莫来石纤维与二氧化硅气凝胶对防火涂料性能的影响

摘要

[目的]通过改善膨胀炭层的强度来提高涂料的耐火性能。[方法]以环氧树脂乳液为成膜物质，聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)和双季戊四醇(DPER)为膨胀阻燃体系，二氧化钛为阻燃协效剂，制备出一种水性超薄膨胀型防火涂料。考察了二氧化硅气凝胶(Sa)与莫来石纤维(Mf)的添加对涂料防火性能的影响。采用小板燃烧法对涂层进行测试，并用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对燃烧后的炭化层进行表征与分析。[结果]添加了Sa和Mf的涂层(记为C-Sa-Mf)经耐火测试后，炭层的膨胀倍率为3.0，钢板背部的最高温度仅为337.8°C。相比于添加单一Sa或Mf的涂层，C-Sa-Mf涂层具有更加致密均匀的“蜂巢”状结构，表现出更加优异的阻燃隔热性能。在火焰的灼烧下，C-Sa-Mf涂层并未生成新的结晶相，也证实了Sa与Mf具有优异的热稳定性及耐高温性。[结论]Sa、Mf的加入使涂层中产生致密均匀的交联网状结构，使炭层的强度提高，从而阻止了炭层进一步分解，提高了涂料的耐火性能。

关键词

二氧化硅气凝胶 / 莫来石纤维 / 改性环氧树脂 / 水性膨胀型防火涂料 / 炭层强度 / 耐火性能