通常建筑火灾在30 min 内, 火焰温度可以达到700~ 800, 而当温度超过500时, 钢结构自身的特性开始受到破坏, 因此, 需要使用防火涂料对钢结构进行保护. 一般要求钢结构防火涂料在受热时能形成厚度较大的发泡层, 使钢结构不会因高温的作用而急剧软化变形, 强度急剧下降, 从而导致建筑物垮塌; 另外还要求钢结构防火涂料发泡层结构均匀致密, 具有足够的强度, 能够承受火灾气流的冲击.水性防火涂料由基料、颜料、填料和助剂等组成, 其中填料是影响其性能的重要因素之一.海泡石为具有高表面积的粘土矿物. 海泡石作为增稠剂、悬浮剂和触变剂等而广泛应用于化妆品、涂料等行业. 海泡石的热稳定性好, 加热到350时其结构不发生任何变化. 海泡石簇状纤维结构中含有大量的纳米级孔道. 由于孔道空气导热系数远小于固体导热系数, 即海泡石具有良好的阻热效果, 因此将海泡石用作防火涂料的填料应当有助于提高防火涂料的耐火性能。

海泡石用量对涂料防火性能的影响

不同海泡石用量对涂料膨胀度的影响见图4.,当海泡石用量为1. 50% 时,涂料涂层的膨胀效果最好,但此时涂料涂层的强度较低, 容易脱落. 当海泡石用量为2. 88% 时, 虽然涂料涂层膨胀效果不如掺1. 50% 海泡石的涂料, 但其强度较大, 不易脱落.图5 为海泡石用量不同的涂料涂层的防火性能测试结果. 从图5 可以看出, 不同海泡石用量的涂料涂层在0~ 250 s 内升温速率并无明显差异, 且在250 s 时均达到175左右. 但继续加热升温后则出现了较大的差别, 其中海泡石用量为6. 50% , 8. 00% , 10. 00% 的涂料涂层的平衡温度明显高于其他涂料涂层, 而海泡石用量为1. 50%的涂料涂层的平衡温度最低, 仅为225 􀀁 ; 海泡石用量为2. 88%的涂料涂层的平衡温度为250 􀀁 左右, 也表现出较好的防火性能. 因此, 基于考虑涂料的综合性能, 海泡石用量为2. 88% 是较为适宜的.

海泡石用量对涂料物理化学性能的影响

流变性能

用涂粘度计测量了海泡石用量不同的涂料的粘度( 用流出时间表示) ,可以看出, 涂料粘度随着海泡石用量的增加而增大. 产生这一现象的原因是由于海泡石中的纤维束在水中松解后, 形成了不规则的纤维网状结构, 包覆了一定量的溶剂水,从而形成了高粘度的体系.为用NDJ- 79 型旋转式粘度计测得的固定转速( 750 r/ min) 下掺海泡石涂料的粘度.

显示涂料粘度一开始随着时间的增加而逐渐降低, 然后逐渐趋于平缓.涂料静止时体系内有网状结构形成, 在剪切作用下该网状结构被破坏, 涂料粘度降低.

结论

1. 采用海泡石作为填料的涂料具备触变性流体的特性.

2. 海泡石作为填料起到增稠剂的作用, 使得涂料的气泡现象得以改观.

3. 随着涂料中海泡石用量的增加, 涂料耐水性增强, 而涂料发泡层膨胀度逐渐降低, 发泡层硬度逐渐提高. 当海泡石用量为1. 50% 时, 涂料发泡层膨胀度最大, 但强度不高. 当海泡石用量为2. 88%时, 涂料发泡层较为致密, 不易脱落. 从综合性能考虑, 2. 88% 的海泡石用量更为合适, 其涂料涂层平衡温度约为250