第六章防火、阻燃涂料

第六章 防火、阻燃涂料
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⑤阻止有焰燃烧的链锁反应
有机可燃物受热氧化时常分解为羟基游离基并放出大量
的热，引起链锁反应：
CO+OH·→CO2+H·(放热)
H·+02→OH+O·(连锁反应)
加入卤素的有机物可以阻止链锁么应的发生，因为它在
高温下能分解出卤化氢捕捉羟基游离基，使链锁反应终止。
OH·+HX→H2O+X·
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按防火原理，防火涂料可分为两大类:
膨胀型防火涂料（难燃型）
防火涂料
难燃性（有机涂层）
非膨胀型
不燃性（无机涂层）
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第一节 防火涂料的基本原理
防火涂料本身的不燃性或难燃性是防火涂料的重要前提， 有机聚合物（树脂）一般都是可燃或易燃的，为使其难 燃化： 1、可向有机聚合物中引入难燃元素如B、Al、N、P、Sb、 F、Cl、Br，I等； 2、在涂料中添加难燃剂、阻燃剂或其它助剂。 一、燃烧的条件 可燃物质 助燃剂------空气，氧气，氧化剂， 火源----火焰或高温的作用。
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3.无机填料
在非膨胀型防火涂料中占有较大的比重，并对涂层的防火性能有重大
的贡献。
常用的有：Sb2O3、AL(OH)3,石棉粉，云母粉，磷酸锌，磷酸铝， TiO2,SiO2, 高岭土，碳酸钙，氧化锌，ห้องสมุดไป่ตู้藻土，滑石粉，硼酸锌。 4.配方
氯磺化聚乙烯(基料)
10
氯化石蜡(基料、添加剂) 100
水玻璃，硅溶胶，磷酸盐，水泥。 2、填料
氧化铝，石棉粉，锌钡白，高岭土，滑石粉， CaCO3,ZnO,硅藻土，珍珠岩，耐火土，钛白粉等。由于自身 的不燃性和高温下形成的类似于油膜样的物质封闭保护基材， 使之隔绝空气而不燃烧，其缺点是与基材附着力低，易受潮， 龟裂，粉化，剥落，装饰性不好。
改进措施： ①可将有机硅树脂系和钛酸酯系树脂与无机涂料组分拼 用。②在水玻璃中加氟硅酸钠，氟硅酸锌可改善其耐水性。 ③在无机防火涂层的基础上，配套有机防水层，可提高其使 用寿命。 多用于建筑防火或暂时性防火保护。
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②形成熔融覆盖层以隔绝与空气的接触。 聚磷酸盐，硼酸盐，硼酸等在高温下可形成不燃性的粘 稠熔融体，将可燃物覆盖起来，隔绝与空气的接触，达到阻 燃目的，另外，在涂层中的成膜物质失去作用后，它们可以 粘结填料和碳化层并牢固地附着于底材上，还能起到封闭作 用。 ③发生吸热反应，抵消外部热源 。有些难燃剂，如 Al(OH)3 在高温下能发生吸热反应，使底材温度迅速降低， 延滞燃烧的进程。 ④改变热分解反应历程，阻止放热量大的反应发生。 磷酸铵，聚磷酸铵、有机磷酸酯、硼酸铵、硫酸铵等。 在高温作用下能使含羟基的有机聚合物发生脱水成碳反应或 生成热稳定性高的酯，呈熔融的粘稠体将碳层覆盖起来，避 免生成CO2的放热反应。
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二、防火涂料的基本原理 1.以难燃或不燃的涂料将可燃物封闭起来，避免与空 气接触。 2.必须隔绝对被保护物体的任何形式的热量传播，如 形成膨胀隔热层，或利用高导热和高反射性能的涂层排 除热量或利用吸热的化学反应抵消外部热源的作用。 3.难燃树脂和难燃剂的作用。 ①形成泡沫炭化层来阻挡外部热源。有机难燃剂如聚 磷酸盐、有机磷酸酯 ，在成炭剂、发泡剂的共同作用 下，使涂层受高温作用时发生膨胀和碳化，形成导热性 很小的海绵状碳化层，从而起到阻拦外部热源的作用， 达到延滞燃烧的目的。
水性树脂在非膨胀型防火涂料以及膨胀型防火涂料中的应用发展 很快。例如聚醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸酯乳液、偏氯乙烯 -丙烯酸酯共 聚物乳液、氯丁橡胶乳液等。 2.难燃剂
主要作用是增加涂层的难燃性和改善有机涂层的性能。 常用的难燃剂有：氯化石蜡+溴联苯醚，磷酸三丁酯，三（ 2·3--二溴丙基）磷酸酯，烷芳基磷酸盐，三（ 2—氯乙基）磷酸酯，硼酸， 硼酸锌，硼酸铝等。
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第三节膨胀型防火涂料
膨胀型防火涂料成膜后，在常温下是普通的漆膜。在火焰或高温作用下，涂
层发生膨胀炭化，形成一个比原来膜厚度大几十倍甚至上百倍的不易燃的海绵 状炭质层。它可以隔断外界火源和空气起到阻燃作用。
在火焰或高温作用下，涂层发生软化、熔融、蒸发、膨胀等一系列物理和化 学变化，可吸收 大量的热，对被保护物体的受热升温起到延滞作用。
含卤素的树脂具有较好的难燃自熄性，氯化橡胶，氯化醇酸树脂， 氯化聚酯，聚偏二氯乙烯，氯化环氧，聚氯乙烯，过氯乙烯，偏氯乙 烯---氯乙烯共聚物，氯磺化聚乙烯橡胶，氯化石蜡等，可用作有机防 火涂料的树脂，它们常与Sb2O3配制成有机防火涂料。
另外，环氧，醇酸，酚醛树脂也可用作有机防火涂料的基料，与 阻燃剂和无机填料配伍也可制成有机防火涂料。
Al(OH)3 (填料)
450
已二酸二辛酸(增塑性)
80
石棉(填料)
10
Sb2O3
40
三(2,3--二溴丙基)磷酸
20
酯(阻燃剂)
聚丁烯（液体）
20
低分子量聚异丁烯
40
三(2,3--二溴丙基)磷
15
酸酯
Sb2O3
20
Al(OH)3
180
十溴代联苯醚
20
防火短纤维
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二、非膨胀型无机防火涂料 1、粘合剂
涂层在高温下可分解出不燃气体，稀释了空气中可燃气体及氧的浓度，抑制 了燃烧的进行。
膨胀型防火涂料的组成如下：
1.基料 ①水性树脂：聚醋酸乙烯乳液，氯乙烯-—偏二氯乙烯共聚物乳液，
氯丁橡胶乳液，聚丙烯酸酯乳液，水溶性三聚氰胺甲醛树脂，聚乙烯醇 等。②含氮树脂，三聚氰胺甲醛树脂，聚氨基甲酸酯树脂，聚酰胺树脂， 丙烯腈共聚物等，它们在受热时分解，放出不燃性气体冲淡可燃气体和 空气。③其它树脂：氯化醇酸树脂，氯化环氧树脂，氯化橡胶，溴化环 氧树脂等。 2.脱水成炭催化剂
X·+HR→HX+R·
⑥分解出的惰性气体将可燃性气体稀释。
含氮化合物，含卤素的有机化合物，碳酸盐等在高温下
分解出不燃性气体NH3，H2O，CO2，HCL，HBr等，能冲淡可燃 性气体和空气，起到延滞燃烧的作用。
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第二节 非膨胀型防火涂料
一、非膨胀型有机防火涂料 1.树脂的选择
第六章 防火、阻燃涂料
防火，阻燃涂料除具有一般涂料所具有的保护性和 装饰性以外，还应有两个特殊的性能:
1、涂层本身具有不燃性或难燃性，能防止被火焰点 燃;
2、能阻止燃烧或对燃烧有延滞作用即抑制燃烧的扩 展，从而使人们有充足的时间进行灭火工作，应该强调， 单靠防火涂料来灭火是不大可能的。
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