聚磷酸铵对室外薄型钢结构防火涂料性能影响（2）

1.3涂料基本配方

    根据一般防火涂料的制备方法,笔者总结了涂料中原材料的基本配比(如表1),进行涂料性能的试验。

表1 涂料基本配方

    2结果与讨论

    2.1聚磷酸铵对理化性能的影响

    理化性能对任何一种功能性涂料都是十分重要的。涂层首先必须具备良好的粘接性、耐候性等性质,对于室外型涂料,理化性能尤为重要。普通油漆中的粘结剂含量为30%~50%,固含量大多为50%左右;防火涂料中的粘结剂含量20%~30%,固含量≥60%。显然,普通油漆的理化性能明显优于防火涂料。因此,防火涂料必须选择一种添加量少、粘结性优异的高分子粘接剂。丙烯酸树脂具有优异的的理化性质,与其他涂料组分的匹配性良好,化学结构有助于涂料遇热膨胀发泡性能的提高,因此应用较为广泛。

    经笔者考察,配方中主要固体粉末原材料如季戊四醇、三聚氰胺、氯化石蜡-70、钛白粉等,耐水、耐酸、碱、盐以及耐紫外线的性质比较稳定,对涂料的理化性能和膨胀发泡性能影响不大。而聚磷酸铵作为添加量最多的固体粉末阻燃剂(25%~30%),其产品质量对涂料各项性能指标的影响是很大的。

    2.1.1不同APP产品在结构和性能方面的差异

    根据报道,APP有6种晶型,通常用到的是Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型的化学结构为:

Ⅰ型的化学结构

Ⅱ型的化学结构为:

Ⅱ型的化学结构

    通过X射线粉末衍射,Ⅰ型APP(通常聚合度≤100)的晶体结构有着不规则的表面,是一种多孔物质。Ⅱ型APP(通常聚合度≥1000)的晶体结构是一种正交结构,晶体具有光滑的表面,晶体中存在交联结构。笔者对Ⅰ型和Ⅱ型APP产品做了热分析试验(TG),发现所选三种APP产品的热稳定性的差距是明显的,见表2。

表2 三种APP产品的热性能分析结果

    从热分析结果可以看出,聚合度1000的APP产品热稳定性要好于低聚合度(聚合度<100)的APP,而AP422的性能较聚合度1000的APP产品更为稳定,更有利于防火涂料遇热后的梯次膨胀发泡,可提高炭层的防火隔热效果。

    Ⅰ型APP在一定温度和氨气条件下,可以比较容易地转化为Ⅱ型APP。随着APP合成技术的发展,国内已经有多家公司可以批量生产聚合度大于1000的Ⅱ型APP,但是产品的多项技术指标与国外Ⅱ型APP相比尚有差距,例如国内Ⅱ型APP的分子量分布较宽,含磷和含氮量较国外产品低等。