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图1简易耐火测试装置

1.3.3燃烧炭层的X射线衍射分析

采用日本理学公司D/MAX-YAD型阳极转靶X射线衍射仪对燃烧形成的炭层进行测试，CuKα辐射源(波长λ=0.1542nm)，石墨单色器，扫描范围2θ=1～50°。

2结果与讨论

2.1防火涂料中膨胀型阻燃剂各组分的优化

膨胀型阻燃剂是制备钢结构防火涂料的关键材料，只有当各组分配比合理时，它在燃烧时的成炭速度与气体释放速度才能相互匹配，使生成的炭化层在释放气体的冲击下变成蓬松、均匀、结构致密、孔隙封闭的炭层，此时的炭层热传导率最小，阻燃效果最优[5-6]。为此，在防火涂料中其他组分比例不变的条件下，作者选用L9(34)正交设计法考察了膨胀型阻燃剂中APP、MEL、PTH三组分对涂料耐火性能的影响。正交实验的因子水平表如表1所示，以涂层的耐火时间作为评价标准，以极差的相对大小作为判断各因子对涂料耐火性能影响的依据，所得实验结果如表2所示。

表1正交实验因子水平表

表1正交实验因子水平表

表2膨胀型阻燃体系正交试验结果表

表2膨胀型阻燃体系正交试验结果表

由表2的正交实验结果表明，因子A(APP)的极差最大，为67.5，因子B(MEL)的极差略高于因子C(PTH)的极差，分别为23.2和20.8，都显著低于因子A的极差，可见，影响耐火时间的因子由主至次的顺序为：A→B→C，即APP对涂层的耐火性能影响最大，MEL次之，PTH最小，三者的最佳质量比为5∶3∶2。

2.2阻燃体系含量对防火涂料耐火性能的影响

本文选择成炭效果好、性价比高的丙烯酸乳液作为水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的基料和成膜物质，在涂料固含__量、乳液用量、阻燃体系中各组分的质量比相同的条件下，考察了由膨胀型阻燃剂和阻燃协效剂构成的阻燃体系的含量对防火涂料耐火性能的影响，实验结果见图2。

图2阻燃体系含量对防火涂料耐火性能的影响

图2阻燃体系含量对防火涂料耐火性能的影响

从图2可见，随着防火涂料中阻燃体系含量的增加，涂层的耐火时间显著增大，当防火涂料中阻燃体系含量增加至40.8%时，其涂层的耐火时间达最大值，为52.8min，但进一步提高防火涂料中阻燃体系的含量，涂层的耐火时间又显著降低，该结果与文献[7]的报道基本吻合。作者认为，当阻燃体系含量适中时，涂层在燃烧时形成的膨胀炭化层既有较高的强度和致密性，又有较高的发泡高度，使得膨胀炭化层的隔热性能较好，不容易被火焰冲破，显示出较好的耐火性能；在阻燃体系含量过低时，在燃烧时涂层形成的膨胀炭层孔隙结构不均匀，炭化层强度较低，膨胀高度较小，导致涂层耐火时间较短；在阻燃体系含量过高时，乳液中的成膜物质含量相对较低，涂层与钢材的附着力变差，使得燃烧时形成的大块膨胀炭层夹带涂层脱落，同样导致涂层耐火时间较短。