成炭剂对水性膨胀型透明防火涂料漆膜性能的影响

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随着社会的快速发展,人类生活水平的不断提高,高档木质产品已成为现代人们室内装饰的最佳选择。如何既保证木质产品原貌,同时又降低其可燃性成为现在科学研究的重点。透明防火涂料是集装饰性和防火性于一体的功能性涂料,不仅能够保持基材原有纹理和色泽,又能提高材料的耐火能力。本课题组在综合考虑酸源,碳源和气源三种阻燃要素条件下,选用氨基树脂(MUF)为基体树脂,改性酸式磷酸酯(PRA)为固化剂,合成了一种综合性能优良的双组份水性膨胀型透明防火涂料,并研究了两组分的组成、比例及氨基树脂固含量等因素对漆膜性能的影响。采用大板燃烧法、热分析法探讨了阻燃机理。实验结果如下:1)增加PRA中季戊四醇的含量使得样品升温速率减慢,且剩炭率明显增强,有利于提高漆膜的阻燃性能;多羟基含量的季戊四醇与P2O5的酯化反应更完全,生成的磷酸酯树脂分子量增大,与MUF固化时可形成具有更大网状结构的漆膜,有利于提高漆膜的耐水性。2)适量的增加PRA中1,4丁二醇缩水甘油醚(BDE),减少环氧树脂E-51(E-51)的含量,可增加漆膜中阻燃元素磷的含量,提高漆膜的阻燃性能;同时,由于BDE分子中含有大量柔性链段,固化后在样品内部形成紧密的网状结构,使得耐水性明显增强。3) MUF作为基体树脂,其固含量及其与PRA的配比对漆膜的性能有很大影响。分析结果表明,适当的MUF的固含量及其与PRA的配比,均有利于提高漆膜的阻燃性和耐水性。4)成炭剂季戊四醇代替部分正丁醇醚化的MUF,使样品的剩炭率明显增加,有利于形成优质的炭层,提高样品的阻燃性能,但由于季戊四醇中的亲水基团较多,故其耐水性变差。5)尿素作为气源,其引入使漆膜中气源充足,炭层厚度明显高,可有效隔绝火焰热量向底材的传递,提高阻燃性能。但尿素中含有亲水性的脲基,故其耐水性变差。
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