2.1不同Tg的不同类型乳液对阻燃性能的影响

    选择具有不同Tg不同类型的乳液:①聚醋酸乙烯乳液A,Tg17～19℃;②纯丙乳液A,Tg25～27℃;③乙丙乳液A,Tg31～32℃;④苯丙乳液A,Tg38～40℃,制备防火涂料,并检测其防火阻燃性能,见图3和图4。

图 3 不同 T g 乳液的防火涂料的阻燃性能

不同乳液防火涂料的膨胀炭层高度

    从图3、图4可以看出,以4种不同玻璃化温度乳液为基料的防火涂料,都有一定的膨胀发泡和防火阻燃作用。其中以玻璃化温度Tg为17～19℃的聚醋酸乙烯乳液制备的防火涂料防火性能最好,阻燃时间达31min,炭层高度达82mm,致密不开裂。主要原因是聚醋酸乙烯乳液的玻璃化温度与发泡组分(炭化剂、脱水成炭催化剂、发泡剂)的分解温度匹配更好,树脂熔体的黏度较高,能包覆产生的气体,泡孔致密且均匀。其它3种乳液的玻璃化温度与发泡组分(炭化剂、脱水成炭催化剂、发泡剂)的分解温度不匹配[17-19],当膨胀阻燃体系开始产生气体时,乳液不能较好地变为熔体,熔体黏度较低,难以包覆燃烧过程中产生的气体,气孔小而几乎不膨胀,隔热阻燃效果较差。在燃烧试验中还可观察到纯丙、乙丙和苯丙乳液防火涂料的涂层在遇火5min左右都开始开裂,显然这对隔热阻燃不利。

    2.2Tg相近的不同类型乳液对阻燃性能的影响

    选择具有相近Tg不同类型的乳液:①聚醋酸乙烯乳液A,Tg17～19℃;②纯丙乳液B,Tg18～20℃;③乙丙乳液B,Tg19～20℃;④苯丙乳液B,Tg16～18℃,制备防火涂料,并检测其防火阻燃性能,结果见表3。  

表 3 T g 相近乳液对阻燃性能的影响

    从表3可见,当乳液玻璃化温度相近时,聚醋酸乙烯、纯丙、乙丙、苯丙乳液制备的防火涂料,阻燃时间都在26min以上,膨胀炭层高度都大于70mm,炭层致密不开裂。它们的阻燃性能都很好,差别不大。当Tg相近时,乳液的比热容、热膨胀系数、黏度、折光率、自由体积以及弹性模量等都具有一定的相似性能。不同类型乳液无论从化学成分和结构,还是其他理化性能都有很多差异,但当玻璃化温度相近时,阻燃性能十分相近。试验表明,可以通过玻璃化温度来选择乳液和研究防火涂料的阻燃性能,设计不同的阻燃体系和不同性能的防火涂料。从试验结果可看出,当乳液的玻璃化温度Tg在15～20℃范围时,该膨胀阻燃体系与乳液都能形成很好的匹配。

     2.3同一类型不同Tg的乳液对阻燃性能的影响

    同一类型不同Tg的乳液,制备的防火涂料阻燃性能见表4。

表 4 T g 对阻燃性能的影响

从表4可见,同一类型不同Tg乳液制备的防火涂料,其阻燃性能不同,进一步说明乳液的Tg对防火涂料的阻燃性能起着关键作用。

    3结语

    (1)不同Tg、不同类型乳液制备的防火涂料,阻燃性能不同,炭层高度和致密程度不同,Tg高的较差。

    (2)Tg相近、不同类型乳液制备的防火涂料,阻燃性能差别不大,炭层高度和致密程度相近。

    (3)同一类型、不同Tg的乳液制备的防火涂料,阻燃性能不同,炭层高度和致密程度不同,Tg高的较差。

    (4)乳液Tg选择对研究高性能防火涂料具有关键作用。