钢结构的泡沫防火层

在短短几分钟时间里,就形成了几厘米厚的隔热层,其厚度是原涂层的数百倍。

如果想让膨胀涂料在火灾发生时产生隔热泡沫,某些特定成分是必不可少的。除了三聚氰胺、季戊四醇和聚磷酸铵(如科莱恩公司的Exolit® AP)等“反应活性”成分之外,膨胀涂料还含有瓦克制造的有机基料。“基料在传统内墙涂料的作用是将填料颗粒结合在一起,而其在消防涂料中的作用远不止于此。它还有很多用武之地,”Huster强调说。

当温度上升至250 °C,基料熔化形成基体,而后发生后续热化学反应。首先发生的是多磷酸铵分解反应,多磷酸铵在膨胀涂料中占到四分之一的比重,是其中比重最大的成分。磷酸与季戊四醇发生反应,产生磷酸酯。如果温度持续上升,磷酸酯开始分解,形成磷酸酯的碳磷残留物。与此同时,三聚氰胺也开始分解,释放出氨气和氮气。这些气体作为起泡剂,使得磷酸酯的碳磷残留物不断发生膨胀,从而形成隔热泡沫层。

湍流和振动

“大量研究结果表明,含有醋酸乙烯酯和乙烯的特殊共聚物,即VAE乳液以及三元共聚物在制作高稳定性基体方面尤为有效,”Huster解释说。如果不添加基料,泡沫层将过于脆弱易碎,无法对钢质基材形成足够的粘结力,从而无法发挥隔热层的功效。“火灾发生时通常都会伴随着严重的空气湍流和振动。“泡沫层不会出现剥落这一点至关重要,”科莱恩公司膨胀涂料部门大客户经理Achim Hennemann说,该化学品公司主要生产的是防火涂料的主要成分——多磷酸铵(Exolit®)。

尽管基料在膨胀涂料中扮演的是次要角色,但对于其功效起着至关重要的作用,原因在于基料决定着泡沫层的形成速度及其在钢柱周围的厚度。这就意味着,瓦克聚合物专家在全力开发适用于上述应用领域的专用新型乳液时,需要与科莱恩公司的同事保持密切合作。新型VINNAPAS®威耐实®EZ 3112乳液产生的泡沫量更大,气孔结构更细腻、更密实。与传统体系相比,涂层的整体厚度更薄,因而可以有效提高效率,但不会对隔热效果造成影响。因此,添加新型基料可以减少涂覆次数。

“膨胀涂料通常需要涂七层,而且也需要晾干七次,”科莱恩公司经理Hennemann解释说。“涂层厚度变薄在具备同样功效(耐火时间)的同时,还有助于节省材料、时间和成本。”