石墨烯防火涂料

        防火涂料是通过降低被涂基材表面的可燃性，阻滞火灾的迅速蔓延，提高被涂基材耐火极限的一种特种涂料。 防火涂料按阻燃机理可分为 2 类，一类是膨胀型防火涂料 , 遇火时涂层会发生软化熔融膨胀，形成海绵状或蜂窝状碳化层；另一类是非膨胀型防火涂料，在遇火燃烧时吸收大量热量，使温度难以升高，并在物体表面形成一层隔绝氧气的保护层。 石墨烯的二维片层结构， 一方面在涂层中形成致密的隔绝层，起到阻燃效果，另一方面石墨烯可以与树脂交联复合，形成保护层，起到隔绝空气的作用。白惠文将改性后的氧化石墨烯加入到硅树脂中，研究了氧化石墨烯对硅树脂耐热性的影响。 结果表明，氧化石墨烯的加入增加了硅树脂的耐热性，主要原因是分散在硅树脂中的氧化石墨烯包覆在硅树脂的网状结构外围，氧化石墨烯片层起到了保护作用，减少了氧和其他活性分子与硅树脂的接触。同时，氧化石墨烯片层对硅树脂的链段运动起到了阻碍作用，从而提高了硅树脂的耐热性能。

        膨胀石墨具有良好的阻燃性能和抑烟性能， 在涂料中可以作为阻燃剂使用。 石墨烯作为组成膨胀石墨的单个碳原子厚度的晶体， 具有高的比表面积和优异的耐热性，因此石墨烯也可用于膨胀型防火涂料中。李洪飞等在丙烯酸膨胀阻燃涂料中加入氧化石墨烯，对其阻燃性能和抑烟效果进行了研究。 结果表明，将适量的氧化石墨烯加入到阻燃体系中， 会在涂料受热膨胀时诱导聚合物分子链取向和生成“骨架”物质而显著增强碳层，发挥阻燃作用。加量为 0.025 份时效果最佳，耐燃时间增加 42% 。 同时，氧化石墨烯具有气体阻隔性，有效地抑制了燃烧过程中形成的固体颗粒物的溢出，抑烟效果也十分显著。

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