膨胀型钢结构防火粉末涂料固化体系的选择

表面处理网讯3 固化体系的选择

3.1低温固化体系

如前所述由于本研究所采用的阻燃体系中APP（Ⅱ）的初始分解温度在170～180℃之间防火涂料在这个温度区间内固化成膜时可能存在APP（Ⅱ）组分的分解现象导致涂膜表面出现气泡若能降低涂层的固化温度至170℃以下甚至更低则有可能避免这一情况出现因此研究过程中分别选用环氧/聚酯型（1#）纯环氧型（2#3#）的低温固化型树脂/固化剂组合作为成膜基体研究了该阻燃体系在低温固化型粉末涂料中的阻燃防火效果结果见表3

耐火试验结果（图3）表明低温固化体系下虽然能够得到较为平整的涂层但是涂层本身丧失了阻燃防火能力在受到酒精灯灼烧时涂层开始燃烧因此本研究不采用低温固化体系作为防火涂料的成膜基体｜

3.2常温固化体系

常温固化体系下可供选择的树脂/固化剂体系较多首选进行了树脂/固化剂体系的对比试验分别选取环氧/聚酯型（混合）纯环氧型和聚酯/TGIC型粉末涂料进行对比试验采用冷轧板作为基材固化条件为180℃下热喷涂3次使厚度达到1000um以上然后180℃下固化20min固化后的涂层外观如图4图5所示

试验中发现涂膜在烘烤固化过程中释放出大量的烟雾表明阻燃剂中有成分发生分解从涂层的外观来看三个体系下的涂层均严重失光其中TGIC体系外观稍好但三体系均涂膜鼓泡严重从侧面也可观察到涂膜内部存在小分子膨胀的痕迹上述现象说明该固化温度偏高阻燃体系中的聚磷酸铵存在分解情况

对以上固化后的工件进行酒精灯的灼烧试验经过灼烧后的涂层外观如图6所示从涂膜被酒精灯灼烧后的照片可以看出三种涂层被酒精灯灼烧后均发生膨胀但效果不明显这是因为阻燃体系中的酸源聚磷酸铵（APP）在固化过程中发生分解进而影响到涂层中的N/P原子配比进而影响涂层的阻燃膨胀效果为此需要降低常规粉末涂料体系涂层的固化温度上述三种通用型粉末涂料体系中纯环氧体系可以在不改变树脂/固化剂的情况下通过添加固化促进剂来提高其反应活性从而达到降低固化温度的目的该方法较为成熟和简便

｜

3.3纯环氧体系

本研究选取通用型的国产二步法E-12型环氧树脂014U通过引入固化促（2MI）进剂来降低涂层的固化温度对比了不同固化剂体系下涂层的防火阻燃效果试验结果如表4所示

表4的试验数据表明通过引入2-甲基咪唑（2MI）将纯环氧体系的固化条件降低至170℃后固化后的涂膜具有较佳的外观表面但不同的固化体系下涂层的防火效果相差很大图7为双氰胺体系的涂层外观及经酒精灯灼烧后的涂膜炭化与膨胀效果

图7的试验数据表明双氰胺体系的防火效果要明显优于酚醛体系因此在后续的研究过程中以双氰胺作为环氧树脂的固化体系

试验以双氰胺/2MI为固化体系与各类型的环氧树脂搭配对比了不同类型环氧树脂体系下涂层的防火效果结果见表5

表5的试验结果表明配方A的膨胀效果要优于配方B和配方C｜

试验结果表明采用配方A时能获得最佳的膨胀效果这是由于环氧树脂014U的软化点较低而环氧基密度适中高环氧当量的环氧树脂由于软化点过高（130~150℃）环氧基密度偏低膨胀效果不理想值得注意的是高环氧当量的环氧树脂在火烤过程中甚至出现了涂层与铁板分离并脱落的情况此外高环氧当量的树脂软化点高硬度大在熔融挤出时温升剧烈一旦温度控制不好将导致阻燃体系中的酸源聚磷酸氨分解造成阻燃体系中的N/P比例发生变化进而影响涂层的阻燃与膨胀效果这与试验过程中经常闻到刺激性的氨气这一特殊的试验现象是相吻合的

综上所述在本研究以后的试验中选用014U/双氰胺/2MI作为基础树脂/固化剂体系进行研究

继续阅读

膨胀型钢结构防火粉末涂料阻燃体系的选择