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阻燃技术及应用—Fire Retardant Technology and Application 主讲：安全工程学院 贾德祥 电话1 绪论 通过本课程的学习使学生掌握阻燃技术及应用方面的基础知识；培养学生分析、解决阻燃技术方面问题的能力,为毕业后从事有关工作打下良好基础。 2 阻燃技术与阻燃材料 (2)材料阻燃的必要性 2.1 阻燃技术发展简史 在过去的30年中，人们发表了难以数计的关于阻燃科学、阻燃工程和阻燃材料方面的论文，国外还出版了不少有关的专著，每年举行多次这一领域的国际学术会议，且越来越多的行业和部门要求采用阻燃材料，这充分反映了阻燃技术日益为人们所重视并进入持续发展阶段。 我国阻燃技术起步较晚，尚处于早期发展阶段，但也已得到有关部门和专家的极度关注。业内人士多次呼吁，需要对易燃和可燃材料进行阻燃处理。目前，在我国的电子、电气、仪表、航空、航天、交通、建筑、矿山等行业，为了提高产品的安全指标和与国际接轨，已在相当程度上采用了具有适当阻燃级别的材料。 2.2 材料的阻燃性 2.3 材料阻燃的必要性 2.4 阻燃高聚物 四、新一代阻燃高聚物 2.5 要求提高材料阻燃性的应用领域 作业题 1.阻燃高聚物与阻燃性聚物的区别是什么？ 2.要求提高材料阻燃性的应用领域主要有哪些？ 3.1 气相阻燃机理 ５ 成炭阻燃技术 6 阻燃复合材料 (3)含氮阻燃剂 　　含氮阻燃剂早期主要是以无机铵盐形式使用。无机铵盐热稳定性差，受热时释放出NH3、CO2(碳酸铵)、HCl(氯化铵)和H2O等不燃气体，它们可以稀释空气中的氧浓度、降低可燃基材分解出的可燃气体的浓度，发挥阻燃作用。 　　新型氮系阻燃剂三聚氰胺在250～380℃间可以发生缩聚反应，生成多种缩聚物并释放出NH3，挥发的三聚氰胺（缩聚物）及氨气都可以起到稀释作用。 　　三聚氰胺的磷酸盐受热分解，在65O℃热降解接近完成．生成焦磷酸盐和聚磷酸盐并释放出水蒸气，盐参与构成炭层，水蒸气起稀释氧和可燃气体的作用。 (4)含磷无机阻燃剂 (5)其他阻燃剂 小分子的含磷无机阻燃剂如磷酸二氢铵、磷酸氢二铵等受热分解均会生成不燃性气体NH3，而目前广泛使用的聚磷酸铵遇热首先分解生成NH3，分解出的磷酸缩合生成偏磷酸及聚偏磷酸并释放出水蒸气。 无机阻燃剂、含硼阻燃剂等受热分解产生的水吸热汽化不仅产生冷却作用，产生的水蒸气还具有稀释作用。 7.4 防火涂料的制备 制备防火涂料需要经过混合、分散和调和过程。 (1)混合(调浆)。把基料、阻燃剂、颜填料通过搅拌混合，保证制得的涂料浆有下一步操作所需要的流动性。使用的设备有低黏度涂料浆混合器、黏稠涂料浆混合机和高黏度混合机。 (2)分散(研磨)。这一步是使已混合的涂料浆达到充分的湿润状态，并使涂料浆中过大尺寸的颗粒降低到规定的细度。使用的设备有球磨机、辊磨、砂磨、高速分散机等。 (3)调和(调涂料)。是把涂料浆及其他辅助成分按配方规定配成涂料，实现规定的颜色，细度，并实现全系统稳定化的过程。使用的设备有电机直联高速调和槽，底部搅拌调和槽、单柱高速调和机、双头调和机等。 7.5 膨胀型防火涂料 7.5.1 膨胀型防火涂料的膨胀阻燃体系 膨胀型防火涂料因其膨胀层厚且热导率低，防火性能显著优于非膨胀型肪火涂料而得到了广泛的开发和应用。防火涂料的研究已从非膨胀型向膨胀型发展，相应的阻燃剂也从非膨胀型向膨胀型防火阻燃体系过渡。基本上形成了如下阻燃膨胀体系： P–C–N或 P – C – N – Cl阻燃膨胀体系 无机阻燃膨胀体系 有机、无机复合型阻燃膨胀体系 一、P–C–N 或P – C – N – Cl阻燃膨胀体系 该体系根据其机能包括脱水催化剂、炭化剂和发泡剂三部分。 (1) 脱水摧化剂 (一) P– C– N 或P – C – N – Cl阻燃膨胀体系的组成 凡是受热能分解产生具有脱水作用的酸的化合物，均可作为防火涂料的脱水成炭催化剂，如磷酸、硫酸、硼酸等的盐、酯和酰胺类化合物。磷酸的铵盐是最常用的脱水成炭催化剂，这类物质在高温下能脱氨生成磷酸，继而生成聚磷酸。聚磷酸能与多羟基化合物发生强烈的酯化反应并脱水，引发膨胀过程。作为膨胀型防火涂料的关键组分，脱水催化剂的主要功用是促进和改进涂层的热分解进程，促进形成不易燃的三维炭层结构，减少热分解产生的可燃性焦油、醛、酮的量；促进产生不燃性气体反应的发生。 当涂层遇到火焰或高温作用时，在催化剂的作用下，炭化剂脱水炭化形成炭层。炭化剂主要有：① 碳水化合物，如淀粉，葡萄糖；② 多元醇化合物，如山梨醇、季戊四醇、二