防火涂料研究
日期:2013-04-19 15:45
燃气体
膨胀层的形成过程
膨胀防火涂料受热时,成炭剂在催化剂作用下脱水成炭,炭化物在发泡剂分解的气体作用下形成蓬松、有封闭结构的炭层。
在整个过程中,要求催化剂分解放出酸类物质、成炭剂脱水炭化、发泡剂分解产生气体三个步骤在变化的温度、时间、速度方面要基本协调一致。
①成炭反应膨胀型防火涂料受热时发生无机酸与多羟基化合物的反应,以APP(聚磷酸铵)和PER(季戌四醇)的反应为例,成炭反应过程分几步进行。首先210℃时APP长链断裂而生成磷酸酯键,失去水和氨后,可以生成环状磷酸酯,反应最终产物的结构决定于初始PER/APP的摩尔比。此外,PER在APP作用下可能发生分子内脱水生成醚键。若继续升高温度,通过炭化反应,磷酸酯键几乎完全断裂,生成不饱和富碳结构,反应中可能有Diels Alder反应,使得环烯烃、芳烃及稠烃结构进入焦炭结构。
②膨胀反应膨胀炭层的最后体积以及封闭小室的形状将决定于成炭时放出气体数量以及成炭物的黏度。发泡必须满足气体释放过程与炭化过程相匹配。尿素便不能与APP-PER体系很好匹配。虽然尿素可以释放70%的气体,但他的分解温度(150~200℃)与膨胀炭层形成的温度(APP-PER体系)280~320℃相比太低。三聚氰胺作为发泡剂的作