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水性聚氨酯膨脹型阻燃涂料的阻燃機理

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2020/10/28 瀏覽次數(shù)：

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水性聚氨酯膨脹型阻燃涂料的機理是涂膜遇火時，由于組分間的相互協(xié)同作用，涂層膨脹發(fā)泡形成泡沫層，起到覆蓋作用。此外，涂層膨脹形成泡沫隔熱層的過程是吸熱反應，并且釋放大量的不燃性氣體，有吸熱效應和稀釋效應。膨脹型阻燃涂料中阻燃劑的成分有碳化催化劑（酸源）、碳化劑（碳源）、發(fā)泡劑（發(fā)泡源）等。碳化催化劑有磷酸三聚氰胺、聚磷酸酯、無鹵雙磷酸酯等。成碳劑通常是一些含高碳的多羥基化合物，如季戊四醇、二季戊四醇、淀粉、糊精等。發(fā)泡劑主要為磷氮系化合物和三聚氰胺以及其改性物。目前國內(nèi)的阻燃涂料一般使用三聚氰胺作發(fā)泡劑。下面以 APP（聚磷酸銨） -MEL（三聚氰胺） -PER（季戊四醇）膨脹阻燃體系為例，詳細說明其阻燃機理。

(1）碳化催化劑（聚磷酸銨）受熱分解生成聚磷酸并釋放出氣體，同時將碳化劑脫水碳化成碳架結構。聚磷酸銨分解吸熱，從而降低周圍的溫度（吸熱效應）；釋放出的不可燃氣體沖淡空氣和可燃性氣體（稀釋效應）；分解過程中產(chǎn)生可捕獲自由基的物質(zhì)（如 PO·），從而切斷自由基鏈鎖反應（抑制效應）；使高聚物產(chǎn)生脫水反應生成碳和水，而不產(chǎn)生可燃性氣體（轉移效應）。

(2）碳化劑（季戊四醇）在酸的催化下脫水分解成碳，在發(fā)泡劑作用下形成多微孔的泡沫碳化層（覆蓋效應）；生成的水氣化吸熱也起到阻燃作用（吸熱效應、稀釋效應）。

(3）水性聚氨酯樹脂受熱熔融并在發(fā)泡劑（三聚氰胺）的作用下膨脹發(fā)泡，同時進一步形成碳化層，三聚氰胺放出的氨氣將碳質(zhì)層吹起，形成膨脹多微孔泡沫層（覆蓋效應）；另外涂層在膨脹發(fā)泡時，發(fā)生吸熱反應，消耗大量的熱量，降低了體系的溫度（吸熱效應）；生成大量不燃性氣體（稀釋效應）。

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