Page 66 - 涂层与防护2019-04

韩忠智，等：可膨胀石墨改性环氧防火涂料的制备及性能研究

本研究通过添加可膨胀石墨研制出了一种具有 度，制得防火涂料。
优良防火性能和物理化学性能的可膨胀石墨改性环
1.3 检验方法和标准
氧防火涂料。
涂料的物理化学性能按照相应的国家标准进行
1 实验部分 测试，耐火性能试验按照国标 GB14907—2002《钢 结
构防火涂料》进行测试。
1.1 主要原材料

环氧树脂（NPEL-128E、NPEF-170、NPEB-400T80）： 2 结果与讨论
南亚环氧树脂（昆山）有限公司；聚酰胺固化剂（3125）：
2.1 树脂体系的选择
美国迈图；碳酸钙（800 目）：天津市燕东矿产品有限公
司；滑石粉（600 目）：天津市燕东矿产品有限公司；云母 成膜物树脂体系的选择对膨胀型防火涂料的防
粉（800 目）：滁州市开金绢云母有限公司；钛白粉（NR- 火性能和物理化学性质具有决定性影响，树脂体系之
950）： 南京钛白化工有限责任公司； 可膨胀石墨（80 间以及与其他组分发生协同作用，使涂层具有良好的
目）：青岛岩海碳材料有限公司；聚磷酸铵（聚合度 n≥1 物理化学性能，并可以在火焰或高温下具有良好的膨
000）：唐山市永发阻燃材料公司；季戊四醇（98 级）、三 胀性。 环氧树脂用于防火涂料，具有优异的粘合性、机
聚氰胺、二甲苯、正丁醇：江苏三木化工股份有限公司； 械强度、耐蚀性及优异的封闭性，可显著提高膨胀层
流平剂（EFKA-3777）：埃夫卡公司；触变剂（R972）：赢 的强度。 同时，涂层可在室外潮湿环境中长期使用，解
创德固赛(中国)投资有限公司；分散剂（EFKA-5065）： 决了在潮湿环境下防火组份易析出的技术难题。
埃夫卡公司。 以上均为工业品。 本 实 验 选 用 低 相 对 分 子 质 量 双 酚 A 环 氧 树 脂

（A）、溴代环氧树脂（B）、F 型环氧树脂（F）3 种树脂，
1.2 涂料的制备
分别与相同的有机膨胀体系（聚磷酸铵：季戊四醇：三
将环氧树脂、溶剂、无机填料（钛白粉等）、可膨胀 聚氰胺 = 6∶2∶2），在聚酰胺固化剂体系下，进行性能对
石墨、聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺按质量比称量， 比试验。 测试了涂料实干时间、柔韧性、发泡效果和炭
混合后高速分散 30 min， 砂磨机研磨至使用要求细 化层质量，其试验结果见表 1。

表 1 不同环氧树脂对涂层性能的影响
树脂类型及比例
项目
A F B A∶F =2∶1 A∶F =1∶1
实干时间/h 14 10 15 12 10
柔韧性/mm 1 2 1 1 2
发泡效果 较差 较好 较好 较好 较好
炭化层质量 较密实 较密实 较密实、烟量大 较密实 较密实

从表 1 的试验结果中可以看出，低分子双酚 A 环
2.2 无机颜/填料的选择
氧树脂发泡高度较低，发泡效果较差。 添加 F 型环氧
树脂后，其发泡效果较好，炭化层质量也较密实。 当低 无机填料的种类和用量直接影响涂层的发泡效
相对分子质量环氧树脂 A∶F 型环氧树脂 = 2∶1 时，涂 果和膨胀高度。 无机填料添加量越大，其膨胀高度越
层实干时间为 12 h，涂层柔韧性较好，发泡效果也较 低，但膨胀后的炭化层质量较密实、强度较高。 添加无
好，此时涂料及涂层具有良好的综合性能。 溴代环氧 机填料还可以改善涂料及涂层的物理机械性能和耐
树脂的发泡效果较好， 但是碳层质量方面烟量较大。 化学品性。
因此，采用低相对分子质量环氧树脂 A∶F 型环氧树脂 无机填料碳酸钙：分解温度为 800~900 ℃，具有价
= 2∶1 作为树脂体系，聚酰胺作为固化剂。 格低、性能较稳定，可提高漆膜的机械强度、耐磨性等

46 涂层技术 COATING TECHNOLOGY