醇酸树脂漆的自燃机理及阻燃改性研究

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由于制造工艺简便、涂膜综合性能好等优点,醇酸树脂漆被大量应用。但是醇酸树脂漆在应用涂装过程中产生大量废漆渣,生产中往往需要晾干漆渣以便进行固废后处理,期间经常自燃,给生产带来了极大的火灾安全隐患。为解决醇酸树脂漆漆渣自燃的问题,本文从漆渣自燃机理和阻燃改性两个方面进行研究。在自燃机理方面,采用红外光谱分析固化过程中醇酸树脂分子结构中化学键的变化,研究发现树脂固化过程中通过氧化交联反应形成过氧化物交联结构,树脂中的双键被氧化为碳碳单键、碳氧键或环氧化合物。热力学分析表明该化学键的转化过程是放热过程。根据测定的固化前后树脂的燃烧热,经热力学分析得到树脂的固化热效应,并通过经顺酐替代部分苯酐得到的不同双键含量树脂的固化热的分析发现,固化热随树脂双键含量的增加呈线性增加。经自燃理论模型分析发现醇酸树脂的固化反应热可引发实际生产中漆渣的自燃,且漆渣体积越大、固化时间越短越易引发自燃,表明固化热效应是醇酸树脂漆渣自燃的原因。在阻燃改性方面,通过添加传统三组分膨胀阻燃剂、以磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料合成的磷酸MPP、以多聚磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料合成的多聚磷酸MPP,以及通过季戊四醇磷酸酯、磷酸对树脂的化学改性来阻燃醇酸树脂,研究结果表明多聚磷酸MPP热解成炭性达到30%,对醇酸树脂的阻燃效果最好,当多聚磷酸MPP添加量为30wt%时,50kW/m2热流条件下醇酸树脂的点燃时间从7s延长至15s,热释放速率峰值从1888.1kW/m2降至141.5kW/m2,总的热释放速率从133.2MJ/m2降至42.8MJ/m2,而且生烟性明显下降。
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