鋼結構在電力、橋梁、化工等領域具有廣泛應用,但其在高溫環(huán)境下的性能表現引發(fā)了安全隱患。在500℃至800℃范圍內,鋼材的屈服強度明顯下降,甚至在800℃下僅需10分鐘即可發(fā)生坍塌,造成了嚴重的安全事故和經濟損失。為提升鋼結構的耐火性能,表面涂覆防火涂料成為一項關鍵舉措,而其中膨脹型防火涂料因其出色的裝飾性能備受市場和學術界的關注。
防火涂料的主要成分是阻燃填料,其對涂料的理化性能和耐火性能至關重要。膨脹型防火涂料要求其阻燃劑在火災或高溫條件下能形成膨脹的焦炭層,有效阻隔熱量傳遞。目前,廣泛使用的膨脹型阻燃劑是聚磷酸銨(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)的復合體系,即P-C-N體系。這些阻燃劑通過酯化、脫水、炭化等反應形成膨脹炭層,提升了涂料的耐火性能。然而,有機物本身的特性使得膨脹炭層通常難以長時間耐火。
為了提升涂料的耐火極限,通常會添加無機填料作為耐溫材料。研究表明,碳酸鋁鈣層狀雙氫氧化物的加入可以改善炭層強度與耐火性能;而高嶺土及含鋯陶瓷纖維作為增強填料可以提升涂層的耐火時間。此外,碳化硅微粒作為一種常用于航天的隔熱無機填料表現出較強的填補空隙能力和隔熱性能。然而,碳化硅在樹脂中的相容性并不理想,因此需要對其表面進行功能化以改善其在樹脂中的狀態(tài)。
聚苯胺作為一種安全無鹵的阻燃填料,不僅可以有效提升涂層網絡結構,在受熱時形成炭層,并產生不可燃氣體,提升了涂層的阻燃性能,同時還可以與碳化硅復合改善其相容性和分散性。通過對不同單組分乳液對膨脹型防火涂層的耐火性能的影響進行探究,以及對不同含量的聚苯胺-碳化硅(PANI-SIC)復合材料對鋼結構防火涂層性能的影響進行進一步探究,可以更好地提升鋼結構的防火性能,保障人們的生命財產安全。
綜上所述,通過研究防火涂料的成分及其對鋼結構的影響,可以不斷優(yōu)化涂料配方,提升鋼結構的耐火性能,從而降低火災事故的發(fā)生概率,保障人們的生命財產安全。