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FRP复合材料阻燃吗(提高玻璃钢防火性能的三种途径)

FRP复合材料阻燃吗(提高玻璃钢防火性能的三种途径)

FRP 复合材料是非常好的绝热材料。有几种方法可以保护 FRP 复合材料免受火灾,例如:

  • 在树脂中添加阻燃剂。最常用的是卤素或磷化合物,或 ATH(三氢氧化铝)填料;
  • 使用成炭树脂,例如酚醛树脂或呋喃;
  • 用膨胀型涂层(加热时膨胀形成绝缘层)、烧蚀或保护涂层(例如陶瓷)或绝缘层。

用作 FRP 基体的聚合物是可燃的,但常用的热固性基体不会熔化,并且通常比热塑性材料更不容易燃烧。所有复合材料在其热变形温度 (HDT) 以上都会变弱并失去强度。随着温度升高,金属也会失去强度。标准造船树脂的 HDT 可能为 80°C,但一些高性能树脂超过 200°C。

防火性能设计

随着复合材料在要求苛刻的应用中的使用越来越多,对其防火性能的了解成为一个至关重要的安全问题。这尤其适用于飞机、船舶以及石油和天然气行业中的复合材料。火灾产生的热量可能会削弱聚合物并最终导致蠕变,从而导致结构失效。或者,聚合物本身可能会点燃并蔓延火焰,释放更多的热量和潜在的有毒烟雾,但这可以通过添加阻燃添加剂来缓解。此外,如上所述,复合材料本质上是耐火的。惰性纤维增强材料在火灾期间取代聚合物树脂,从而消除火灾的燃料。当复合层压板的最外层失去树脂时,它们会充当绝缘层,减缓热渗透。

阻燃树脂可显着降低复合材料的可燃性。一些树脂(例如溴化乙烯基酯)可以抵抗火焰的蔓延,尽管它们不一定能提高点火性能。与其他树脂体系相比,酚醛树脂具有出色的耐火烧炭能力。添加剂可以是被动的,例如惰性填料,减少有机可燃物含量,从而减少烟雾;活跃,释放火焰抑制或冷却气体,或者甚至是膨胀的,随着热膨胀以提供额外的隔热厚度。涂层也可用于复合产品上或内部,以延迟点火、降低热释放速率、抑制横向火焰蔓延并延长耐火持续时间。

火焰测试通常分为两类:测量点火和火焰蔓延特性的测试,以及测量耐火性的测试。耐火性是衡量材料在火灾期间继续发挥其结构作用的能力的量度。

概括

与设计中的所有问题一样,在项目所需的不同材料特性之间总是需要妥协。如果耐火性是绝对关键的,那么 FRP 复合材料通常是最具成本效益的解决方案。

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