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可膨胀石墨防火涂料如何防火

2010-03-16

    可膨胀石墨防火涂料是近年来出现的一种新型膨胀型防火涂料,平常保持普通涂膜状态,遇火时,涂层发生软化熔融,膨胀形成海绵状或蜂窝状碳化层。
    可膨胀石墨在受高温时体积瞬间膨胀,可以在火灾发生时将火焰窒息,且膨胀产物有极佳的抗氧化性和耐高温性。由于这一特性,被用作防火涂料膨胀体系的协同增效剂及一种良好的无卤物理膨胀阻燃剂。从燃烧的条件知道,要使燃烧不能进行,必须将燃烧的3个要素(可燃物、氧气、热源)中的任何一个要素隔绝开来。可膨胀石墨的阻燃属于凝固相阻燃机理,因为它是通过延缓或中断固态物质产生可燃性物质而达到阻燃的,受热到一定程度,可膨胀石墨就会开始膨胀,从而形成一个很厚的多孔碳化层,该碳化层把阻燃主体和热源隔开,从而延缓和终止聚合物的分解,而且本身无毒,受热时不产生有毒和腐蚀性气体,并能大大降低发烟量,有足够的热稳定性。可膨胀石墨防火涂料涂层膨胀后形成的多孔泡沫碳化层的厚度τ要比膨胀前的厚度大几十倍至一百多倍,有时甚至达200倍。
    一般涂层的导热系数λ值为(1.163-8.140)×10-4W/(m2?K),而膨胀碳化层的λ值却小得多,接近气体的λ值2.326×10-5W/(m2?K)。从热传导公式:Q=A×λ×t/τ(A:传热面积,λ:传热介质的导热系数,τ:传热距离,即涂层厚度,Q:传热的热量)可知膨胀碳化层Q值要减小几十倍至上百倍,从而有效地阻止了外部热源向被保护基材的传递。另外涂层在膨胀发泡时,发生吸热反应,消耗大量热量,降低了体系的温度;生成的不燃性气体使可燃性气体的浓度降低,并有效地隔绝氧气,从而最大限度地使被保护基材受到防火隔热阻燃的保护。