شعار تينيسي

دراسة تطبيق هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC) في الطلاءات المقاومة للحريق

I. مقدمة

الطلاءات المقاومة للحريق وظيفية الطلاءات قادرة على تشكيل طبقة فحم عازلة في ظروف الحريق، وتأخير ارتفاع درجة حرارة الركيزة، وحماية المباني والهياكل الفولاذية. وهي تُستخدم على نطاق واسع في المباني الصناعية والمدنية والأنفاق والمنشآت البتروكيماوية وغيرها من البنى التحتية.

نظرًا لملاءمتها للبيئة وسلامتها وسهولة استخدامها, الطلاءات المقاومة للحريق ذات الأساس مائي أصبحت اتجاه التطوير السائد في الصناعة.

هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC), هو بوليمر غير أيوني قابل للذوبان في الماء، وقد أصبح مادة مضافة لا غنى عنها في تركيبات الطلاءات المقاومة للحريق ذات الأساس المائي. يؤثر HEC بشكل مباشر على ثبات التخزين، وقابلية التشغيل، وجودة الطبقة الخارجية، والأداء النهائي للحماية من الحرائق، وذلك بفضل خصائصه الممتازة في التكثيف والاحتفاظ بالماء والتعليق والخصائص المتغيرة الانسيابية وتوافق النظام.

تناقش هذه المقالة بشكل منهجي الآلية ومزايا الأداء ومعايير الاختيار وتطبيقات التركيبات والتحليل المقارن لـ HEC في الطلاءات المقاومة للحريق، مما يوفر مرجعًا للإنتاج والبحث والتطوير.

ثانيًا. الوظائف الأساسية وآلية عمل HEC في الطلاءات المقاومة للحريق

يتم إنتاج HEC عن طريق التعديل الأثيري للسليلوز الطبيعي. وتحتوي سلاسله الجزيئية على مجموعات هيدروكسيل وهيدروكسي إيثيل وفيرة، مما يتيح الذوبان السريع في الماء البارد لتشكيل محلول غرواني موحد. في الطلاءات المقاومة للحريق ذات الأساس المائي، يؤدي HEC أدواراً رئيسية متعددة:

هيدروكسي إيثيل السليلوز-سيلولوز-HEC

(1) التحكم في الانسيابية ومقاومة الترهلات

عادةً ما تحتوي الطلاءات المقاومة للحريق على كميات كبيرة من الأصباغ والمواد المالئة ومثبطات اللهب، مما يجعل التحكم في اللزوجة أمرًا صعبًا.

تُضفي HEC سلوك البلاستيك الكاذب (ترقق القص):

  • أثناء التحريك أو الرش أو التنظيف بالفرشاة: تنخفض اللزوجة، مما يحسن من قابلية التدفق.
  • في حالة السكون: تستعيد اللزوجة بسرعة، مما يمنع بشكل فعال الترهل والتقطير على الأسطح الرأسية.

يضمن ذلك سماكة موحدة للطلاء ويوفر قاعدة ثابتة للتمدد المنتفخ أثناء التعرض للحريق.

(2) التعليق والاستقرار المضاد للاستقرار

تشمل المكونات الرئيسية للطلاءات المنتفخة المقاومة للحريق ما يلي:

  • بوليفوسفات الأمونيوم متعدد الفوسفات (APP)
  • بنتايريثريتول الخماسي
  • الميلامين
  • كريات مجهرية مجوفة
  • الحشوات غير العضوية

بسبب اختلافات الكثافة، يمكن أن يحدث ترسيب وترسيب صلب.

يشكل HEC بنية شبكية ضعيفة تعمل على تثبيت الجسيمات الصلبة وإطالة عمر التخزين ومنع الأداء غير المتكافئ للحريق الناجم عن ترسب الحشو.

(3) احتباس الماء وتعزيز تكوين الأغشية

يوفر HEC احتفاظًا ممتازًا بالماء، مما يبطئ من تبخر الماء ويمنع العيوب مثل:

  • تكسير
  • الثقوب
  • المسحوق

يعمل على تعزيز التصاق الطلاء وتماسكه مع تحسين خصائص التسوية وتقليل علامات الفرشاة وقوام قشرة البرتقال، وبالتالي تحقيق التوازن بين الأداء التزييني والوقائي.

(4) توافق النظام والقدرة على التكيف البيئي

وباعتباره إيثر السليلوز غير الأيوني، يُظهر HEC:

  • مقاومة الأحماض والقلويات
  • مقاومة الإلكتروليت
  • تحمل الماء العسر

وهو متوافق مع المستحلبات ومثبطات اللهب ومشتتات اللهب ومزيلات الرغوة، دون التسبب في حدوث تلبد أو انفصال طوري.

يعمل HEC بشكل موثوق به في البيئات ذات درجات الحرارة العالية أو الجافة أو عالية الملوحة، مما يجعله مناسبًا لمختلف الأنظمة المقاومة للحريق القائمة على الماء.

(5) التحسين غير المباشر لأداء الحرائق

في درجات الحرارة العالية (>200 درجة مئوية)، يتحلل HEC بسرعة دون تكوين بقايا صلبة من شأنها أن تعيق تكوين الفحم.

من خلال ضمان وجود أغشية طلاء موحدة ومستمرة وكثيفة، يساهم HEC في التمدد المستقر، ونسبة الرغوة المعتدلة، وأداء العزل الحراري المحسّن أثناء التعرض للحريق.

ثالثًا. مقارنة أداء HEC مع الإيثرات السليولوزية الأخرى في الطلاءات المقاومة للحريق

في الأنظمة المقاومة للحريق القائمة على الماء, CMC, HPMC, و HEC من الإيثرات السليلوزية شائعة الاستخدام. وتؤثر اختلافات أدائها بشكل كبير على اختيار التطبيق.

مؤشر الأداءHECسليلوز كربوكسي ميثيل الصوديوم (CMC)HPMC
النوع الأيونيغير أيونيأنيونيغير أيوني
مقاومة الأحماض/القلويات والكهرباءممتازمعتدل، حساس للإلكتروليتاتجيد
احتباس الماءممتازمتوسطممتاز
ثبات التعليقجيدقويجيد
تشكيل الفيلم ومظهرهتسوية جيدة وممتازةمعتدل، عرضة للتسلخفيلم ممتاز وكثيف
الانسيابية وقابلية التشغيلمعتدلة، مقاومة جيدة للترهلمقاومة قوية وعالية للرذاذتطبيق معتدل وسلس
ملاءمة طلاءات الحريقعالمي (الأنواع الرفيعة جداً والرفيعة والسميكة)الطلاءات العامة ذات الأساس مائيطلاءات تشكيل الأغشية عالية الجودة
التكلفةمتوسطمنخفضةأعلى

الخلاصة:
يوفر HEC أفضل توازن شامل في التوافق، ومقاومة الإلكتروليت، وقابلية التشغيل، والقدرة على التكيف مع الحرائق. وهو المفضل إيثر السليلوز السليلوز للطلاءات المنتفخة المقاومة للحريق ذات الأساس المائي.

رابعًا. اختيار ومراقبة جرعة HEC في الطلاءات المقاومة للحريق

(1) اختيار اللزوجة

  1. لزوجة متوسطة-عالية (20,000-50,000 ملي باسكال/ثانية)
    درجة رئيسية مع التوازن الأمثل للتكثيف والتعليق. مناسب لطلاء الهياكل الفولاذية الرقيقة جداً والرقيقة.

  2. اللزوجة المنخفضة (5,000-15,000 ملي باسكال/ثانية)
    مناسبة للطلاءات عالية التدفق والمطبقة بالرش مع تحسين التسوية.

  3. HEC سريع الذوبان/سريع التشتت/سريع التشتت
    مثالي للإنتاج الصناعي. يذوب بسرعة دون تكتل، مما يسهل عمليات الخلط.

(2) نطاق الجرعة الموصى به

  • طلاءات الحريق الرقيقة جداً/الرقيقة ذات الأساس المائي:
    0.3%-1.0% (نموذجي: 0.5%-0.8%)

  • طلاءات سميكة مقاومة للحريق:
    0.5%-1.5%، وغالبًا ما يتم دمجها مع البنتونيت أو السيليكا المدخنة.

قد تتسبب الجرعة الزائدة في زيادة اللزوجة بشكل مفرط وبطء التجفيف؛ وقد تؤدي الجرعة غير الكافية إلى تقليل ثبات المعلق ومقاومة الترهل.

V. صيغة الاستخدام النموذجي (طلاء منتفخ فائق الرقة ذو الأساس المائي)

المكوّنالوزن %الوظيفة
مستحلب الأكريليك24-28المادة الرابطة المكونة للفيلم، الالتصاق
بوليفوسفات الأمونيوم متعدد الفوسفات (APP)30-35مصدر حمضي، يعزز تكوين الفحم
بنتايريثريتول الخماسي14-16مصدر الكربون
الميلامين10-13مصدر الغاز، التمدد الرغوي
ثاني أكسيد التيتانيوم / كريات مجهرية مجوفة6-9الحشو والعزل والتعزيز
HEC (28,000 mPa-s)0.5-0.7التثخين والتعليق واحتباس الماء
المشتتات/مزيل الرغوة0.4-0.8يحسن التشتت والتطبيق
المياهالرصيدالمذيبات

توفر هذه التركيبة قابلية تشغيل جيدة، وثبات في التخزين، وسطح طلاء أملس، وتكوين سريع لطبقة فحم عازلة كثيفة أثناء التعرض للحريق، مما يلبي متطلبات تصنيف مقاومة الحريق.

سادساً. احتياطات الاستخدام

  1. يُضاف ببطء مع التحريك لمنع تكون التكتلات؛ يوصى باستخدام طريقة التشتت المسبق بالماء.
  2. يُفضل التوافق مع المواد المضافة غير الأيونية أو الأنيونية الضعيفة؛ تجنب الكميات الكبيرة من المواد الكاتيونية القوية.
  3. يعمل HEC فقط في درجة الحرارة المحيطة ولا يوفر مثبطات لهب مباشرةً؛ حيث يعتمد أداء الحريق على نظام الانتفاخ.
  4. يجب تضمين مواد حافظة ومبيدات حيوية مناسبة لإطالة عمر التخزين والخدمة.

العلامات :
الطلاء والطلاء
شارك هذا :

تواصل معنا

املأ بياناتك للحصول على عينة مجانية أو استشر للحصول على مزيد من المعلومات.

معلومات الاتصال