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膨胀型钢结构防火涂料、防腐的研究
发布者: 发布时间:2013-07-10 11:38:56 阅读:

钢结构的腐蚀过程和在火灾中的行为

钢结构在大气和水环境中的腐蚀分为两大类:均匀(全面)腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀主要发生在焊接部位和有缺陷的部位,局部腐蚀的危害性比均匀腐蚀大得多,钢结构的腐蚀主要是由电化学反应而引起的。钢铁在冶炼过程中常常要加入碳元素及其它一些合金元素,由于金属元素各自的标准电极电位不同,形成了发生腐蚀的微电池的两极,钢铁表面的水分和吸附的氧气连通了能够发生电化学腐蚀的微电池两极,阳极为Fe/02,阴极为HZo/c。在阳极,F。从热力学不稳定的原子态,转变成热力学稳定的离子态Fe+,即Fe的能量降低的过程,因此钢结构的腐蚀是一个自发的过程,机械加工表面保护涂层是否完好;检查无保护涂层的

1.    机械加工面是否有锈蚀;检查其所有外露接口是否有损伤,堵盖等保护物是否包封良好等。该设备在安装前应参照设备说明书,看其规格、型号、性能等是否符合国家现行产品标准以及本工程的设计要求。

2.    注意装置在安装时应有满足检修要求的通道,其宽度不要小于0.7m,且靠操作面的一边不要小于1.sm

3.    装置应整体安装且支架与基础要牢固固定,安装时不能拆卸和损坏配管及所有附件。

4.    安装时,囊式储罐的安全阀或排气出口不能朝向操作面。

5.    应根据环境条件及设计要求,对该装置采取防晒、防冻、防腐等保护措施。

6.    囊式储罐与泡沫混合液立管下端设置的锈渣清

7.    扫口与储罐支架基础或地面的距离应有0.30.sm。配方设计的依据和原则

依据

膨胀型钢结构防火防腐涂料配方设计的依据是: GB14907202《钢结构防火涂料通用技术条件》、GB50()l6206《建筑设计防火规范》、GB500451995(2(X}5年版)《高层民用建筑设计防火规范》和GB5016以石油化工企业设计防火规范》等对钢结构的耐火极限为13h,耐水性>24 h,耐酸耐碱>360h,耐盐雾腐蚀性>30h

原则

根据钢结构防火和防腐的基本要求,涂料的配方设计应遵循下列原则。

协同性原则

涂料的防火性能和防腐性能要协同一致,在耐火极限13h的情况下,对水蒸气和氧气的渗透率低,封闭性好,对化工大气、酸、碱和盐类抗腐蚀能力强。

膨胀性原则

涂料在火焰和高温作用下,能膨胀成一个比原来涂层大几十倍甚至上百倍的不易燃、导热系数低的多孔炭质层,以减缓或隔断火源对基材的加热,从而起到阻燃作用。

超薄性原则

超薄性涂料喷涂施工方便,成本低,正常情况下使用能起到较好的装饰效果。

环保性原则

涂料在施工和使用过程中不产生有毒有害的挥发性物质,对人体和环境无伤害;在火灾中受热不产生有毒有害气体,便于火灾扑救工作。

膨胀型钢结构防火防腐涂料的基本

膨胀型钢结构防火防腐涂料主要由防火体系、基料树脂、颜填料、阻锈剂和助剂等组成,其中防火体系由脱水催化剂、炭化剂和发泡剂三者构成,它对涂料的防火性能起着非常重要的作用,脱水催化剂分解释放出酸性物质,发泡剂分解产生气体,炭化剂脱水炭化这

三个步骤在发生变化的温度方面要基本协调一致,相互匹配才能形成理想的膨胀发泡层,达到最佳的阻燃效果。防火填料和防腐填料配合使用可以保证涂料的防火和防腐功能协调一致。

基料树脂

基料树脂是钢结构防火涂料的主要成膜物质,对膨胀型防火涂料的性能起决定性的作用。基料树脂还必须能与其它组分相匹配,构成一个有机的防火体系。常用的基料树脂有有机硅改性丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、偏氯乙烯乳液等。有机硅改性丙烯酸乳液在20250下长期使用而不分解,若配合金属粉、耐热填料、玻璃料可耐温3070的高温阁。通过对比实验发现,用有机硅改性丙烯酸乳液作为基料树脂制得的防火涂料的成膜性好,勃结力强,耐水耐油,熔融温度高,炭化层完整、丰满,耐火时间长。

防火体系

脱水催化剂是涂料中防火的关键组分,在高温下它能分解产生具有脱水作用的酸,与多经基化合物发生强烈的醋化反应并脱水,引发膨胀过程,降低涂层的热分解速度,减少可燃性气体的发生。能作为脱水催化剂的有磷酸、硼酸、硫酸等的盐、酷和酞胺类化合物,如:磷酸二氢钱、磷酸钱镁、聚磷酸钱(APP)和三聚氰胺磷酸盐(MP)等,其中聚磷酸按在水中的溶解度为1.5%,分解温度为212,从脱水催化剂的水溶性、热稳定性、阻燃元素磷的含量和原料的价格综合考虑,聚磷酸按和三聚氰胺磷酸盐是目前最常用的脱水催化剂。

炭化 涂料中防火的重要组分,当涂层遇到火焰或高温作用时,在脱水催化剂的作用下,炭化剂脱水炭化形成具有多孔结构的炭质层,炭化剂的热分解行为直接影响涂料的防火性能。常用的有:碳水化合物、多元醇化合物和树脂性物质。季戊四醇的分解温度为280,与聚磷酸按相匹配,因其价格低廉而得到了广泛应用。

季戊 四醇 磷酸醋三聚氰胺盐是一种新型的含磷、氮等元素的膨胀型阻燃剂,具有热稳定性好、耐光老化、电气性能佳等优点,由于其无卤、高效、低烟、低毒,又是一种理想的环保型阻燃剂。只有在发泡剂的作用下,膨胀型钢结构防火防腐涂料在高温火焰下才能分解释放出N凡、玖0C02等不燃性气体,产生海绵状结构的膨胀层。这类物质主要有:三聚氰胺、尿素、双氰胺、甘氨酸、氯化石蜡和可膨胀石墨等。选用时应考察其分解温度,如果比脱

水催化剂分解温度低得多,分解产生的气体就会在涂层成炭之前逸出,不能起到膨胀发泡作用;如果比脱水催化剂分解温度高得多,则分解产生的气体就会破坏已形成的炭化层结构。三聚氰胺的分解温度为250,难溶于水,能与聚磷酸钱相匹配,是常用的发泡剂。可膨胀石墨的初始温度为20250,膨胀容积达2030而怡,在膨胀型钢结构防火防腐涂料中添加适量的可膨胀石墨有利于提高涂料的阻燃性能。

颜填料

在膨胀型钢结构防火防腐涂料中添加颜填料可以改善涂料的耐候性、耐磨性、耐酸碱性和耐水性,提高涂料的防腐能力和勃结强度,增加涂层的耐火极限,使涂料在受腐的初、中、后期都有优良的防腐性能,在受火的中、后期持续发挥阻燃作用。常用的填料有硅藻土、粉状硅酸盐纤维、云母粉、高岭土、海泡石粉、氢氧化铝、硼砂、碳酸钙、硅铬酸铅、磷酸锌滑石粉、钦白粉和凹凸棒粉等。磷酸锌无毒,具有优良的防锈、耐候和抗起泡性能;滑石粉的化学性质稳定,价格低;钦白粉的化学性质相当稳定,在一般情况下不与大部分化学试剂发生作用,分散性良好,耐候性好,光洁度高,在涂料受火时能减缓碳骨架在高温下的氧化反应速度,并阻止热辐射,减少热量传递;凹凸棒勃土由于具有独特的层链状结构特征,独特的分散、耐高温和勃结力,价格低,常用作为涂料的填充剂、流平剂、增稠剂和稳定剂。

阻锈剂

阻锈 以防止涂膜实干前涂料中的水引起基材的锈蚀。常用的阻锈剂有亚硝酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸铝、有机氮及其盐类和含钡、锌、铅等的防锈剂。三聚磷酸铝无毒、无公害,与防火组分相匹配,是膨胀型钢结构防火防腐涂料中最常用的阻锈剂。

助剂

在膨胀型 钢结构防火防腐涂料中助剂的用量虽然很少,但却是防火防腐涂料不可缺少的组分。在涂料中添加少量的增稠剂、乳化剂和增韧剂,可以改进生产工艺,改善施工条件,提高涂料的稳定性、耐水性和涂层的物理机械性能。常用的助剂有分散剂、润湿剂、乳化剂、增稠剂和消泡剂等。三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐和季戊四醇为防火体系,三聚磷酸铝为阻锈剂,滑石粉、钦白粉和凹凸棒薪土为颜填料,以水为溶剂,添加少量的助剂,按一定的配比制得的具有防火和防腐双重功效的水性超薄膨胀型钢结构防火防腐涂料,重点解决了涂料防火和防腐的协同作用间题,使产品在遇到火灾前具有较强的防腐功能,遇到火灾时发生催化剂分解、成炭和发泡反应,形成致密的不易脱落的多孔炭质层而发挥防火效果。


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