无卤阻燃剂和建筑材料耐火性

无卤阻燃剂和建筑材料耐火性
摘要:无卤阻燃剂广泛应用于现代建筑防火材料中,探究其对建筑防火材料耐火性能的影响,有利于提高化工生产安全性。基于此,本文主要采取实验探究的方式,对建筑防火材料耐火性能进行综合探究,以达到充分发挥无卤阻燃剂优势,提升消防灭火效果的目的。
关键词:无卤阻燃剂;建筑材料;耐火性能
煅后焦阻燃剂按照组成元素种类可分为卤素系、磷系、氮系、硅系和金属水合物系等。卤系阻燃剂的阻燃效果好、热稳定性高、添加量少、价格适中,与聚合物材料的相容性好,能较好地保留材料的理化性能,但其在燃烧时会释放出大量有毒的气体和腐蚀性浓烟,且使被阻燃基材的抗紫外线稳定性降低,因此聚合物材料阻燃无卤无毒化在学术界和工业生产中都得到越来越多的重视,发展无卤低烟低毒的阻燃聚合物材料成为大势所趋。目前聚烯烃阻燃使用较多的无卤阻燃剂主要有氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、碳酸钙(CaCO3)、三氧化二锑(Sb2O3)、硼酸锌(ZB)、三聚氰胺尿酸盐(MCA)和磷酸盐(DP)类等,对这些添加型阻燃剂的性能研究和开发应用有大量的报道,但这些阻燃剂对聚烯烃材料的老化具有较大影响,尤其是经常含有一些对聚烯烃老化具有催化作用的各种变价金属离
子或杂质,如铜、铁等,聚烯烃加入这些阻燃剂后,会降低材料的耐老化性能。
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1.无卤阻燃剂
无卤阻燃剂,是一种复合性化学药剂,它具有阻燃性高,阻燃不产生滴落,阻燃过程低烟、低毒、无腐蚀性等特征,属于磷-氮系阻燃剂。无卤阻燃剂在高温、明火环境下膨胀,起到隔离氧气、阻燃的效果,当无卤阻燃剂周围环境降低时,膨胀后的无卤阻燃剂,会逐步形成一个硬结,继续阻隔燃烧区域的热量传播,从而达到了中断燃料燃烧的目的。
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1.1 无机磷系阻燃剂
无机磷系阻燃剂主要有三聚氰胺磷酸盐和聚磷酸铵等。无机磷系阻燃剂在热分解时候可以放出氨气稀释可燃气体达到可燃目的。无机磷系阻燃剂的改性和复配阻燃是目前研究较多的课题。苟宏伟等[1]采用聚磷酸铵(APP)与(PER)阻燃剂复配阻燃沥青,当添加量为10%时,阻燃抑烟效果最好,同时大大改善了改性沥青的高温抵抗变形的能力。樊明帅等[2]研究了聚磷酸铵和三嗪成炭剂(CAF)协同阻燃热塑性硫化橡胶(TPV),结果表面CFA 和APP 具有优异的协调阻燃作用和抑烟作用,同时对TPV 的力学性能影响较
低。朱德钦等[3]使用硅烷偶联剂改性了三聚氰胺聚磷酸盐和复配阻燃剂,添加到聚丙烯基木塑复合材料中,极限氧指数(LOI)最高可以提高3.7%,线性燃烧速率(LBR)降低了20.3%;同时热失重降低,热稳定性显著提高。
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1.2 有机磷系阻燃剂
有机磷系阻燃剂主要包括磷酸酯、聚磷腈和磷杂菲化合物。研究表明此类阻燃剂有一定的毒理效应,易挥发进入环境中,对生态稳定和人类健康造成威胁,逐渐被其他新型阻燃剂所替代。潘建君等总结介绍了在纺织业中有机磷系阻燃剂的应用机理以及残留量的检测方法,提出了今后应用的发展方向。
2.无卤阻燃剂对建筑防火材料耐火性能的影响
当前社会中应用的建筑防火材料主要包括防火玻璃和防火板两种,由此,我们进行无卤阻燃剂实际应用分析时,也主要从这两方面进行探究。
(1)无卤阻燃剂对防火玻璃耐火性能影响
①实验原理。防火玻璃受到高温明火条件时,玻璃层中的水分蒸发,会带走外部传导来的热量,而无卤阻燃剂,则在外部玻璃凝胶融化后,为无卤阻燃剂提供了充足的膨胀空间,再加上防火玻璃温度的变化,为无卤阻燃凝结提供了防护环境,自然也就达到了防火的目的。
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②实验过程。我们将本次实验分析时,模拟实验的玻璃设计为550mm×350mm、600mm×350mm,并按照普通玻璃、防火凝胶、玻璃隔条的顺序,进行实验物品安装,然后将其放置在实验加热炉上;其次,选准防火玻璃的检测分析中心点,集中性进行加热,每间隔10min,对其实验数据进行记录。最后,按照GB15763.1-2001规定,对防火玻璃背火部分的防火情况进行数据分析。
③实验结果分析。结合以上实验的实践步骤,我们将实验中的两次数据收集整合如表1,表2。结合表1中数据来看,本次关于防火玻璃的实验时长为60分钟,其加热防火玻璃的最初温度为25℃,在玻璃集中加热到20分钟时,两次防火玻璃背火面温度出现了缓慢升高的变化,并在此以后,温度一直呈增长趋势,防火玻璃的背火面温度最高达到了105℃和90℃,这说明此时无卤阻燃剂对建筑防火材料耐火性能,在防火玻璃的不同尺寸影响下,出现了耐火极限性的变化。
本次无卤阻燃剂对防火玻璃的实际分析过程中,其防火极限实验分析时,第一次实验和第二实验过程中,两次防火玻璃的规格不同,其实验时间相同。但防火玻璃较大的实验品,耐火极限上就出现了11℃的差异,其背火面平均温度上也存在着9.4℃的差异,而背火面最高温度的差值为15℃。这样对比来看:防火玻璃规格越大,其中含有的无卤阻燃剂比重也就越高,其防火阻燃效果就越好。
(2)无卤阻燃剂对防火板耐火性能影响
纯露怎么提取①实验原理。防火板与防火玻璃相比,其实际应用过程中,是直接通过无卤阻燃剂与明火接触进行防火。当防火板与火焰接触后,防火板中的无卤阻燃剂,会直接呈现膨胀状态,从而达到防火的效果。
②实验过程。我们将本次实验分析时,将模拟实验的防火板设计为550mm×350mm,将其放置在实验加热炉上;其次,选准防火板的检测分析中心点,集中性进行加热,并择传统菱镁板,作为耐火材料的对比材料。每间隔10min,对其实验数据进行记录。最后,按照GB15763.1-2001规定,对防火板背火部分的防火情况进行数据分析。
③实验结果分析。结合以上关于无卤阻燃剂对防火板的耐火性分析实验过程,以无卤阻燃剂为主要材料的防火板,与传统的菱镁板相比,其耐火极限、背火面平均温度、背火面最高温度上,都有着较为明显的优势,其数据上分别相差15min,8.2℃,9℃。由此来说,在防火板规格相同的情况下,以无卤阻燃剂为主要材料的防火板,具有较好的防火效果。             
④实验结果影响因素分析。以普通防火板为代表,对比以无卤阻燃剂为主要原料的防火板实际应用效果对比来说,出现以上较大差异的原因可能包括:
其一,以无卤阻燃剂为主要材料的防火板,是一种复合型材料,其中包含多样性分子融合条件。由此,该类防火板的密度相对于传统防火板而言,密度在无形当中加大,由此,其防火性能也将大大提升。其二,无卤阻燃剂在高温环境下发生膨胀,其防火性物质又可以在温度下降后,生成一种硬质防火物质,由此,该类防火板的应用实现了综合性防火,与传统的只能够在明火燃烧时防火的物质相比,其防火效果更好。
结论:无卤阻燃剂对建筑防火材料耐火性能的影响分析,是现代消防防护综合运用的体现,在现代化工资源综合开发中,发挥技术指导的作用。在此基础上,为了充分发挥无卤
阻燃剂防火优势,应通过无卤阻燃剂对防火玻璃耐火性能影响、无卤阻燃剂对防火板耐火性能影响,两种情况进行解析。因此,探究建筑防火材料中添加无卤阻燃剂对其耐火性能的影响,将为我国现代化工生产工作的安全性提升,并提供有效的防护策略。
•【参考文献】
[1]游翰荆,张建耀.无卤阻燃剂对阻燃聚烯烃材料耐热氧老化性能的影响[J].中国塑料,2018,32(03):104-109.
[2]彭民乐,岑茵,何继辉,佟伟.聚碳酸酯无卤阻燃剂阻燃机理及其发展趋势[J].中国塑料,2017,31(03):1-6.

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