正文 4.1 膨脹型阻燃塗料的研究現狀(3 / 3)

唐勇等[120]以采用磷酸、季戊四醇、三聚氰胺幹法合成的具有雙螺環磷酸酯結構三位一體膨脹阻燃劑作為阻燃劑體係製備超薄型鋼結構防火塗料,阻燃塗料具有膨脹效果好,炭層黏結能力強,耐火時間長等優點。

M.C.Yew等[121]以聚磷酸銨為酸源、三聚氰胺為氣源、季戊四醇為碳源,以副產物矽焦油(SF)為交聯劑,雞蛋殼(CES)為填料製備了一種膨脹型阻燃塗料。研究表明,矽焦油和蛋殼與阻燃劑體係混合使用在阻燃塗料中,塗料的阻燃性能最好,具有最好熱穩定性、膨脹性以及致密的表麵結構。

Li等[122]以聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺為阻燃劑體係,與樹脂、溶劑製備了一種膨脹型阻燃塗料。采用矽化錳(MnSi2)和膨脹型石墨(EG)為改性劑來提高阻燃塗料性能。研究表明,MnSi2/EG提高了炭層的抗氧化性能,同時對塗料的阻燃性能具有很好的協同作用。此外,Li等[123]還研究了MnO3、Fe2O3為改性劑對阻燃塗料的熱穩定性的影響,結果表明,MnO3、Fe2O3的加入,提高了阻燃塗料的殘炭率和熱穩定性。燃燒炭層SEM分析表明,MnO3、Fe2O3能明顯改善炭層內外表麵結構,能有效提高膨脹阻燃塗料的熱穩定性。

Wang等[124]以F-963丙烯酸樹脂為基料,以聚磷酸銨(APP)、雙季戊四醇(DPER)、三聚氰胺(MEL)為膨脹阻燃體係製備了一種膨脹型阻燃塗料,並用nano-SiO2為改性劑對塗料體係進行研究。研究表明,nano-SiO2能夠改善阻燃塗料體係高溫下炭層的形成以及抗氧化性能。此外,Wang等[125]還采用nano-LDHs和nano-TiO2對APP/MEL/PER膨脹型阻燃塗料進行改性研究,nano-LDHs有助於APP/MEL/PER體係炭層和納米炭孔結構的形成,納米炭孔結構對炭層的抗氧化性能具有促進作用,能夠明顯提高阻燃塗料的抗老化性能,同時對塗料的阻燃性能也有顯著提高。

近年來,隨著國內阻燃塗料市場需求量不斷增加,阻燃技術得到突飛猛進的發展,各種阻燃塗料層出不窮。但是,在生產中切實可行而且較為成熟的阻燃整理技術較少,許多方法或多或少存在一些問題,如阻燃效果差,發煙量大,影響材料的原有性能和塗料的耐性以及汙染環境和對人體有害等。其中以P-C-N體係膨脹阻燃塗料是國內外應用最為廣泛的一類阻燃塗料,但據有關方麵的反映和市場調查結果顯示,該類型的膨脹型阻燃塗料主要存在耐水性、耐濕熱性問題和阻燃等級較低等問題[112]。同時,阻燃塗料高昂的價格也是難以進行市場推廣的一大因素。目前保護環境、節約能源的呼聲越來越高,阻燃塗料也隨著整個塗料工業向節能、低汙染、高性能方向發展。因此,提高阻燃塗料的環境適應性,改善塗料的阻燃性能,開發環保型膨脹阻燃塗料,是阻燃塗料發展的一大挑戰,也是亟待解決的問題。

在中共十八大加強生態文明建設的新環境下,膨脹型阻燃塗料的發展在阻燃性能、裝飾性能優越的基礎上應更加注重對生態環境的保護。目前,從製備膨脹型阻燃塗料的原料出發,選擇綠色環保的生物原料作為膨脹型阻燃塗料有效成分的研究還相對較少[126、127]。因此,以生物資源為依托,開發低煙無毒、高效阻燃、裝飾美觀的綠色環保膨脹型阻燃塗料體係的研究定將成為阻燃材料領域的前沿和熱點。

本章利用天然茶皂素具有良好的發泡性能,代替傳統膨脹阻燃劑中的三聚氰胺,充當發泡劑的作用,製備複合型茶皂素阻燃塗料,並對阻燃塗料的燃燒和熱解性能進行研究和分析。