游潘丽,郑群茹(西昌学院工程系,四川西昌615013)

    摘要:研究了乳液的玻璃化温度对防火涂料阻燃性能的影响。试验发现:不同玻璃化温度的不同类型乳液制备的防火涂料,阻燃性能不同,玻璃化温度越低其阻燃性能越好;玻璃化温度相近的防火涂料,阻燃性能相近;不同玻璃化温度的同一类型乳液防火涂料,阻燃性能不同。乳液玻璃化温度对防火涂料的阻燃性能有关键作用。

    关键词:玻璃化温度;乳液;阻燃性能;膨胀防火涂料

    0引言

    防火涂料作为一种高效、简便、适用性广的建筑物防火材料,正越来越引起人们的重视。乳液型膨胀防火涂料已在防火涂料中占有越来越大的比例,它由高分子乳液、膨胀阻燃体系、无机填料和各种助剂组成。防火涂料在高温或火焰作用下,涂层剧烈发泡炭化,形成一个比原涂层厚几十倍乃至几百倍的难燃性海绵状炭质层,该层炭质层的形成对防火作用有四方面的贡献:(1)断绝火焰对底材的直接加热;(2)涂层的软化、熔融、膨胀等物理变化及聚合物、填料、助剂的分解、蒸发和炭化等化学作用将吸收大量热量;(3)隔绝底材与空气的接触;(4)分解出的不燃性气体能冲淡氧气的浓度[1-4]。

    乳液作为水溶膨胀型防火涂料的基料和成膜物质,对膨胀防火涂料的性能有重大的影响。一方面它有较强的粘结作用,可把涂料中的各种组分粘合在一起,涂料干燥后能形成坚固的涂层,在高温下熔融成具有一定黏度,能够包覆发泡剂产生的一定气体,体系膨胀,并使气孔细小均匀;另一方面,涂层遇火时,作为高分子材料,同样分解炭化,能在火焰灼烧或高温条件下具有难燃性和优良的膨胀发泡性能[5-7]。

    乳液从玻璃态转变为高弹态的温度。在玻璃化转变温度时,乳液的比热容、热膨胀系数、黏度、折光率、自由体积以及弹性模量等都要发生一个突变[13-15]。从分子结构上讲,玻璃化转变温度是乳液无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松驰现象,在玻璃化转变温度以下,乳液处于玻璃态,分子链和链段都不能运动,只是构成分子的原子(或基团)在其平衡位置作振动,而在玻璃化转变温度时,分子链虽不能移动,但是链段开始运动,表现出高弹性质,温度再升高,就使整个分子链运动而表现出粘流性质[16]。

    本文就乳液的玻璃化温度对防火涂料的阻燃性能进行研究。

    1实验部分

    1.1原料及设备

    国产工业级乳液:聚醋酸乙烯A,Tg17～19℃、纯丙乳液A,Tg25～27℃、纯丙乳液B,Tg18～20℃、乙丙乳液A,Tg31～32℃、乙丙乳液B,Tg19～20℃、苯丙乳液A,Tg38～40℃、苯丙乳液B,Tg16～18℃;聚磷酸铵(APP):n>20;季戊四醇(PE);三聚氰胺(MEL);硅灰石;二氧化钛;二氧化硅;尿素(以上原材料均由工厂提供);其他助剂(国产和进口)。QJF型两用机(天津伟达试验机厂);QNZ型斯托默黏度计(天津伟达试验机厂);pHS-25数显pH计(雷磁);恒温干燥箱;刮板细度计(天津伟达试验机厂);五层胶合板;天平;羊毛刷等。