膨胀型钢结构防火涂料的酸碱性对性能影响（二）
从涂层的烧失率来看,含盐酸涂层的烧失率大于空白涂层的烧失率,而且随盐酸量增加涂层的烧失率呈增加趋势。由于酸性条件下聚磷酸铵发生降解,降解后的聚磷酸铵受热分解并与多羟基化合物酯化脱水形成一些小分子结构产物。这些小分子组分在高温下不稳定,受热很容易挥发。所以,涂层的烧失率增加。同时盐酸量增加,酸性增强,聚磷酸铵降解的程度也增加,因此在高温下不稳定易挥发的组分也增多。因此,涂层的烧失率呈增加趋势。从表2还可以看出,背温相同时,随盐酸量的增加试样的时间间隔呈增加趋势。当实验进行到120 min时,空白试样背温最高,而其他试样背温随盐酸量的增加呈下降趋势,而且背温降到一定程度后几乎不再变化。由于试样加了盐酸,同上述原因,软化时其涂层的黏度较小,所以在发气剂作用下快速膨胀并形成孔径比较大、膨胀高度较高的炭化体,炭化体几乎占据了炉膛的整个空间,形成了一个很好的物理隔热屏障,传递到炭化体内部的热量减少,所以其内部温度下降的幅度比较大,要达到相同背温,试样的时间间隔就必须延长。而且随盐酸量的增加,这种物理隔热屏障的效果愈明显。尤其当炭化体占据了整个炉膛时,使热辐射和对流传热减弱,因此热量要传到炭化体内部比较困难,可以认为传到炭化体内部的热量相差不多,炭化体内温度下降的趋势也相差不大,最后传递到试样背面的热量几乎一致。但是,涂层此时在微型电炉中形成的这种物理隔热屏障,在实际火场中不具有任何实际应用的价值。因为炭化体膨胀过高,其强度大大下降,在实际火场中非常容易脱落而失去隔热保护作用。
2. 1. 2炭化体结构分析
图1为添加不同量盐酸的膨胀型钢结构防火涂料形成的炭化体的形貌图。
从图1可以看出,炭化体( a)的密实度和强度显然比炭化体( b)、( c)、(d)、( e)、( f)好。炭化体( b)、( c)中明显存在较大的气孔,而且炭化体( b)的中心部位存在烟囱,局部脱落,中部有断裂的现象。炭化体( d)存在两个较大的烟囱。炭化体( e)的表层脱落,而且炭化体与钢板部分脱离。炭化体( f)膨胀高度太高、强度低、孔径较大。说明在酸性条件下膨胀型钢结构火涂料不能形成具有良好隔热结构的炭化体,而且随盐酸量的增加,炭化体的结构缺陷愈来愈严重。因为随盐酸量增加涂层的烧失率增加,隔热介质减少,而炭化体又快速过高地膨胀,因此炭化体的密实度和强度随之下降,存在大量的结构缺陷。但由于炭化体的膨胀高度较高,填充了炉膛的整个体积,在炉膛壁的作用下不脱落,物理隔热屏障的效果非常明显,因此由于炭化体密实度下降和大量隔热结构缺陷而引起的防火隔热性能下降、背温升高、试样时间间隔缩短的现象并不明显。因此,在酸性条件下不利于膨胀防火体系形成具有良好隔热结构的炭化体,在实际应用中降低了膨胀型钢结构防火涂料的防火隔热性能。
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