鈦白粉(TiO2)是使用**為廣泛的白色填料,常見(jiàn)金紅石型和銳鈦型2種。金紅石晶型的TiO2原子排列更緊密,是相對(duì)穩(wěn)定的晶型,銳鈦型是低溫相,在1000℃左右的高溫時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石型。因此,含有金紅石型TiO2的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐火極限時(shí)間是優(yōu)于含有銳鈦型TiO2的類似體系的。
TiO2在膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料遇熱膨脹過(guò)得中會(huì)參與熱解反應(yīng)。對(duì)于含APP阻燃體系的水性環(huán)氧樹(shù)脂和硅丙乳液防火涂料,分析殘?zhí)康腦射線衍射譜圖可以觀察到TiO2向焦磷酸鈦(TiP2O7)的轉(zhuǎn)變,反應(yīng)式見(jiàn)式(2):
生成的焦磷酸鈦和殘余的TiO2在炭層表面形成堅(jiān)硬的白色無(wú)機(jī)礦物層,大大提高炭層的力學(xué)強(qiáng)度和完整性(圖3)。在炭層內(nèi)部,SEM照片顯示TiO2顆粒吸附在炭層骨架上,使炭層更加致密堅(jiān)硬。但是無(wú)機(jī)物含量過(guò)高會(huì)提高熔融炭層的黏度,降低膨脹率,Ti/P的原子比在0.9時(shí)取得更好的匹配效果。其他功能性填料一般與TiO2復(fù)配使用。需要注意EG會(huì)與TiO2相互影響,改變熱解溫度、產(chǎn)物以及熔融炭層的黏度,也會(huì)使膨脹倍率降低,因此需優(yōu)化比例,以解決溫度、產(chǎn)物和黏度匹配問(wèn)題。
具有納米級(jí)粒徑的TiO2粉末比表面積更大,反應(yīng)的界面增加,因此具有更高的反應(yīng)效率和更強(qiáng)的吸附性能,添加量1%~5%即可達(dá)到理想效果,并具有抑煙作用以及抑菌和抗紫外的效果。在炭層內(nèi)部,納米TiO2更易吸附,對(duì)增強(qiáng)炭層強(qiáng)度、改善炭層結(jié)構(gòu)均勻性幫助更為顯著。