防火材料专用膨胀型阻燃剂

胀防火涂料与不膨胀防火涂料区别
作为一种功能性建筑涂料,防火涂料也是由基料、颜料、填料和助剂等组成的。

非膨胀型防火涂料（也称普通防火涂料）和膨胀型（也称发泡型）防火涂料的防火助剂和防火机理是不同的。

在非膨胀型防火涂料的组成中必须含有阻燃（防火剂），如含磷、含卤素的有机物（如十溴联苯醚）、硼酸钠、三氧化锑等。

硼酸钠尤其适用于用作乙酸乙烯系乳液的阻燃剂，其添加量按10%溶液计，以占聚合物的40%~60%为宜。

三氧化二锑本身的阻燃能力并不算高，但当它处在燃烧初期可以生成三氯化锑的情况下，例如在氯化石蜡并用，就会发挥出优越的阻燃能力。

为了获得优异的防火性能，除添加阻燃剂外，基料的选择也很重要。

由于卤素（一般为氯和溴）和磷等元素对改进防火性效果十分明显，所以最好选用含有这些元素的基料。

例如，以氯乙烯或偏二氯乙烯共聚物乳液或氯化橡胶乳液作为基料最为优越。

此外，要以选用磷酸三甲苯酯和β-三氯乙烯磷酸酯作为阻燃性增塑剂。

膨胀型防火涂料的防火机理在于当防火涂料的饰面层暴露于火焰上时，涂膜中的发泡性成分即受热分解，形成隔热性的海绵状发泡层，从而阻止火焰的传播。

涂料中的防火助剂主要是发泡成分，包括碳源、发泡剂和有机氮化合物等，它们可以配合使用。

各种发泡成分举例下：
碳源：淀粉、季戊四醇等；
发泡剂：磷酸铵、磷酸二氢铵、聚磷酸铵、硼酸钠等；
有机氮化合物：甘氨酸、胍、双氰胺、脲素、三聚氰胺等。

表面技术第53卷第4期原位生长的CNTs@MoS2杂化物增强水性膨胀型防火涂料的耐火和隔热性能王晓明1，朱耿增1，金义杰2，贾丹2*，段海涛2，詹胜鹏2，杨田2，凃杰松2，章武林2，马利欣2（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，济南 250003；2.武汉材料保护研究所特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室，武汉 430030）摘要：目的设计并研制一种耐火和隔热性能突出的水性膨胀型防火涂料。

方法以碳纳米管（CNTs）、四水合钼酸铵、十六烷基溴化铵（CTAB）、硫脲为原料，通过简单的一步水热法原位生长出一种新型的CNTs@MoS2杂化物，并采用FT-IR、XRD、拉曼光谱、SEM等手段对复合杂化物进行表征。

再将CNTs@MoS2杂化物作为增效剂分散在水性膨胀型防火涂料（CNTs@MoS2/WES）中，通过大板实验和涂层、炭焦层表面分析评价了涂层的耐火和隔热性能。

结果与WES（膨胀倍率为3.90）、CNTs /WES涂层（膨胀倍率为6.04）、MoS2/WES涂层（膨胀倍率为 4.59）相比，CNTs@MoS2/WES涂层具有最高的膨胀倍率（8.88）。

CNTs@MoS2/WES涂层所涂覆的钢板在燃烧40 min后背面温度最低（133.3 ℃），这充分表明该涂层具有优异的隔热性能。

结论制备的CNTs@MoS2杂化物表现出稳定的网络交织结构，有效提高了它在涂料中的分散性能。

此外，CNTs@MoS2/WES涂层优异的耐火和隔热性能主要归因于：1）CNTs@MoS2/WES涂层及其炭焦层具有更致密和完整的表面，阻隔了热量的传递；2）CNTs的添加增强了炭焦层的致密性，抑制了膨胀过程中产生的气体泄漏，提升了涂层膨胀倍率；3）MoS2提高了膨胀层强度且促进了炭焦层的形成，减少了裂纹和孔隙的产生。

关键词：碳纳米管（CNTs）；二硫化钼（MoS2）；协同效应；耐火性能；阻燃机理中图分类号：TQ328.3 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)04-0200-11DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.04.019Fire Resistance and Thermal Insulation of in Situ-grown CNTs@MoS2Hybrids Enhanced Waterborne Intumescent Flame-retardant Coatings WANG Xiaoming1, ZHU Gengzeng1, JIN Yijie2, JIA Dan2*, DUAN Haitao2,ZHAN Shengpeng2, YANG Tian2, TU Jiesong2, ZHANG Wulin2, MA Lixin2(1. State Grid Shandong Electric Power Research Institute, Jinan 250003, China; 2. State Key Laboratory of Special SurfaceProtection Materials and Application Technology, Wuhan Research Institute of Materials Protection, Wuhan 430030, China)收稿日期：2023-02-25；修订日期：2023-08-24Received：2023-02-25；Revised：2023-08-24基金项目：国家电网公司总部科技项目（5500-202216111A-1-1-ZN）Fund：State Grid Corporation Headquarters Science and Technology Program (5500-202216111A-1-1-ZN)引文格式：王晓明, 朱耿增, 金义杰, 等. 原位生长的CNTs@MoS2杂化物增强水性膨胀型防火涂料的耐火和隔热性能[J]. 表面技术, 2024, 53(4): 200-210.WANG Xiaoming, ZHU Gengzeng, JIN Yijie, et al. Fire Resistance and Thermal Insulation of in Situ-grown CNTs@MoS2 Hybrids Enhanced Waterborne Intumescent Flame-retardant Coatings[J]. Surface Technology, 2024, 53(4): 200-210.*通信作者（Corresponding author）第53卷第4期王晓明，等：原位生长的CNTs@MoS2杂化物增强水性膨胀型防火涂料的耐火和隔热性能·201·ABSTRACT: Fire is one of the most significant issues affecting the durability of steel constructions, which not only limits their application in industrial engineering but also seriously threatens the safety of personnel present. The latest ecologically friendly and aesthetic flame-retardant technology is a intumescent flame-retardant coating made from a triple system composed of ammonium polyphosphate, pentaerythritol, and melamine (P-C-N). However, its fire resistance and protective capacity are still insufficient.To address this problem, a waterborne intumescent flame-retardant coating with outstanding fire resistance and thermal insulation properties was designed and developed. The carbon nanotubes (CNTs), hexadecyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), and thiourea were used as basic materials to synthesize novel CNTs@MoS2 hybrids through a straightforward one-step hydrothermal method. The composite hybrids were characterized using FT-IR, XRD, Raman spectroscopy and SEM techniques.FT-IR spectra showed that the CNTs were compounded with MoS2, and the absorption peaks of both CNTs and MoS2 were observed on the curves of the CNTs@MoS2 hybrids. XRD spectra confirmed the diffraction peaks at 2θ=14.2°, 25.8°, 32.5°,37.4° and 57.2° for the CNTs@MoS2 hybrids, respectively. The Raman spectrum showed a higher I D/I G= 0.63 of CNTs@MoS2samples than that of CNTs (I D/I G=0.52) since the partial filling of the CNTs surface with MoS2 matrix. It was found that the hybrid of CNTs@MoS2 was composed of CNTs nanowires and molybdenum disulfide microspheres. Afterward, the synergist CNTs@MoS2 hybrid was dispersed in waterborne intumescent fireproofing coatings (CNTs@MoS2/WES), and their fire resistance and thermal insulation properties were evaluated by large-plate experiments and surface analyses of the coating and charred layers. SEM images showed that there were obvious cracks and pores on the WES, CNTs/WES and MoS2/WES coating surfaces. However, CNTs@MoS2/WES coatings displayed a smooth and dense surface, which could improve the barrier effect of the coatings. In general, the difficulty of heat transfer from the air to the substrate rose with the thickness of the expansion layer. It was confirmed that the expansion ratio of CNTs@MoS2/WES, CNTs/WES and MoS2/WES coatings were 8.88 times,6.04 times and 4.59 times, respectively, which was much higher than that of the WES coating (3.90 times), which indicated thatCNTs@MoS2 hybrids preferably promoted the fire resistance of the WES coating. In addition, CNTs@MoS2/WES coatings exhibited the lowest backside temperature (133.3 ℃) after 40 min of combustion, which confirmed their better thermal insulation properties. The morphology of the char layer of the coating was observed using the SEM technique. Results displayed that the char layer of CNTs@MoS2/WES coatings presented a more complete carbon coke layer with uniform and stable expansion structures and smaller pores, which effectively inhibited the transfer of external heat and oxygen to the steel surface.In brief, the prepared CNTs@MoS2 hybrids display a stable network hybridization structure, which effectively improves their dispersion performance in coatings. In addition, the excellent fire and thermal insulation properties of CNTs@MoS2/WES coatings are mainly attributed to 1) denser and more complete surfaces of coatings and their char layers; 2) dilution of heat and oxygen by carbon dioxide released during combustion; and 3) reduction of cracks and porosity via catalytic carbonation of MoS2.KEY WORDS: carbon nanotubes (CNTs); molybdenum disulfide (MoS2); synergistic effect; fire resistance; flame-retardant mechanism钢结构因其强度高、抵抗变形能力强、可重复使用等优点而逐渐成为工业、工程的重要组成部分[1-3]。

膨胀型钢结构防火涂料耐火极限随着建筑技术的不断发展，膨胀型钢结构在建筑领域中得到了广泛应用。

膨胀型钢结构具有重量轻、强度高、施工方便等优点，但其防火性能却是一个需要重视的问题。

为了提高膨胀型钢结构的防火性能，人们研发了各种防火涂料，其中耐火极限是评价防火涂料性能的重要指标之一。

耐火极限是指防火涂料在一定条件下能够抵抗火灾侵蚀的时间。

膨胀型钢结构防火涂料的耐火极限取决于多个因素，包括涂料的成分、厚度、施工工艺等。

下面将从这些方面逐一进行介绍。

涂料的成分对耐火极限有着重要影响。

常见的膨胀型钢结构防火涂料成分包括膨胀剂、阻燃剂、粘合剂等。

膨胀剂能够在高温下膨胀形成多孔隔热层，起到隔热防火的作用；阻燃剂能够减缓涂料燃烧速度，延长耐火时间；粘合剂则起到固定涂料的作用。

不同成分的比例和质量对涂料的耐火性能有着直接影响，因此在选择涂料时需要根据具体情况进行合理搭配。

涂料的厚度也是影响耐火极限的重要因素。

一般来说，涂料的厚度越大，其耐火性能越好。

因为较厚的涂料能够提供更多的隔热层，减缓火灾对钢结构的侵蚀速度。

然而，过厚的涂料可能会导致涂层开裂、脱落等问题，因此在选择涂料厚度时需要综合考虑。

施工工艺也对膨胀型钢结构防火涂料的耐火极限有着重要影响。

涂料的施工工艺包括底漆涂刷、中涂涂刷和面涂涂刷等环节。

每个环节的施工质量都会直接影响涂料的耐火性能。

例如，底漆涂刷要求涂层均匀、附着力强，以保证后续涂层的质量；中涂涂刷要求涂层厚度均匀，以提供足够的隔热层；面涂涂刷要求涂层平整、美观，以增加建筑的整体观感。

因此，合理的施工工艺对于提高涂料的耐火极限至关重要。

膨胀型钢结构防火涂料的耐火极限是评价其防火性能的重要指标。

涂料的成分、厚度和施工工艺都对耐火极限有着重要影响。

在选择和使用防火涂料时，需要根据具体情况进行合理搭配，并严格按照施工规范进行施工。

只有这样，才能确保膨胀型钢结构在火灾中具备良好的防火性能，保障建筑物和人员的安全。

成企鑫环氧树脂胶水专用无卤阻燃剂产品说明书
本品无卤阻燃剂是以N、P为主要阻燃元素的膨胀型环保阻燃剂，完全符合欧盟RoHS指令和REACH 法规要求。

在环氧胶中应用具有分散性、稳定性好，阻燃效果好等特点。

本产品符合目前行业对阻燃材料的无卤化、低烟无毒的要求，是适用于环氧胶中的良好阻燃剂。

二、性能指标
三、使用建议
在环氧胶体系中建议添加15%-20%，具有较好的阻燃效果。

四、注意事项
1.因体系中胶固含量不同、制品厚度不同，阻燃剂添加量可作适当调整。

2.环氧胶体系中加阻燃剂后长时间静置，阻燃剂会出现沉降，使用前搅拌均匀即可。

五、储存与包装
储存于干燥、常温环境中，严防受潮、受热。

25kg/袋，纸塑+内衬+铝箔包装。

膨胀型涂料和非膨胀型涂料的区别一、成分不同：膨胀型防火涂料，其基料为有机树脂，配方中还含有发泡剂、阻燃剂、成碳剂等成分。

非膨胀型防火涂料，也叫厚型防火涂料，主要成分是无机的绝热材料。

二、反应不同：膨胀型防火涂料：遇火后自身会发泡膨胀，形成比原涂层厚度10—IOO倍的多空碳质层。

非膨胀型防火涂料：遇火不膨胀，其防火机理是利用涂层固有的良好的绝热性以及高温下部分成分的蒸发和分解而产生的的吸热作用。

三、作用不同：膨胀型防火涂料：多空碳质层可阻挡外部热源对基材的传热。

非膨胀型防火涂料：来阻隔和消耗火灾热量向基材传递，延缓钢构件的升温。

膨胀型防火涂料的防火机理在于当防火涂料的饰面层暴露于火焰上时，涂膜中的发泡性成分即受热分解，形成隔热性的海绵状发泡层，从而阻止火焰的传播。

涂料中的防火助剂主要是发泡成分，包括碳源、发泡剂和有机氮化合物等，它们可以配合使用。

薄型防火涂料和超薄型防火涂料都是膨胀型防火涂料市场上薄型防火涂料一般是水性的，价格较低，超薄型的一般是油性的价格比较贵。

厚度上有不同：超薄型涂层在3mm一下，薄型涂层厚度在3-7mm之间。

厚型防火涂料属于非膨胀型防火涂料，厚度在7-45mm之间。

膨胀型防火涂料是薄型的。

因为大部分的厚型防火涂料基本上都不是膨胀类型的，所以很好进行区分，而且薄型防火涂料和厚型的防火涂料在本质上还是有一定的区别的，薄型的防火涂料的原理就是涂料本身一旦遇到了火，就会发生膨胀，自动形成了一个防火层来提高的燃烧时间，也就增加了耐火的时间。

厚型的防火涂料是只能依靠自身的性能特点，因为厚型的防火涂料导热性比较低,即使不发生膨胀，同样可以有很高的耐火性,所以二者之间的涂层厚度是不同的。

薄型防火涂料属于膨胀型防火涂料，厚型防火涂料属于非膨胀型防火涂料。

这是他们的本质区别。

薄型防火涂料的防火原理是：涂层遇火膨胀形成隔热防护层，从而提高钢结构的耐火时间。

厚型防火涂料是通过自身的低导热性能提高钢结构的耐火时间。

op阻燃剂成分
OP阻燃剂，也被称为OP550，是一种新型的反应型无卤阻燃剂。

其主要成分包括无卤乙基磷酸酯齐聚物二元醇。

这种二元醇具有低粘度、低色度、低迁移性以及高磷含量的特点，因此OP阻燃剂具有优秀的阻燃性能和稳定性。

OP阻燃剂的物理特性使其在塑料和其他高分子材料中具有优异的分散性和相容性，这有助于提高材料的阻燃性能。

同时，OP阻燃剂在高温下不易分解，具有较高的热稳定性，能够有效地延缓材料在火灾情况下的燃烧速度，并降低火势的扩大。

OP阻燃剂的化学结构使其能够与高分子材料中的羟基或其他活性官能团反应，形成具有阻燃效果的化合物。

这种化合物能够有效地减缓材料在燃烧过程中的热量传递和链式反应，从而抑制火焰的蔓延。

除了主要的无卤乙基磷酸酯齐聚物二元醇成分外，OP阻燃剂还可能包含其他辅助添加剂，如增塑剂、填料以及抗氧剂等。

这些添加剂可以进一步改善阻燃剂的性能，提高其在不同环境下的稳定性和持久性。

总的来说，OP阻燃剂是一种高效、环保的阻燃剂，具有优异的阻燃性能和稳定性。

它的成分使其能够在各种不同的高分子材料中发挥出色的阻燃效果，有助于提高材料的安全性和可靠性。

随着环保意识的不断提高和安全标准的日益严格，OP阻燃剂在未来可能会得到更广泛的应用和发展。

阻燃剂一、氮系阻燃剂1、三聚氰胺常用于制造膨胀型防火涂料中的发泡成分, 其发泡效果好, 成炭致密。

除单独作阻燃剂外, 常用的阻燃品种是与酸反应产生的衍生盐, 如汽巴精化开发出的M系列阻燃剂, 广泛用于PE、PP 以及P VC 塑料等热塑性、热固性塑料等领域; 三聚氰胺与液态磷酸酯合用, 广泛应用于阻燃聚氨酯泡沫材料。

16000元/吨2、双氰胺双氰胺主要用于制造胍盐阻燃剂, 可以代替三聚氰胺, 或者与三聚氰胺结合。

欧洲专利报导双氰胺等比例混合, 添加量5% , 可使聚酰胺达到U L94 V 0 级的阻燃效果, 且这种阻燃剂对材料的撕裂强度影响很小。

此外, 双氰胺可以制造木材防火胶。

日本专利报导用双氰胺甲醛磷酸制成阻燃剂, 用于防火人造板。

11500元/吨3、氰尿酸三聚氰胺盐( MCA)MCA是由三聚氰胺和三聚氰酸在一定的温度下, 以水为介质合成的, 是一种添加型的阻燃剂。

它无毒无臭无味, 分解温度高, 不仅阻燃效果好, 而且加工时烟雾小, 与高分子材料相容性好, 无表面迁移现象。

主要用于尼龙、PBT、PP、环氧树脂、有机硅、聚氨酯、橡胶等高分子材料的阻燃。

其阻燃效果好, 可以和磷、溴、锑系阻燃剂有良好的协同效应, 也可和其他助剂复合使用, 取得良好的阻燃效果。

从经济的角度出发, 做尼龙类材料的阻燃效果最明显。

16000元/吨二、磷- 氮阻燃剂的种类1、三聚氰胺磷酸盐类三聚氰胺磷酸盐类常用的有磷酸三聚氰胺、磷酸双三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯等, 这是目前合成阻燃剂中最常见的一类。

磷酸三聚氰胺：37000元/吨焦磷酸三聚氰胺：24000元/吨a 三聚氰胺磷酸盐市售一般有磷酸蜜胺盐、磷酸二蜜胺盐等, 组成不同结构有差异, 因而其溶解性、热稳定性和分散性不同, 阻燃效果也不一样。

其阻燃效果比聚磷酸胺好, 具有耐候性。

主要用于建筑特别是钢结构涂料中。

b 三聚氰胺焦磷酸盐用磷酸处理三聚氰胺, 再于250~ 270 加热可制得用于有效阻燃聚氨酯塑料的三聚氰胺焦磷酸盐, 解决了其他大多用于纺织、纤维和塑料的阻燃剂不能有效阻燃聚氨酯的难题。

阻燃剂分类及各类典型介绍⼀、⽬前常⽤的阻燃剂按不同的分类⽅法可以分成3⼤类，具体分类如下：⼆、各类典型的阻燃剂 1、氯系阻燃剂近来，氯系阻燃剂已部分为溴系阻燃剂取代，氯系在整个阻燃剂的消耗量中有所下降。

A、氯化⽯蜡（C20H24Cl18~C24H29Cl21）含氯量50％的主要⽤作PVC塑料的辅助增塑剂；含氯量70％的主要⽤作阻燃剂。

B、氯化聚⼄烯⼀类含氯35%-40%，另⼀类含氯68%，⽆毒。

可⽤于聚烯烃，ABS树脂等。

它本⾝是聚合材料，因此作为阻燃剂使⽤时和树脂体系相容性好，不影响塑料的物理机械性能，耐久性良好。

2、溴系阻燃剂 A、四溴双酚A 性质：灰⽩⾊粉末。

熔点180-184℃，沸点316℃（分解）。

⽤途：⼴泛⽤作反应型阻燃剂以制造含溴环氧树脂和含溴聚碳酸酯以及作为中间体合成其他复杂的阻燃剂，也作为添加型阻燃剂⽤于ABS、HIPS、不饱和聚酯、硬质聚氨酯泡沫塑料、胶黏剂以及涂料等。

既可作添加型阻燃剂，⼜可作为反应型阻燃剂。

关注艾邦⾼分⼦，回复“阻燃”查看更多⽂章 B、⼗溴⼆苯醚性质：⽩⾊微细粉末，溶点为304-309℃，溴含量⼤约83.3%，⼏乎不溶于所有溶剂，5%热量失重时温度⼤于320℃，热稳定性好。

⽤途：添加型阻燃剂，⽤途⼴泛；可⽤于PE、PP、ABS树脂、环氧树脂、PBT树脂、硅橡胶、三元⼄橡胶及PET、PA6等材料的阻燃剂。

其与Sb2O3并⽤阻燃效果更佳。

缺点是耐侯性差，容易黄变。

3、磷系阻燃剂磷系阻燃剂包括⽆机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。

A、⽆机磷系阻燃剂红磷、聚磷酸铵（APP)、磷酸铵盐、磷酸盐及聚磷酸盐等。

阻燃机理：燃烧时⽣成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，覆盖于树脂表⾯，可促进塑料表⾯炭化成炭膜；聚偏磷酸则呈黏稠状液态覆盖于塑料表⾯。

这种固态或液态膜能阻⽌⾃由基逸出，⼜能隔绝氧⽓。

磷系与氮系及⾦属氢氧化物等阻燃剂都有协同作⽤，并⽤可产⽣协同阻燃和消烟效果。

⽆机磷系阻燃剂的耐⽔性差，与聚烯烃的相容性差，致使制品的⼒学性能下降，所以在聚烯烃中⽤量少。

adp阻燃剂机理
ADP阻燃剂是一种广泛应用于塑料、橡胶、纺织和建筑材料等领域的阻燃剂。

它是一种含氮、磷、硫等元素的化合物，通过释放氮气、水和磷酸盐等反应产物来抑制火焰的蔓延。

其机理主要包括物理隔离、气相反应和固相反应等多种方式，其中物理隔离是最主要的机制之一。

当ADP阻燃剂加入到塑料或橡胶等基体中后，其颗粒会在材料的表面形成一层防火屏障，有效隔离燃烧区域和未燃烧区域。

此外，ADP阻燃剂还能通过氧化、热分解等化学反应和熔体膨胀等物理反应来吸收火焰的热量和燃烧产物，从而抑制火焰的蔓延。

总之，ADP
阻燃剂的阻燃机理复杂多样，其中物理隔离、气相反应和固相反应等机制协同作用，共同保障了其良好的阻燃效果。

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阻燃聚氨酯发泡阻燃剂比例阻燃聚氨酯发泡是一种具有阻燃性能的聚氨酯发泡材料。

在聚氨酯发泡过程中，加入适量的阻燃剂可以提高材料的阻燃性能，降低火灾发生的可能性，保护人身和财产安全。

阻燃剂比例的选择是决定阻燃效果的重要因素。

阻燃剂是一种能够抑制燃烧过程并减少火势蔓延的化学物质。

在阻燃聚氨酯发泡中，常用的阻燃剂有氯代磷酸酯、氯化石蜡、氨气腈和偶氮二酮等。

这些阻燃剂具有不同的阻燃性能和特点，根据具体的使用要求选择合适的阻燃剂非常重要。

在确定阻燃剂比例时，需要考虑多个因素。

首先，需要考虑聚氨酯发泡材料所处的使用环境和应用要求。

不同的应用场景对阻燃要求的严格程度不同，因此选择不同的阻燃剂比例是必要的。

其次，需要考虑阻燃剂与其他添加剂的配比。

阻燃剂与泡沫稳定剂、交联剂等添加剂的配比会影响到整个发泡体系的性能。

最后，需要考虑阻燃剂与聚氨酯原料的相容性。

阻燃剂的添加不应对聚氨酯发泡材料的性能产生影响。

在实际操作中，可以根据不同材料的阻燃性能需求进行试验和验证，选择合适的阻燃剂比例。

试验中，可以按照一定比例将阻燃剂加入到聚氨酯原料中，然后进行发泡反应，并测试材料的阻燃性能。

通过多次试验和验证，找到最佳的阻燃剂比例。

此外，值得注意的是，阻燃剂的使用量也需考虑对发泡材料其他性能的影响。

过量的阻燃剂可能会降低发泡材料的物理性能和机械性能，影响其应用性能。

因此，在选择阻燃剂比例时，需要权衡阻燃性能与其他性能之间的平衡。

总的来说，阻燃聚氨酯发泡材料的阻燃剂比例选择是一个综合考虑多个因素的过程。

根据使用环境和应用要求，试验验证不同阻燃剂比例的阻燃性能，找到最佳的比例。

同时，还需要考虑与其他添加剂的配比，以及阻燃剂与聚氨酯原料的相容性。

通过合理调节阻燃剂比例，可以提高阻燃聚氨酯发泡材料的阻燃性能，确保生产的发泡材料符合阻燃要求，保护人身和财产的安全。

Vol.47,No.46i J第47卷第4期April,2021Sichuan Building Materials2021年4月膨胀阻燃体系对钢结构防火涂料性能的影响与研究李崇文(青海省建筑建材科学研究院有限责任公司，青海西宁810008)摘要：主要通过模拟大板燃烧实验和耐水测试实验，对几种膨胀阻燃体系涂料进行对比测试，分析了涂料对水性超薄钢结构防火和耐水性能的影响，并得出以下结论：密胺树脂包覆聚磷酸鞍(MF-APP)、双季戊四醇(DPER)、季戊四醇笼状磷酸酯(PEPA)以及三聚氨胺(MEL)这四种膨胀阻燃体系具有较好的耐水性能和防火性能，将涂层进入水中24h质量损失率基本为0,48h后质量损失率为5.22%,耐水性能良好。

而通过热重分析涂层组分含量在浸水前后并没有太大变化，保持了较好的防火性能。

关键词：钢结构防火涂料;密胺树脂包覆聚磷酸鞍;双季戊四醇;耐水性能中图分类号:TQ637文献标志码:A文章编号:1672-4011(2021)04-0232-02DOI：10.3969/j.issn.1672-4011.2021.04.1170前言钢结构建筑被誉为21世纪的“绿色建筑”，与传统的混凝土建筑相比具有高性能、低成本、低污染等特点，是未来建筑的主流。

但是，就目前而言钢结构建筑还存在两方面问题:①钢结构施工精度的要求较高;②钢结构的防火、耐腐蚀性能较低。

本文主要就第二点进行详细说明。

钢结构建筑在遇到大火高温时易产生塑性形变,承重能力变差从而引起建筑坍塌。

为了提高钢结筑的防火性能需要在钢结构表层涂上防火涂料,这些涂料具有易施工、质量轻、成本低等特点,是最理想的防火方法之一。

但是国产防火涂料大都为溶剂型涂料，与“绿色建筑”概念相差甚远。

这种水性防火涂料的等耐久性能不足,在环境影响下涂膜表面会出现起泡、起皱、开裂等状况,阻燃填料从涂膜中析出，从而降低防火功能，而且时间越长也会析出越多。

这主要是因为以下两个原因:①水性涂料中亲水性助剂会残留在涂层中,并且单组分涂料乳液形成的涂层致密性较差;②防火涂料的作用发挥主要依靠的是阻燃填料,颜基较高，而聚磷酸鞍(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氤胺(MEL)等膨胀阻燃体系中的APP和PER具有水溶性。

TPE常用阻燃剂一、阻燃剂介绍阻燃剂种类很多，很难有一种方法进行分类，一般的分类如下：按是否含卤素分类：（1）含卤阻燃剂：溴系阻燃剂 DBDPO,TBBA及其共聚物；氯系阻燃剂环状芳香化合物；含卤磷酸系含卤素的磷酸酯类阻燃剂。

（2）无卤阻燃剂：磷系化合物；金属氢氧化物；硅系阻燃剂；磷氮系阻燃剂；按阻燃剂化学成份分类：（1）有机类：磷系阻燃剂磷酸酯,含磷多元醇, 含磷胺类；含氮化合物磷酸铵，碳酸铵硅系阻燃剂高分子阻燃剂氯化聚苯乙烯, 氯化聚氯乙烯,芳香族工程塑料，有机硅聚合物。

（2）无机类：水合金属化合物氢氧化铝，氢氧化镁；硅系阻燃剂其他无机阻燃剂硼系化合物,含锑、含钼化合物,锡酸锌。

目前无卤阻燃TPE材料广泛用的阻燃剂的是无卤阻燃添加剂，主要以磷系化合物和金属氢氧化物为主，还有硅系阻燃剂及磷氮系阻燃剂等。

二、磷系化合物阻燃剂阻燃机理：该类阻燃剂燃烧时生成的偏磷酸可形成稳定的多聚体，覆盖于复合材料表面隔绝氧和可燃物，起到阻燃作用，其阻燃效果优于溴化物，要达到同样的阻燃效果，溴化物用量为磷化物的4～7倍。

该类阻燃剂主要有磷酸酯和含卤磷酸酯及卤化磷等，广泛地用于环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS等。

磷系阻燃剂大都是液体，主要用于PU、PVC等塑料。

小分子磷系阻燃剂的主要缺点是挥发性大、耐热性不高，目前正努力开发大分子量的化合物和齐聚物，如GreatLake公司的Firemacster836为卤化磷酸酯，含有磷、溴、氯，具有很低的粘度，特别适合用于浇注制品和PU软泡塑料中。

具有阻燃和增塑、阻燃和交联的多功能化是磷系阻燃剂发展的另一个主要方面，阻燃增塑剂特别是低温下增塑作用主要用于PVC制品中，如国内生产的二异丙苯磷酸酯。

阻燃交联剂是一些具有反应活性的含磷多元醇类，不仅可用作PU的反应型阻燃剂，而且还与溴系阻燃剂并用于环氧树脂中，可大大减少溴阻燃剂的用量。

磷系阻燃剂今后还要向低毒化发展，不仅解决产品本身的毒性，还要考虑燃烧分解产物的毒性以及废品的环境污染问题，甚至还要考虑生产、销售、贮运过程中的毒性问题。