Thermal Degradation and Fire Performance of Water-Based Intumescent Coatings with Flake Fillers in Humid Tropical Conditions

Abstract

The study reports on the preparation and characterization of water-based intumescent coatings modified by flake fillers. The effects of humid tropical conditions on mechanical properties, thermal degradation and fire performance of ammonium polyphosphate-dipentaerythritol-melamine (APP-DPER-MEL) coating without and with flake fillers were investigated using mechanical tests, a fire protection test, differential thermal analysis (DTA), thermogravimetry (TG) and scanning electron microscopy (SEM). These tests indicated that corrosive media in humid tropical conditions damaged the chemical action of ammonium polyphosphate, dipentaerythritol and melamine in conventional APP-PER-MEL coatings, whereas flame retardant additives in flame retardant coatings modified by flake fillers could still maintain very good chemical interaction and thermal degradation characteristics even after a 600 hour humid tropical test. This revealed that multi-layer structures formed by the parallel-arranged flake fillers could greatly enhance corrosion resistance, mechanical properties and fire performance of flame retardant coatings in humid tropical conditions.

The study reports on the preparation and characterization of water-based intumescent coatings modified by flake fillers. The effects of humid tropical conditions on mechanical properties, thermal degradation and fire performance of ammonium polyphosphate-dipentaerythritol-melamine (APP-DPER-MEL) coating without and with flake fillers were investigated using mechanical tests, a fire protection test, differential thermal analysis (DTA), thermogravimetry (TG) and scanning electron microscopy (SEM). These tests indicated that corrosive media in humid tropical conditions damaged the chemical action of ammonium polyphosphate, dipentaerythritol and melamine in conventional APP-PER-MEL coatings, whereas flame retardant additives in flame retardant coatings modified by flake fillers could still maintain very good chemical interaction and thermal degradation characteristics even after a 600 hour humid tropical test. This revealed that multi-layer structures formed by the parallel-arranged flake fillers could greatly enhance corrosion resistance, mechanical properties and fire performance of flame retardant coatings in humid tropical conditions.

L'étude discute de la préparation et de la caractérisation de revêtements intumescents à base aqueuse modifiés avec des flocons de remplissage. On a étudié l'effet des conditions tropicales humides sur les propriétés mécaniques, la dégradation thermique et la résistance au feu du revêtement d'ammonium-polyphosphate-dipentaérythrite-mélamine (APP-DPER-MEL) avec et sans flocons de remplissage, en utilisant des essais mécaniques, un essai de résistance au feu, l'analyse thermique différentielle (DTA), la thermogravimétrie (TG) et la microscopie électronique à balayage (SEM). Ces essais ont indiqué que les milieux corrosifs en conditions tropicales humides endommageaient l'action chimique du polyphosphate d'ammonium, du dipentaérythrite et de la mélamine des revêtements conventionels APP-PER-MEL, alors que les additifs ignifuges des revêtements ignifuges modifiés par des flocons de remplissage pouvaient encore maintenir une très bonne interaction chimique et des caractéristiques de dégradation thermique même après un essai de 600 heures en conditions tropicales humides. Ceci a révélé que les structures à couches multiples formées par les flocons de remplissage arrangés en parallèle pouvaient grandement améliorer la résistance à la corrosion, les propriétés mécaniques et la résistance au feu des revêtements ingifuges en conditions tropicales humides.