了全面的表征一项阻燃产品，从阻燃体系的各种原材料开始到阻燃制成品在不同环境条件下，在不同温度受热条件下，直至不同燃烧状态下的气相和凝聚相的分解产物都要进行分析，并进行与实际使用性能有关的评价，即要从阻燃产品的外观色泽开始，直至分解气体的毒性都要进行分析、鉴定和评价。因此，必须

5、综合地运用各种分析测试方法。先进的涂料检测技术目前对防火涂料的常规检权在于外观、颜色、光泽、粘度、表干时间、固体含量、硬度、冲击强度、粘结强度、耐水性等宏观检测来评价防火涂料性能。将X射线分为析仪、X射线光电子光谱仪、自动电子光谱仪、离子微分析仪、富里叶红外光谱、紫外光谱仪、红外光谱仪、核磁红振仪、色差计、锥形量热仪、热分析仪、扫描点镜现代化仪器用于涂膜性能测验，可深入到内部测验试结构和界面状态，进行微观控制，对研究产品的阻染机理，产品配方的设计、研制、改性，产品烟和毒性气体的释放、火模型化研究以及高分字产品阻燃的研究、开发和应用具有很大的促进作用。三、防火涂料的发展

6、方向防火涂料关键部分是阻燃剂，近年来，阻燃技术的研究和阻燃产品的开发应用已受到各界重视。主要的发展方向有：1.开发多效、高效、低水溶性脱水成炭催化剂和发泡剂。2.多种阻燃剂协同作用合理搭配。3.环保型防火涂料目前保护环境、节约能源的呼声越来越高，防火涂料也随着整个涂料工业向节能、底污染、高性能方向发展。水性涂料由于无毒安全、节约资源、保护环境、成为建筑涂料发展主要方向，也将是涂料品种革的最终归宿。坚持发展水性防火涂料，尽量减少或避免因生产、施工或燃烧造成环境污染和人身危害，研制水星膨胀型防火涂料将成为主要发展方向，同时着眼与一步提高涂层的耐水性、防火性及装饰性。4.膨

7、胀型和非膨胀型防火涂料相结合配方中既含有膨胀型组分，又含有较多耐火填料组分，还假如高熔点的无机纤维等，使涂料在高温火焰作用下形成低膨胀率的高强灰化层，确保膨胀涂层长时间耐火隔热而不脱落。例如。LB钢结构膨胀型防火涂料就采用无机和有机复合粘结剂。而在P——C——N膨胀防火体系中加入新型耐火绝热材料，起到“晶核”和“钢筋”的作用。5.采用辐射交联、等离子改性接枝等技术进行高分子材料阻燃改性研究。国内外在阻燃剂方面努力向超细化、微胶囊化、表面处理、协同增效复合化等方面进行产品开发。新型卤系阻燃剂的发展趋势是提取高分子量，改进分子结构，添加防滴落助剂，提高耐