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圖1簡易耐火測試裝置
1.3.3燃燒炭層的X射線衍射分析
采用日本理學(xué)公司D/MAX-YAD型陽極轉(zhuǎn)靶X射線衍射儀對燃燒形成的炭層進(jìn)行測試，CuKα輻射源(波長λ=0.1542nm)，石墨單色器，掃描范圍2θ=1～50°。
2結(jié)果與討論
2.1防火涂料中膨脹型阻燃劑各組分的優(yōu)化
膨脹型阻燃劑是制備鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的關(guān)鍵材料，只有當(dāng)各組分配比合理時(shí)，它在燃燒時(shí)的成炭速度與氣體釋放速度才能相互匹配，使生成的炭化層在釋放氣體的沖擊下變成蓬松、均勻、結(jié)構(gòu)致密、孔隙封閉的炭層，此時(shí)的炭層熱傳導(dǎo)率最小，阻燃效果最優(yōu)[5-6]。為此，在防火涂料中其他組分比例不變的條件下，作者選用L9(34)正交設(shè)計(jì)法考察了膨脹型阻燃劑中APP、MEL、PTH三組分對涂料耐火性能的影響。正交實(shí)驗(yàn)的因子水平表如表1所示，以涂層的耐火時(shí)間作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以極差的相對大小作為判斷各因子對涂料耐火性能影響的依據(jù)，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
表1正交實(shí)驗(yàn)因子水平表
表1正交實(shí)驗(yàn)因子水平表
表2膨脹型阻燃體系正交試驗(yàn)結(jié)果表
表2膨脹型阻燃體系正交試驗(yàn)結(jié)果表
由表2的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，因子A(APP)的極差最大，為67.5，因子B(MEL)的極差略高于因子C(PTH)的極差，分別為23.2和20.8，都顯著低于因子A的極差，可見，影響耐火時(shí)間的因子由主至次的順序?yàn)椋篈→B→C，即APP對涂層的耐火性能影響最大，MEL次之，PTH最小，三者的最佳質(zhì)量比為5∶3∶2。
2.2阻燃體系含量對防火涂料耐火性能的影響
本文選擇成炭效果好、性價(jià)比高的丙烯酸乳液作為水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的基料和成膜物質(zhì)，在涂料固含__量、乳液用量、阻燃體系中各組分的質(zhì)量比相同的條件下，考察了由膨脹型阻燃劑和阻燃協(xié)效劑構(gòu)成的阻燃體系的含量對防火涂料耐火性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。
圖2阻燃體系含量對防火涂料耐火性能的影響
圖2阻燃體系含量對防火涂料耐火性能的影響
從圖2可見，隨著防火涂料中阻燃體系含量的增加，涂層的耐火時(shí)間顯著增大，當(dāng)防火涂料中阻燃體系含量增加至40.8%時(shí)，其涂層的耐火時(shí)間達(dá)最大值，為52.8min，但進(jìn)一步提高防火涂料中阻燃體系的含量，涂層的耐火時(shí)間又顯著降低，該結(jié)果與文獻(xiàn)[7]的報(bào)道基本吻合。作者認(rèn)為，當(dāng)阻燃體系含量適中時(shí)，涂層在燃燒時(shí)形成的膨脹炭化層既有較高的強(qiáng)度和致密性，又有較高的發(fā)泡高度，使得膨脹炭化層的隔熱性能較好，不容易被火焰沖破，顯示出較好的耐火性能；在阻燃體系含量過低時(shí)，在燃燒時(shí)涂層形成的膨脹炭層孔隙結(jié)構(gòu)不均勻，炭化層強(qiáng)度較低，膨脹高度較小，導(dǎo)致涂層耐火時(shí)間較短；在阻燃體系含量過高時(shí)，乳液中的成膜物質(zhì)含量相對較低，涂層與鋼材的附著力變差，使得燃燒時(shí)形成的大塊膨脹炭層夾帶涂層脫落，同樣導(dǎo)致涂層耐火時(shí)間較短。
