隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城巾建設(shè)的飛速發(fā)展，各類(lèi)防火玻璃得到了廣泛的s用。防火玻璃有多種類(lèi) 型，其中，防火夾層玻璃是目前國(guó)內(nèi)較為常見(jiàn)的產(chǎn)品1,它的防火性能直接受到防火膠體夾層質(zhì)量 的影響，因此選擇較好的防火膠體是提產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。膨脹型阻燃劑在防火建筑涂料中已得到 較為廣泛的S用它在防火過(guò)稈中寸形成膨脹阻燃層，隔絕火焰對(duì)被涂SW料的侵襲。本文選 用透明膨脹型阻燃劑應(yīng)用在防火膠體材料屮，試閣獲得較好的防火效果。

 

1實(shí)驗(yàn)部分

 

1.1防火膠體主體材料的選擇

 

為保證阻燃劑能夠與膠體均勻混合并形成透明材料，膠體主體材料采用水溶性的聚丙烯酰胺。 以丙烯酰胺為皎凝劑、亞甲基雙丙烯酰咹為交聯(lián)劑、過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑。閃烯酰胺溶液中加人阻燃 劑后，灌人雙層玻璃框架內(nèi)，在20~40°C條件下聚合形成防火膠體。

 

1.2阻燃劑的選擇

 

阻燃劑須保證能溶A內(nèi)烯酰胺溶液并形成透明均勻膠體，同時(shí)又須具有較好的防火效果。阻燃 劑由脫水成炭催化劑。炭化劑和發(fā)泡劑；？部分組成。常用的脫水成炭催化劑冇磷賅錢(qián)、磷酸氧二銨， 磷酸二氧銨和聚磷酸銨等。坺化劑有季戊四醇、搪、淀粉。纖維素等：發(fā)泡劑有脲。二聚氰胺-六次甲 基四胺等。笮荇通過(guò)大量試驗(yàn)，確記采川能較多溶人聚丙烯酰胺膠體并保持透明狀態(tài)的磷酸-.a銨 力催化利；選用與磷酸二s銨相匹配的脲為發(fā)泡洲；能形成透明膠體的季戊四醇為炭化剤 1.3性能測(cè)試

 

將防火晈體S于電爐中加熱，使其膨脹炭化。通過(guò)測(cè)定炭化M吸水It來(lái)汁算其表面幵氣孔 通過(guò)flf水il計(jì)箅炭化層內(nèi)部閉氣孔M及膠體膨化中。

 

將厚度為5 mm的防火膠體置f雙層3 m m厚的玻璃框架中，參照S知;《壤玻璃構(gòu)件耐火試驗(yàn) 方法》<測(cè)試膠體的耐火時(shí)間，并通過(guò)觀察玻璃框架碎裂情況米判斷防火膠體的防火性能。

 

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

 

2.1阻燃劑含量的確定

 

確定阻燃劑在防火膠體中的含量時(shí)，應(yīng)在保證膠體均勻透明的前提下盡1加人足夠ft的阻燃 劑。在阻燃劑3組分屮。炭化劑季戊四醇在水及膠體中的溶解度較小，所以此時(shí)it先應(yīng)確定季戍四 醇含t.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)季戊四醇在膠體屮的含量超過(guò)】|)% (質(zhì)M分?jǐn)?shù)，本文中的含M芳均辦質(zhì)*分 數(shù))時(shí)。防火膠體在凝膠過(guò)程中將出現(xiàn)析晶現(xiàn)象。閃此。季戊四醇在膠體中的含S應(yīng)控制&以

 

內(nèi)■以保證膠體的均ij透明。

 

睨水成炭催化劑磷酸二S銨和發(fā)泡劑豚在膠體中的溶解度較大，可分別達(dá)到35%和25%.因 此在確定其含S?時(shí)，主要考慮的是它們對(duì)防火件能的影響。

 

2.2阻燃劑配比對(duì)膠體膨化性能的影響

 

在膠體中加入不同量的發(fā)泡劑脲，考察防火膠體在受熱過(guò)程中的膨化率及失里率，所得結(jié)果如 圖1所示。由圖n丨見(jiàn)，隨著脲含量的增加，膠體的膨化率tT丨明全含量為12.5%寸達(dá)到雖高值 &即隨脲含鐙的增加而下降。這主要足因?yàn)樵谌紵^(guò)程屮。季IK四醇在脫水成炭催化劑磷酸一氫按 的作用下會(huì)脫水形成4、易燃的-:維炭質(zhì)M結(jié)構(gòu)。呢則會(huì)產(chǎn)牛大B的不燃性氣體。充A在二維炭丨！ES 結(jié)構(gòu)中使其嘭化，當(dāng)發(fā)泡劑含量增加時(shí)，炭職層中的閉氣孔量迅速增加；表面開(kāi)氣孔黽在仞期略有 上升(說(shuō)明發(fā)泡劑的作用丌始明顯h而后則略有下降。這寸能是因?yàn)榇藭r(shí)-:維炭質(zhì)S迅速膨化成大 量完整的WH孔的緣故。炭化劑及發(fā)泡劑這兩者綜合作用的結(jié)果導(dǎo)致了膠體的膨化韋迅迚增加。但 當(dāng)發(fā)泡劑過(guò)S時(shí)，H量的氣體會(huì)使包裹氣體的炭質(zhì)丨^人》破裂。此時(shí)閉氣孔。歐迅速下降，并導(dǎo)致表 ?卄氣孔t又有所上升。而膠體總的膨化率則快速下降。說(shuō)明股體中發(fā)泡劑的含母必須檸制在合適 的范ffl內(nèi)。

 

另外，由圖1還B丨知。發(fā)泡劑食M增加至s%左fi時(shí)，膠體的失重率增加迅速，說(shuō)明此寸膠體中 聚合物的炭化趨于完全；當(dāng)發(fā)泡劑含量繼續(xù)增加時(shí)。膠體的失1宇則下降明顯，說(shuō)明過(guò)雖的發(fā)泡劑 并不有利于聚合物的炭化。

 

改變膠體中脫水成炭催化劑磷酸二a銨的含t對(duì)膠體膨化率及失重率的影響如圖2所示。由 圖2 n] HL,隨著催化劑含最的增加，膠體內(nèi)閉氣孔量和表面開(kāi)氣孔量均呈上升趨勢(shì)。許導(dǎo)致膠體膨 化率迅速上J| ,此時(shí)膠體的火重率也迅速上升，說(shuō)明催化劑的增加對(duì)促使聚合物膠體脫水。形成多 孔的二維炭質(zhì)II結(jié)構(gòu)是有利的。但氣磷酸二氫銨過(guò)量時(shí)，膠體內(nèi)閉氣孔S則迅速下降，表面開(kāi)氣孔 量也宇緩慢下降趨勢(shì)，與此同時(shí)，膠體膨化率及膠體的失重率也隨之明顯下降■這可能是由f過(guò)s 的催化劑會(huì)導(dǎo)致生成較致密的炭化M.從而影響了膠體的進(jìn)-步炭化和膨化1 2.3阻燃劑含量對(duì)膠體膨化性能的影響

 

在防火晈體屮增加阻燃劑的含量，冇利千提卨晈體的膨化S度。由圖3 P]■見(jiàn)，隨限燃劑含量

 

的增加，膠體的總體膨化率明顯上升。當(dāng)膠體中不含阻燃劑時(shí)，膠體在加熱過(guò)程中被大量地氧化并 揮發(fā)。僅殘留少最的膠態(tài)有機(jī)物質(zhì)，此時(shí)膠體的失重宇很高；當(dāng)阻燃劑含量少量增加時(shí)，膠體的失重 率迅速減小。說(shuō)明膠體的炭化程度增加，揮發(fā)成分減少，而膠體中表面開(kāi)氣孔量的增加速度高于內(nèi) 部閉氣孔量的增加速度，則說(shuō)明此時(shí)膠體的維炭化層發(fā)ff尚不完善；當(dāng)阻燃劑含量繼續(xù)增加時(shí)， 內(nèi)部閉氣孔*迅速增加，而表面開(kāi)氣孔量則呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明膠體的三維炭化層發(fā)育日趨完善；大

 

圖1睬含量對(duì)膠體嘭化率及頭重中的影響

 

600 -

 

f 500 - c

 

e 4〇〇 -

 

I 200 .

 

_:

 

0 — 10

 

圖2磷酸二氫銨含量對(duì)膠體膨化率及失t率的影響

 

Fig. 2 Influtrict: of dihydroaramoniym phosphate comenl on the expansSion ratio and raa^ losy of colloid L —-Caused byopen [xjre: 2Caused by inner doe pore; 3Tntnl expansion raiio of a-illonj

 

田3阻燃劑含t對(duì)膠體膨化率及失重申?的影響

 

Fig. 3 Influence of fire retardant content on die expansion ratio and mass loss of colloid 一Caused by Mirtrire r；pen fKirc; 2Caused by inner CIONS p<jre; 3「mal expansion ratbuf <'di〇ul

 

2.4阻燃劑対膠體防火性能的影響

 

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將阻燃劑3組分按-定配比加人到聚丙烯酰胺膠體中，考察其對(duì)含防火膠 體夾層玻璃防火性能的影響，結(jié)果如表1所承。

 

表1 fi?!劑含*對(duì)央層玻璃防火性能的彰響 lable 1 Influence af fire retardant contenii on th? fireproof performance of triplex glass

 

ReiardanfFiteprexif durabilily/rrunlirp^kitlg temperature of bark-fire glas.s/('

 

U23781

 

?ytm

 

ID4]878

 

1534卯5

 

2330Unbmkcn

 

25知I Inbrokv-Ti

 

27}\Unbrokeji

 

29>2Lnbruken

 

隊(duì)表中可以看出，隨著阻燃劑含ft的適量增加。膠體的防火性能得到改善，耐火極限由原先的 23 mm延長(zhǎng)到41 mm;丨H過(guò)量加入附燃劑卻反而使膠體的耐火極限變左，其原因可能是因?yàn)樵诜?火性能測(cè)定過(guò)程中，防火膠體被局限在玻璃框架范圍內(nèi)，膠體的膨化程度受到限制所致。因此過(guò)量 地加人膨化阻燃劑反而會(huì)導(dǎo)致膠體的炭化程度明敁降低。進(jìn)而導(dǎo)致其防火性能的下降。從玻璃框架 中背火面玻璃的碎裂溫度來(lái)看，阻燃劑的增加則明顯改善了玻璃的抗碎裂性能，A其是在阻燃劑含 1較高時(shí)。背火面玻璃在耐火極限內(nèi)均未碎裂，這說(shuō)明阻燃劑的加入能冇助于膨化過(guò)程中背火面玻 璃的均勻受熱，可降低玻璃的碎裂幾率。由此可知，在研究阻燃刑對(duì)膠體防火性能的影響時(shí)，S綜合 考慮它對(duì)膠體耐火極限和玻璃抗碎裂性能這2方面的影響-

 

3結(jié)論

 

在聚丙烯酰胺膠體中加人阻燃劑，可以使膠體在受熱過(guò)程中迅速炭化并膨化，從而阻a火焰的 侵襲。阻燃劑的加人有利于提高膠體的膨化性能、炭化程度和防火性能;較多的阻燃劑有利于提高 玻璃框架中背火面玻璃的抗碎裂性能，丨H.卻會(huì)使膠體的耐火極限下降。因此在研究膠體的防火性能 時(shí)。S綜合考慮膠體耐火極限和玻璃抗碎裂性能這2方面的影響。

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