水性超薄型钢结构防火涂料制备与性能研究

以氯偏与硅丙混合乳液作为成膜物质，聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺与氯化石蜡拼合作为膨胀阻燃体系，氢氧化镁和氢氧化铝作为复合阻燃添加剂，水为分散介质制备了水性超薄型钢结构防火涂料。采用单因素分析和正交试验结合得到了制备最佳条件是，成膜乳液中氯偏／硅丙为2：1，膨胀阻燃体系中聚磷酸铵／季戊四醇／三聚氰胺与氯化石蜡为5：3：3，涂料中乳液／膨胀阻燃体系／填料为5：11：2。 将涂料中的聚磷酸铵、氢氧化镁和氢氧化铝利用硬脂酸进行改性。利用改性的聚磷酸铵明显改善了无机成分在涂料中的分散性，从而改善涂料的理化性能和有效延长了涂料的耐火时间。红外光谱和扫描电镜分析显示，改性的氢氧化镁和氢氧化铝在乳液中分散良好。改性的氢氧化镁和氢氧化铝混合阻燃添加剂除了改善涂料理化性能和延长涂料的耐火时间外，还起到了很好的消烟作用。 防火涂料涂层和组分——聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、氯化石蜡的热重和差示扫描量热分析表明，涂料中各组分协同效应好；涂膜受热软化时，其中的气源组分发生分解并产生气体，气体的逸出使软化了的涂膜鼓泡膨胀；同时，酸源组分分解放出游离子酸，使成炭剂脱水形成炭架，最终形成绝热性良好的膨胀发泡层。对涂料受热膨胀后期形成的白色无机层进行X射线衍射分析显示，白色无机层主要由二氧化硅、二氧化钛和焦磷酸钛等组成，指出涂料受热后期主要靠无机填料隔热阻燃。 所制水性超薄型钢结构防火涂料具有良好防火性能、环境友好，具有广阔的应用前景。