模拟古建筑用木材表面涂层的耐候性

摘要

木质古建筑长期暴露于自然环境中表面破坏严重，同时木质古建筑材质特性导致火灾事故频发。为保护木质古建筑，减少自然环境的侵蚀和火灾隐患，为木质古建筑选择合适的耐候性和防火阻燃涂层尤为重要。目前，为木质古建筑选择涂料的种类是古建筑保护的难点之一。本文根据各类涂料的性能特征，选择丙烯酸树脂涂料、聚氨酯树脂涂料、氟碳树脂涂料、环氧树脂涂料和有机硅涂料这五种涂料涂覆于木材表面，并在紫外光、凝露和温湿度共同作用下，研究了不同老化时间的耐候性能，采用显微镜、傅里叶红外光谱和划格附着力分析测试方法对老化后物理外观、化学结构和附着力进行定性分析。
　　研究结果表明:在紫外光、凝露和温湿度共同作用下五种涂料都受到老化破坏作用，且随着老化时间的增加，涂层破坏趋于严重。从物理外观是否发生变化来看，五种涂料被破坏的严重度从小到大的顺序为氟碳树脂涂料＜有机硅涂料＜丙烯酸树脂涂料＜聚氨酯树脂涂料≈环氧树脂涂料;从化学结构特征基团是否改变来看，五种涂料被破坏的严重度从小到大的顺序为有机硅树脂涂料≈氟碳树脂涂料＜丙烯酸树脂涂料＜聚氨酯树脂涂料≈环氧树脂涂料;从附着力下降等级来看，五种涂料被破坏的严重度从小到大的顺序为环氧树脂涂料≈有机硅涂料＜氟碳树脂涂料＜丙烯酸树脂涂料＜聚氨酯树脂涂料。综合物理外观、化学结构和附着力三个判断依据可判断五种涂料的耐候性能从好到差的顺序为氟碳树脂涂料＞有机硅涂料＞丙烯酸树脂涂料≈聚氨酯树脂涂料≈环氧树脂涂料。因此这五种涂料中在木质古建筑表面环境适应性最好、耐候性能最优的为氟碳树脂涂料。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 常见涂料的结构与性能

1．2．1 丙烯酸树脂涂料

1．2．2 聚氨酯树脂涂料

1．2．3 氟碳树脂涂料

1．2．4 环氧树脂涂料

1．2．5 有机硅涂料

1．3 涂层老化的研究进展

1．4 实验方法相关标准

1．5 研究内容

2 实验研究方法与平台构建

2．1 实验方法

2．2 平台构建

2．2．1 自然环境现象

2．2．2 模拟环境条件的设计

2．2．3 模拟试验装置

2．2．4 试样准备

2．2．5 试样性能的测试

2．3 实验步骤

2．4 本章小结

3 模拟强化气候条件老化时涂层物理外观的变化

3．1 引言

3．2 试验条件

3．2．1 老化试验条件

3．2．2 物理结构测试方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 丙烯酸树脂涂料老化后物理外观的变化

3．3．2 聚氨酯树脂涂料老化后物理外观的变化

3．3．3 氟碳树脂涂料老化后物理外观的变化

3．3．4 环氧树脂涂料老化后物理外观的变化

3．3．5 有机硅涂料老化后物理外观的变化

3．3．6 五种涂料老化后物理外观变化对比

3．4 本章小结

4 模拟强化气候条件老化时涂层化学结构的变化

4．1 引言

4．2 试验条件

4．2．1 老化试验条件

4．2．2 化学结构测试方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 丙烯酸树脂涂料老化后化学结构的变化

4．3．2 聚氨酯树脂涂料老化后化学结构的变化

4．3．3 氟碳树脂涂料老化后化学结构的变化

4．3．4 环氧树脂涂料老化后化学结构的变化

4．3．5 有机硅涂料老化后化学结构的变化

4．3．6 五种涂料老化后化学结构变化对比

4．4 本章小结

5 模拟强化气候条件老化时涂层附着力的变化

5．1 引言

5．2 试验条件

5．2．1 老化试验条件

5．2．2 附着力测试方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 丙烯酸树脂涂料老化后附着力的变化

5．3．2 聚氨酯树脂涂料老化后附着力的变化

5．3．3 氟碳树脂涂料老化后附着力的变化

5．3．4 环氧树脂涂料老化后附着力的变化

5．3．5 有机硅涂料老化后附着力的变化

5．3．6 五种涂料老化后附着力变化对比

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文情况