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膨脹層的形成過(guò)程
膨脹防火涂料受熱時(shí)，成炭劑在催化劑作用下脫水成炭，炭化物在發(fā)泡劑分解的氣體作用下形成蓬松、有封閉結(jié)構(gòu)的炭層。
在整個(gè)過(guò)程中，要求催化劑分解放出酸類物質(zhì)、成炭劑脫水炭化、發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體三個(gè)步驟在變化的溫度、時(shí)間、速度方面要基本協(xié)調(diào)一致。
①成炭反應(yīng)膨脹型防火涂料受熱時(shí)發(fā)生無(wú)機(jī)酸與多羥基化合物的反應(yīng)，以APP（聚磷酸銨）和PER(季戌四醇)的反應(yīng)為例，成炭反應(yīng)過(guò)程分幾步進(jìn)行。首先210℃時(shí)APP長(zhǎng)鏈斷裂而生成磷酸酯鍵，失去水和氨后，可以生成環(huán)狀磷酸酯，反應(yīng)最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)決定于初始PER/APP的摩爾比。此外，PER在APP作用下可能發(fā)生分子內(nèi)脫水生成醚鍵。若繼續(xù)升高溫度，通過(guò)炭化反應(yīng)，磷酸酯鍵幾乎完全斷裂，生成不飽和富碳結(jié)構(gòu)，反應(yīng)中可能有Diels Alder反應(yīng)，使得環(huán)烯烴、芳烴及稠烴結(jié)構(gòu)進(jìn)入焦炭結(jié)構(gòu)。
②膨脹反應(yīng)膨脹炭層的最后體積以及封閉小室的形狀將決定于成炭時(shí)放出氣體數(shù)量以及成炭物的黏度。發(fā)泡必須滿足氣體釋放過(guò)程與炭化過(guò)程相匹配。尿素便不能與APP-PER體系很好匹配。雖然尿素可以釋放70%的氣體，但他的分解溫度（150～200℃）與膨脹炭層形成的溫度（APP-PER體系）280～320℃相比太低。三聚氰胺作為發(fā)泡劑的作