2024年, 第54卷, 第3期 刊出日期:2024-03-01
  

  • 全选
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    探索开发
  • 贾昊, 孙军, 张晓莲, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 2-7. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-409
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    为提高木材防火性能,采用六氯环三磷腈(HCCP)和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)合成了新型磷腈枝化物(HT),HT 与异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)制备了木材防火涂层。研究了涂层的透明性、热稳定性、硬度和防火性能。结果表明:涂层高度透明,铅笔硬度达 3H,极限氧指数提高 30%,垂直燃烧 UL-94 测试达 V-0 等级。锥形量热结果表明,与纯木材相比,涂层处理后的木材的最大热释放速率和总热释放量分别降低了 25. 5% 53. 2%,同时涂层可以使生成的炭层更加致密、完整,可有效阻隔热量与可燃气体,使木材的防火性能得到提高。
  • 黄丹蓉, 颜龙, 李昀, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 8-14. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-302
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    为了增强钢结构防火涂料的防火和抑烟性能,以环氧树脂(EP/聚酰胺树脂(PA)体系作为成膜聚合物制备膨胀型钢结构防火涂料,通过锥形量热仪、烟密度仪、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等系统研究了 EP/PA 配比对膨胀型钢结构防火涂料防火和抑烟性能的影响。结果表明:钢结构防火涂料的防火和抑烟性能与EP/PA成膜聚合物体系的配比密切相关,mEP)∶mPA=32时所制备的涂层在燃烧过程中形成更多的含磷交联结构,表现出最佳的防火、抑烟和成炭效果,在 800 ℃时的残炭率达到 27. 7%,最大比光密度低至 172. 4,其保护下钢板背温达到 300 ℃所需时间为1 570 s

  • 张磊, 周如东, 裴世博, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 15-20. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-245
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    为了开发具有高耐热性的酚醛环氧基成膜物,满足防火涂料耐热性能的要求。以相反转技术制备了酚醛环氧乳液,利用正交实验极差分析法,探讨了乳化剂种类、乳化剂用量及助溶剂用量对乳液性能的影响,并通过 DSCTG、微型量热分析(MCC)对其固化漆膜的耐热和防火性能进行研究。结果表明:采用 6%由羟基与环氧基物质的量比为 11时合成的乳化剂、6%助溶剂制备的酚醛环氧乳液,粒径最小为 900 nm,分布均一且稳定性好。酚醛环氧乳液制备的漆膜的玻璃化转变温度为 98. 78 ℃,800 ℃时残炭率为 17. 7%,均显著高于由普通双酚 A 型环氧乳液对应漆膜的。且酚醛环氧漆膜在燃烧时的热释放速率低于普通双酚A型环氧乳液对应漆膜的,可应用于防火涂料。

  • 工艺技术
  • 吕仲菲, 唐宇建, 王俊杰, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 21-25. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-347
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    多功能防火涂料可以涂覆在多种金属基材表面,在锂离子电池发生热失控时,有效隔绝热量传递、控制火势走向、延缓热扩散,保护基材的同时也为锂离子电池的安全应用保驾护航。设计开发了一系列由纳米填料,如石墨烯、碳纳米管及无机硅酸盐纳米管,改性的多功能防火涂料。实验结果表明:无机硅酸盐纳米管改性的防火涂料,可以在降低体系颜基比的同时,提高涂层的耐冲击性、绝缘性能(直流 6 000 V,通电 60 s,漏电流<1 mA)和防火隔热性能(1 000~1 300 ℃火焰灼烧 30 min,非涂层面最高温度为349 ℃)。
  • 方健君, 王清海, 徐科, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 26-31. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-282
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    以溶剂型丙烯酸树脂及氯化石蜡为基料,多聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀体系,通过不同温度下炭层质量保持率、炭层强度、膨胀倍数、炭层形貌、耐火时间等考察了不同类型的流变助剂对防火涂料性能的影响。结果表明:流变助剂对膨胀型钢结构防火涂料性能的影响非常大。聚酰胺蜡、水合硅酸镁类流变助剂对体系的炭层强度、膨胀倍数、耐火性能等基本无影响;改性水合硅酸镁可以提高防火涂料的耐火时间和炭层强度;亲水气相二氧化硅会导致炭层膨胀倍数和耐火时间增加,同时会降低炭层强度,导致炭层易脱落;疏水二氧化硅、改性蒙脱石类流变助剂会抑制膨胀发泡、提高炭层强度,同时会大幅度降低耐火时间。分析探讨了不同类型流变助剂对防火涂料的性能影响的机理。不同流变助剂在高温膨胀发泡过程中主要影响体系的熔融黏度和膨胀倍数,从而影响防火涂料的综合性能。
  • 健康·安全·环境
  • 罗佳明, 何金蓉, 蒋金锐, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 32-40. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-286
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    为提高涂层防火性能和耐龟裂性能,将埃洛石纳米管(HNTs)与磷酸酯(PRA)分子接枝,再与水性氨基树脂(MF)复配制备透明膨胀型防火涂料。通过傅立叶变换红外光谱、核磁氢谱、X 射线晶体衍射等手段分析了反应机制。利用热重分析、扫描电子显微镜、锥形量热仪等探究埃洛石纳米管对涂层膨胀以及炭层形貌的作用机制。结果表明:HNTs可以通过 Al—OH与 PRA上的 P—OH反应接枝到 PRA 分子链上,同时 PRA 分子还可以插入到 HNTs 的层间,接枝后的 HNTs 对涂层透明性无不良影响;与未添加 HNTs 的涂层相比,当 HNTs 添加量为 5% 时,800 ℃残炭率增大了 42. 2%,引燃时间延长了38 s,AveHRR180 s和THR300 s分别降低了66. 1%和55. 6%,涂层无裂纹产生。
  • 标准及检测
  • 王 龙
    涂料工业. 2024, 54(3): 41-45. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-332
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    钢结构防火涂料作为提高钢结构耐火极限的技术手段之一,被广泛应用。我国钢结构建筑的快速发展,对钢结构防火涂料的需求也日渐明确和突出,如更为细分的适用环境、耐久性等。基于国际上主流的钢结构防火涂料标准,对国内钢结构防火涂料标准所规定的防火性能测试、缺失的钢结构防火涂层体系兼容评估与耐久性指引予以探讨和建议,以期对标准的修订或新标准的制定有所帮助。
  • 岳鑫, 朱智超, 宋惟然, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 46-53. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-321
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    为了快速识别市场常见的防火涂料品牌,结合光谱成像与机器学习,提出了 2 种快速检测防火涂料一致性的方法。采用高光谱成像和短视频成像技术,测量了 7 种品牌防火涂料样品的光谱,利用主成分分析法对光谱数据进行降维,表明各品牌存在可分性。对光谱数据进行预处理、划分训练集和测试集后,评估常用机器学习方法的分类准确度,包括最小二乘判别分析、支持向量机等。结果表明:将光谱成像技术与机器学习结合,能够准确地区分防火涂料的品牌。短视频成像仅需智能手机即可实现光谱采集,具有技术成本低、操作便捷等优势,该技术与机器学习结合,在现场原位检测防火涂料的一致性有更广阔的应用前景。
  • 科学视点
  • 陈永明, 付振平, 郭必泛, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 54-58. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-350
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    防火涂料是近年来关注度较高、发展迅猛的特种功能涂料,被广泛应用在城市高楼、隧道和古建筑的保护等众多领域。从防火涂料的结构设计、性能改进以及标准化更新等角度出发,综述了钢结构防火涂料、饰面型防火涂料和隧道防火涂料近年来国内外的研究进展。简述了防火涂料的未来发展趋势,并对新一轮的技术革新提出构想。
  • 吴沛沛, 张依晴, 田爱琴, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 59-65. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-015
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    以 P-C-N(聚磷酸铵 APP、季戊四醇 PER、三聚氰胺 MEL 组成)为膨胀体系的钢结构防火涂料应用广泛,但普遍存在耐水性差、防火抑烟效果达不到预期等问题。以 P-C-N 膨胀体系的优化及发展为主线,梳理和总结了膨胀型钢结构防火涂料相关研究。发现通过对膨胀体系中亲水性组分的改性来优化 P-C-N 膨胀体系、在防火涂料中添加碳材料、过渡金属化合物等填料,可协同提高防火涂料性能并取得了较好的效果。然而,这些研究仍未能很好地解决防火涂料环境耐久性及高效防火的发展要求,因此开发新的膨胀体系已成为当前研究的需求与热点。
  • 刘文庆, 朱罗毅, 宋立明
    涂料工业. 2024, 54(3): 66-71. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2024-013
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    新能源汽车电池包防火涂料属于涂料应用新领域,市场前景广阔,目前已有多家涂料厂家推出电池包防火涂料,以双组分超薄膨胀型防火涂料为主。因其契合电池包轻量化、灵活设计及自动化的需求,防火涂料开始在电池包中应用,但对应用场景、施工和失效特点等方面的针对性有所欠缺,又一定程度上限制了其大规模应用。针对新能源电池包热失控时高温火焰、颗粒冲击等特点,综述了新型电池包防火涂料研究进展,如通过添加防火树脂提高耐火性能、陶瓷化提高炭层的强度、加入防火以外的新功能等,为新能源电池包防火涂料的开发提供了新的视野。
  • 孙韬, 叶良鹏, 张佳庆, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 72-76. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-399
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    电缆防火涂料是涂覆于电缆表面,用于阻止电缆表面火焰蔓延,提高其防火性能的装饰性涂料。针对现阶段我国电缆防火涂料产品应用范围较窄、发展缓慢,现有产品难以满足各类线缆应用场所的防火保护需求等问题,对电缆防火涂料产品及应用特点、国内外相关规范标准现状、主要防火机理、产品现状、研究进展进行了详细综述,并系统介绍了国内外主要电缆防火涂料产品类型、性能及特点,探讨了电缆防火涂料的发展趋势。
  • 方蓥玲, 任犇, 吴荣凯, 等
    涂料工业. 2024, 54(3): 77-85. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-297
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    火灾预警防火涂层能够实现主动预警响应和被动防火保护双重作用,相比于需要安装在特定位置的传统火灾探测报警器,涂层传感材料与火焰的接触面积大大增加,在提高预警效率和可燃材料火灾安全性能方面具有重要的应用价值。从传感材料热致响应特性角度出发,探讨了电阻型和电压型涂层的火灾预警机制,阐释了涂层的 3 种防火机理;综述了近年来基于传感材料,如氧化石墨烯、碳纳米管、金属氧化物、MXene等的各类涂层在火灾预警与防火性能方面的研究和应用现状,指出火灾预警防火涂层性能比较单一,需赋予其疏水、疏油、自愈合等多种性能以实现涂层的多功能化,开发大尺寸涂层制备技术以实现市场化生产,结合人工智能技术以实现更高水平的预警防火应用,最后对其未来发展趋势进行了展望。
  • 王玲玲, 朱鑫, 刘天蛟
    涂料工业. 2024, 54(3): 86-92. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-353
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    隔热性能的准确量化是防火涂层厚度设计的关键。膨胀型钢结构防火涂层的隔热性能在高温下受升温速率的影响,投入使用后其隔热性能会发生退化,这些特点给膨胀型钢结构防火涂层的厚度设计提出了挑战。总结了膨胀型钢结构防火涂层隔热性能的定量表征方法,分析了隔热性能的影响因素以及这些因素的作用机理和规律,提出了膨胀型钢结构防火涂层厚度设计涉及的关键科学问题及解决方法。