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可膨胀石墨对钢结构防火涂料防火性能的影响

文档作者：王国建王晓文张恒浩杨家云文档来源： 1．同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室 2．同济大学材料科学与工程学院		点击数：	更新时间： 2023年01月31日
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第14卷第1期
2011年2月
娌蜕材料罕 墩
J0URNAL OF BUII DING MATERIALS
VOI．14， o．1
Feb．。201l
文章编号：1007—9629(2011)01—0030 06
可膨胀石墨对钢结构防火涂料防火性能的影响
王国建 ， 王晓文。， 张恒浩 ， 杨家云
(1．同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海201804；
2．同济大学材料科学与工程学院，上海2O1804)
摘要：采用聚乙烯吡咯烷酮对可膨胀石墨进行表面修饰．研究了表面修饰前后可膨胀石墨及其用
量对水性超薄膨胀型钢结构防火涂料防火性能的影响．结果表明：与表面未修饰可膨胀石墨相比，
表面修饰后的可膨胀石墨在水中有较好的分散性，对涂料防火性能有更明显的提高作用；当表面
修饰后可膨胀石墨用量为3．2 (质量分数)时，防火涂料的防火性能最好，可使样板背温较长时间
维持在288℃ ．
关键词：防火涂料；可膨胀石墨；表面修饰；防火性能
中图分类号：TU545 文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1007—9629．2011．01．007
Influence of Expandable Graphite on Fire Resistance of
Fire Retardation Coatings for Steel Structure
WANG Guo—jian ’。， WANG Xiao—well ， ZHANG Heng—hao。， YANG Jia yun。
(1．Key I aboratory of Advanced Civil Engineering M aterials of Ministry of Education，Shanghai 201804，China
2．School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 201804，China)
Abstract：Polyvinyl pyrolidone was used to modify the surface of expandable graphite(EG)．Influence of
EG before and after surface mod．fication and their use leve1 on the fire resistance of water—based ultra thin
intumescent fire retardation coatings for steel structure was investigated．The results show that compared
with the unmodified EG ，the modified EG has excellent dispersity in water，and has marked effect to im—
prove the fire resistance of fire retardation coatings． W hen the use level of modified EG is 3．2 (by
mass)，the coating gets the best fire resistance，and the backside temperature of the board coated with fire
retardation coatings could be maintained at 288℃ for a long time．
Key words：fire retardation coating；expandable graphite(EG)；surface modification；fire resistance
随着现代建筑业的迅速发展，钢结构以其高强
度、易安装等诸多优点在超高层建筑、超大跨度桥梁
上得到了广泛的应用．在众多钢结构防火保护措施
中，水性超薄膨胀型钢结构防火涂料以其超薄环保、
阻燃性好等优势得到了迅速的发展和应用 j．一般
而言，膨胀型防火涂料主要由防火体系(包括酸源、
碳源、气源等)和基质树脂所组成．在阻燃过程中防
火体系发生协同作用，形成了炭化层以保护基材．但
经典的防火体系(聚磷酸铵／三聚氰胺／季戊四醇)同
时也存在残炭率低、耐高温氧化性差等缺点 。 ．
可膨胀石墨是经特殊处理后遇高温可瞬间膨胀
成蠕虫状的天然晶质石墨，近年来常用作为膨胀型
防火涂料的协同作用组分．这是因为，一方面，可膨
胀石墨受热后在涂层内部产生的膨胀增加了涂层的
膨胀倍率以及残炭率；另一方面，受热膨胀后的石墨
呈蠕虫状穿插于炭化层中，使炭化层气孔更细小均
匀，结构更致密，从而防止其开裂和脱落H ]．但可膨
胀石墨也有不足之处．可膨胀石墨在涂料中分布不
均匀，容易产生凝聚；可膨胀石墨与基质树脂结合力
不够，在涂料燃烧过程中会窜出许多蠕虫状的石墨
收稿日期：2008—12 1 9；修订H期：2O1O一09—2l
作者简介：王国建(1953一)，男，浙江诸暨人，同济大学教授，博士生导师，博士．Email：wanggj@tongji．edu．cn

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