钢结构在火灾中面临严峻挑战,高温会导致其承载能力急剧下降,且易受环境因素影响。为确保建筑安全,必须开发能在特定时间内维持结构强度的防火解决方案。越南研究团队提出了一种基于溶剂型膨胀防火涂料的防护策略,该体系由酸源(聚磷酸铵、尿素磷酸盐等)、炭源(、淀粉等)、气源(三聚氰胺)、成膜剂(氯化橡胶、丙烯酸乳液等)及多种功能性添加剂(石墨、纳米氢氧化镁、沸石等)精密复合而成。
研究团队通过系统实验确定了关键组分的最佳配比:酸源聚磷酸铵(APP)占比39%,炭源(PER)占比12%,气源三聚氰胺(MEL)占比14%。实验数据显示,经煅烧处理后的材料样品膨胀倍数高达47.84倍,且在10%、20%和30%的压缩应变下,其抗压强度分别达到7.4N、8.7N和9.2N的峰值。这一数据表明,该配方在极端热环境下仍能保持优异的物理机械性能。
针对成膜剂分子量对膨胀性能的影响,研究发现膨胀倍数随成膜剂平均分子量的增加而呈现上升趋势。当成膜剂C-IC的平均分子量达到180,000 g/mol时,材料实现了53倍的最大膨胀倍数。此外,在聚合物膨胀材料样品的硬度测试中,A-IC样品表现出最强的抗压能力,在10%、20%和30%压缩率下分别录得5.5N、8.8N和15.5N。基于粘附力测试结果,团队最终选定C-IC树脂作为后续研发的核心基料。
研究还深入探讨了矿物填料的作用,发现滑石粉和绢云母等矿物粉末能显著增强涂料的阻燃特性。基于此,研发团队成功开发了名为MTV的防火涂料生产工艺,并建立了针对敞开式与封闭式钢结构防火涂料的厚度数据库。该成果在评审会议上获得一致通过,会议建议进一步优化任务名称以明确涂料类型,细化科学产品分类,完善通用生产工艺流程,并补充相关数据资料。
越南作为东南亚新兴工业基地,其建筑安全标准正逐步向国际接轨,对高性能防火材料的需求日益增长。此次研究不仅验证了溶剂型膨胀防火涂料在提升钢结构耐火极限方面的技术可行性,更通过精确的组分调控和工艺优化,为行业提供了可量化的性能数据。对于中国涂料企业而言,这种基于分子结构设计与矿物改性协同作用的研发思路,值得在高端防火涂料领域深入借鉴,特别是在应对复杂建筑环境下的结构安全挑战时,精细化配方设计与工艺控制将成为提升产品竞争力的关键所在。
