Nghiên cứu chế tạo sơn chống cháy kiểu trương nở trên cơ sở nhựa epoxy và các loại phụ gia chậm cháy nhằm ứng dụng cho vật liệu thép
316 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.87.2023.70-77Từ khóa:
Sơn chống cháy; Nhựa epoxy; Vật liệu thép; Phụ gia chống cháy.Tóm tắt
Sử dụng sơn chống cháy kiểu trương nở là một trong những biện pháp hiệu quả để bảo vệ cấu kiện thép trong điều kiện cháy. Trong bài báo này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các phụ gia chậm cháy TiO2, Al(OH)3 và Mg(OH)2 lên tính chất chống cháy của sơn chống cháy kiểu trương nở trên cơ sở ammonium polyphosphate (APP), melamine (MEL), pentaerythritol (PER) và nhựa epoxy. Tính chất chống cháy của sơn được khảo sát bằng thiết bị đốt ở nhiệt độ 950oC trong thời gian 1 giờ. Sự phân hủy nhiệt của màng sơn được khảo sát bằng thiết bị phân tích nhiệt trọng lương TGA. Hình thái, cấu trúc và thành phần nguyên tố của lớp than sau khi đốt trong 1 giờ được xác định lần lượt bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) và phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS). Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, sử dụng Al(OH)3 hoặc kết hợp giữa Al(OH)3 và TiO2 là những giải pháp hiệu quả để cải thiện tính chất chống cháy của sơn chống cháy trên cơ sở nhựa epoxy.
Tài liệu tham khảo
[1]. S. Duquesne, S. Magnet, C. Jama, R. Delobel, “Intumescent Paints: Fire protective coating for metallic substrates,” Surf. Coat. Technol., Vol. 180-181, pp. 302-307, (2004). DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2003.10.075
[2]. R. G. Puri, A. S. Khanna, “Intumescent coatings: A review on recent progress,” J. Coat. Technol. Res., Vol. 14, No. 1, pp. 1-20, (2017). DOI: https://doi.org/10.1007/s11998-016-9815-3
[3]. Y. M. Evtushenko, Y. A. Grigoriev, T. A. Rudakova, A. N. Ozerin, “Effect of aluminum hydroxide on the fireproofing properties of ammonium polyphosphate-pentaerythritol-based intumescent coating,”. J. Coat. Technol. Res., Vol. 16, No.5, pp. 1389–1398, (2019). DOI: https://doi.org/10.1007/s11998-019-00221-6
[4]. R. G. Puri, A. S. Khanna, “Effect of cenospheres on the char formation and fire protective performance of water-based intumescent coatings on structural steel,”, Prog. Org. Coat., Vol. 92, pp. 8-15, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2015.11.016
[5]. S. Ullah, F. Ahmad, A. M. Shariff, M. A. Bustam, “Synergistic effects of kaolin clay on intumescent fire-retardant coating composition for fire protection of structural steel substrate,”. Plym. Degrad. Stab., Vol. 110, pp. 91-103, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2014.08.017
[6]. Y. X. Lee, F. Ahmad, S. Kabir, P. J. Masset, E. Onate, G. H. Yeoh, “Synergistic effects of halloysite clay and zirconium phosphate on thermal behavior of intumescent coating,” J. Mater. Res. and Technol. Vol. 18, pp. 4456-4469, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.04.097
[7]. J. B. Zoleta, G. B. Itao, V. J. T. Resabal, A. A. Lubguban, R. D. Corpuz, M. Ito, N. Hiroyoshi, C. B. Tabelin, “Improved pyrolysis behavior of ammonium polyphosphate-melamine-expandable (APP-MEL-EG) intumescent fire-retardant coating system using ceria and dolomite as additives for I-beam steel application,” Heliyon, Vol. 6, pp. e03119, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e03119
[8]. M. C. Yew, N. H. R. Sulong, M. K. Yew, M. A. Amalina, M. R. Johan, “Influences of flame-retardant fillers on the fire protection and mechanical properties of intumescent coating,” Prog. Org. Coat. Vol. 78, pp. 59-66, (2015). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2014.10.006
[9]. M. Yasir, F. Ahmad, P. S. M. Megat-Yusoff, S. Ullah, M. Jimenez, “Quantifying the effects of basalt fibers on thermal degradation and fire performance of epoxy-based intumescent coating for fire protection of steel substrate,” Prog. Org. Coat. Vol. 132, pp. 148-158, (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.03.019
[10]. J. Kaur, F. Ahmad, S. Ullah, P.S.M. Megat Yusoff, R. Ahmad, “The role of Bentonite clay on improvement in char adhesion of intumescent fire-retardant coating with steel substrate,” Arab J. Sci. Eng., Vol. 42, pp. 2043-2053, (2017). DOI: https://doi.org/10.1007/s13369-017-2423-4
[11]. Z. Wang, E. Hab, W. Ke, “Influence of nano-LDHs on char formation and fire-resistant properties of flame-retardant coating,” Prog. Org. Coat., Vol. 53, No. 1, pp. 29-37, (2005). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2005.01.004
[12]. G. Wang, J. Yang, “Influence of glass flakes on the fire protection and water resistance of waterborne intumescent fire resistive coating for steel structure,” Prog. Org. Coat., Vol. 70 No. 2-3, pp. 150-156, (2011). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2010.10.007
[13]. A. M. Zia-ul-Mustafa, F. Ahmad, S. Ullah, N. Amir, Q.F. Gillani, “Thermal and pyrolysis analysis of minerals reinforced intumescent fire-retardant coating”, Prog. Org. Coat., Vol. 102, pp. 201-216, (2017). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.10.014
[14]. C. Feng, M. Liang, W. Chen, J. Huang, H. Liu, “Flame retardancy and thermal degradation of intumescent flame-retardant EVA composite with efficient charring agent,” J. Anal. Appl. Pyrolysis, Vol. 113, pp. 266-273, (2015). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaap.2015.01.021
[15]. E. Stavitski, “Infrared spectroscopy on powder catalysts in-situ characterization of a heterogeneous catalyst,” John Wiley Sons Inc., New Jersey, pp. 241-265, (2013). DOI: https://doi.org/10.1002/9781118355923.ch9
[16]. C.S. Chuang, H.J. Sheen, “Effects of added nanoclay for styrene-acrylic resin on intumescent fire retardancy and CO/CO2 emission,” J. Coat. Technol. Res., Vol. 17, pp.115-125, (2019). DOI: https://doi.org/10.1007/s11998-019-00246-x
