酯化率对时间间隔的影响试样达到相同背温的时间间隔随酯化率变化的趋势如所示。为烷基磷酸酯胺盐的TG和DTG曲线。
由可知,当背温达到各温度时,时间间隔随酯化率的降低而缩短。背温达到180e时,各试样的时间间隔相差不大,而且间隔比较短。从TG分析可以看出,背温达到180e时涂层没有发生化学变化,仅表层开始软化,由于烷基磷酸酯胺盐(具有增塑功能)降低了涂层软化点,所以涂层更容酯化率对时间间隔的影响Fig.4易软化吸热,在该时间段软化吸热量的影响大于酯化率对化学吸热的影响,因此,各试样的时间间隔差别不大。背温到180e时表层炭化体尚未形成,涂层隔热效果不明显,背温升温速率快,各试样的时间间隔比较短。
背温达到240e时,各试样的时间间隔差别增大。
从可知,烷基磷酸酯胺盐在200e左右时受热分解并形成烷基磷酸酯(见式1),烷基磷酸酯受热进一步分解为磷酸(见式2),而磷酸在加热的条件下热聚成聚磷酸(见式3)<1>,聚磷酸是一种脱水成炭催化剂。
因此,烷基磷酸酯胺盐为涂料前期的脱水成炭提供了催化剂。又由于季戊四醇在186e脱水,氯化石蜡在170e发气。因此涂层在该温度区间就具备了膨胀防火体系的全部条件,即能发生软化、熔融、发气膨胀、脱水成炭、胶化固化这一系列过程,形成细密的封闭微孔结构,该结构具有过滤捕获烟气颗粒的功能,减少膨胀防火体系质量损失,也为整个防火过程提供了良好的隔热屏蔽薄层,提高了此温度段的隔热性能。
背温在240300e之间时,各试样的时间间隔差别不大。在300400e之间时时间间隔明显延长。
因为此阶段是防火涂料发生化学变化的主要阶段,特别是聚磷酸铵参加反应,聚磷酸铵受热分解生成聚磷酸,聚磷酸使季戊四醇脱水成炭,而发气剂分解释放出的气体使炭化体膨胀,*后炭化体基本形成,隔热效果明显增加。但由于酯化率低的烷基磷酸酯胺盐含有较多的游离磷酸,造成聚磷酸铵发生降解,形成小分子的聚磷酸铵<2>,而小分子的聚磷酸铵很容易进行热分解,且分解温度更低,从而影响了防火涂料的隔热性能,所以酯化率为65%的试样在300400e时试样的时间间隔比较短。
酯化率对试样背温的影响当实验进行到120min时,试样背温随酯化率变化的趋势。从可知,试样背温随酯化率的增加而下降,且酯化率为85%的烷基磷酸酯胺盐更能改善超薄型钢结构的防火性能。为不同酯化率试样的DSC曲线。由可知,酯化率为85%(见图7a)的试样在29613350e时,出现一个较高的吸热峰,峰温为325e,相应的吸收热为11115J/g;出现一个较小的吸热峰,峰温为33119e,相应的吸收热为81114J/g.显然,在相同的条件下,酯化率为85%的试样比酯化率为75%的试样的吸热量大,传递到炭化体内部以及试样背面的热量少,因此酯化率高的烷基磷酸酯胺盐能更好地降低120min时的试样背温。
(完)
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