隨著國民經濟和城巾建設的飛速發展，各類防火玻璃得到了廣泛的s用。防火玻璃有多種類 型，其中，防火夾層玻璃是目前國內較為常見的產品1,它的防火性能直接受到防火膠體夾層質量 的影響，因此選擇較好的防火膠體是提產品質量的關鍵。膨脹型阻燃劑在防火建筑涂料中已得到 較為廣泛的S用它在防火過稈中寸形成膨脹阻燃層，隔絕火焰對被涂SW料的侵襲。本文選 用透明膨脹型阻燃劑應用在防火膠體材料屮，試閣獲得較好的防火效果。
1實驗部分
1.1防火膠體主體材料的選擇
為保證阻燃劑能夠與膠體均勻混合并形成透明材料，膠體主體材料采用水溶性的聚丙烯酰胺。 以丙烯酰胺為皎凝劑、亞甲基雙丙烯酰咹為交聯劑、過硫酸銨為引發劑。閃烯酰胺溶液中加人阻燃 劑后，灌人雙層玻璃框架內，在20~40°C條件下聚合形成防火膠體。
1.2阻燃劑的選擇
阻燃劑須保證能溶A內烯酰胺溶液并形成透明均勻膠體，同時又須具有較好的防火效果。阻燃 劑由脫水成炭催化劑。炭化劑和發泡劑；？部分組成。常用的脫水成炭催化劑冇磷賅錢、磷酸氧二銨， 磷酸二氧銨和聚磷酸銨等。坺化劑有季戊四醇、搪、淀粉。纖維素等：發泡劑有脲。二聚氰胺-六次甲 基四胺等。笮荇通過大量試驗，確記采川能較多溶人聚丙烯酰胺膠體并保持透明狀態的磷酸-.a銨 力催化利；選用與磷酸二s銨相匹配的脲為發泡洲；能形成透明膠體的季戊四醇為炭化剤 1.3性能測試
將防火晈體S于電爐中加熱，使其膨脹炭化。通過測定炭化M吸水It來汁算其表面幵氣孔 通過flf水il計箅炭化層內部閉氣孔M及膠體膨化中。
將厚度為5 mm的防火膠體置f雙層3 m m厚的玻璃框架中，參照S知;《壤玻璃構件耐火試驗 方法》<測試膠體的耐火時間，并通過觀察玻璃框架碎裂情況米判斷防火膠體的防火性能。
2實驗結果和討論
2.1阻燃劑含量的確定
確定阻燃劑在防火膠體中的含量時，應在保證膠體均勻透明的前提下盡1加人足夠ft的阻燃 劑。在阻燃劑3組分屮。炭化劑季戊四醇在水及膠體中的溶解度較小，所以此時it先應確定季戍四 醇含t.實驗發現，當季戊四醇在膠體屮的含量超過】|)% (質M分數，本文中的含M芳均辦質*分 數)時。防火膠體在凝膠過程中將出現析晶現象。閃此。季戊四醇在膠體中的含S應控制&以
內■以保證膠體的均ij透明。
睨水成炭催化劑磷酸二S銨和發泡劑豚在膠體中的溶解度較大，可分別達到35%和25%.因 此在確定其含S?時，主要考慮的是它們對防火件能的影響。
2.2阻燃劑配比對膠體膨化性能的影響
在膠體中加入不同量的發泡劑脲，考察防火膠體在受熱過程中的膨化率及失里率，所得結果如 圖1所示。由圖n丨見，隨著脲含量的增加，膠體的膨化率tT丨明全含量為12.5%寸達到雖高值 &即隨脲含鐙的增加而下降。這主要足因為在燃燒過程屮。季IK四醇在脫水成炭催化劑磷酸一氫按 的作用下會脫水形成4、易燃的-:維炭質M結構。呢則會產牛大B的不燃性氣體。充A在二維炭丨！ES 結構中使其嘭化，當發泡劑含量增加時，炭職層中的閉氣孔量迅速增加；表面開氣孔黽在仞期略有 上升(說明發泡劑的作用丌始明顯h而后則略有下降。這寸能是因為此時-:維炭質S迅速膨化成大 量完整的WH孔的緣故。炭化劑及發泡劑這兩者綜合作用的結果導致了膠體的膨化韋迅迚增加。但 當發泡劑過S時，H量的氣體會使包裹氣體的炭質丨^人》破裂。此時閉氣孔。歐迅速下降，并導致表 ?卄氣孔t又有所上升。而膠體總的膨化率則快速下降。說明股體中發泡劑的含母必須檸制在合適 的范ffl內。
另外，由圖1還B丨知。發泡劑食M增加至s%左fi時，膠體的失重率增加迅速，說明此寸膠體中 聚合物的炭化趨于完全；當發泡劑含量繼續增加時。膠體的失1宇則下降明顯，說明過雖的發泡劑 并不有利于聚合物的炭化。
改變膠體中脫水成炭催化劑磷酸二a銨的含t對膠體膨化率及失重率的影響如圖2所示。由 圖2 n] HL,隨著催化劑含最的增加，膠體內閉氣孔量和表面開氣孔量均呈上升趨勢。許導致膠體膨 化率迅速上J| ,此時膠體的火重率也迅速上升，說明催化劑的增加對促使聚合物膠體脫水。形成多 孔的二維炭質II結構是有利的。但氣磷酸二氫銨過量時，膠體內閉氣孔S則迅速下降，表面開氣孔 量也宇緩慢下降趨勢，與此同時，膠體膨化率及膠體的失重率也隨之明顯下降■這可能是由f過s 的催化劑會導致生成較致密的炭化M.從而影響了膠體的進-步炭化和膨化1 2.3阻燃劑含量對膠體膨化性能的影響
在防火晈體屮增加阻燃劑的含量，冇利千提卨晈體的膨化S度。由圖3 P]■見，隨限燃劑含量
的增加，膠體的總體膨化率明顯上升。當膠體中不含阻燃劑時，膠體在加熱過程中被大量地氧化并 揮發。僅殘留少最的膠態有機物質，此時膠體的失重宇很高；當阻燃劑含量少量增加時，膠體的失重 率迅速減小。說明膠體的炭化程度增加，揮發成分減少，而膠體中表面開氣孔量的增加速度高于內 部閉氣孔量的增加速度，則說明此時膠體的維炭化層發ff尚不完善；當阻燃劑含量繼續增加時， 內部閉氣孔*迅速增加，而表面開氣孔量則呈下降趨勢，說明膠體的三維炭化層發育日趨完善；大
圖1睬含量對膠體嘭化率及頭重中的影響
600 -
f 500 - c
e 4〇〇 -
I 200 .
_:
0 — 10
圖2磷酸二氫銨含量對膠體膨化率及失t率的影響
Fig. 2 Influtrict: of dihydroaramoniym phosphate comenl on the expansSion ratio and raa^ losy of colloid L —-Caused byopen [xjre: 2Caused by inner doe pore; 3Tntnl expansion raiio of a-illonj
田3阻燃劑含t對膠體膨化率及失重申?的影響
Fig. 3 Influence of fire retardant content on die expansion ratio and mass loss of colloid 一Caused by Mirtrire r；pen fKirc; 2Caused by inner CIONS p<jre; 3「mal expansion ratbuf <'di〇ul
2.4阻燃劑対膠體防火性能的影響
根據上述實驗結果，將阻燃劑3組分按-定配比加人到聚丙烯酰胺膠體中，考察其對含防火膠 體夾層玻璃防火性能的影響，結果如表1所承。
表1 fi?!劑含*對央層玻璃防火性能的彰響 lable 1 Influence af fire retardant contenii on th? fireproof performance of triplex glass
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隊表中可以看出，隨著阻燃劑含ft的適量增加。膠體的防火性能得到改善，耐火極限由原先的 23 mm延長到41 mm;丨H過量加入附燃劑卻反而使膠體的耐火極限變左，其原因可能是因為在防 火性能測定過程中，防火膠體被局限在玻璃框架范圍內，膠體的膨化程度受到限制所致。因此過量 地加人膨化阻燃劑反而會導致膠體的炭化程度明敁降低。進而導致其防火性能的下降。從玻璃框架 中背火面玻璃的碎裂溫度來看，阻燃劑的增加則明顯改善了玻璃的抗碎裂性能，A其是在阻燃劑含 1較高時。背火面玻璃在耐火極限內均未碎裂，這說明阻燃劑的加入能冇助于膨化過程中背火面玻 璃的均勻受熱，可降低玻璃的碎裂幾率。由此可知，在研究阻燃刑對膠體防火性能的影響時，S綜合 考慮它對膠體耐火極限和玻璃抗碎裂性能這2方面的影響-
3結論
在聚丙烯酰胺膠體中加人阻燃劑，可以使膠體在受熱過程中迅速炭化并膨化，從而阻a火焰的 侵襲。阻燃劑的加人有利于提高膠體的膨化性能、炭化程度和防火性能;較多的阻燃劑有利于提高 玻璃框架中背火面玻璃的抗碎裂性能，丨H.卻會使膠體的耐火極限下降。因此在研究膠體的防火性能 時。S綜合考慮膠體耐火極限和玻璃抗碎裂性能這2方面的影響。
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