超薄型钢结构防火涂料的研制

摘要

本论文研究了丙烯酸树脂合成条件，引发剂用量，配比，反应时间等对涂料耐火性能的影响。研究了丙烯酸树脂和环氧树脂拼合作基料对涂料性能的影响以及可膨胀石墨(EG)、钼酸铵(AM)、纳米Mg(OH)2、可膨胀石墨与钼酸铵、可膨胀石墨与纳米Mg(OH)2协同使用对涂料防火性能的影响。垂直燃烧法测定了耐火极限。热重分析法研究了防火涂料的热稳定性。建立了防火涂料动力学模型，计算了活化能。 结果表明，当引发剂用量1.3g，溶剂用量65g，丙烯酸丁酯用量30g，滴加单体时间120min时，树脂耐火性能最好。树脂的拼合，能有效改善丙烯酸树脂为基料时涂层有细小裂纹的情况，并能提高附着力，以2:3拼合作基料时，防火涂料耐火时间提高了3.8min。 可膨胀石墨、钼酸铵、纳米Mg(OH)2及其协同使用能有效改善涂料的耐火性能，在单因素条件摸索的基础上对配方进行了优化：热塑性丙烯酸树脂3.0g、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)1.0g、三聚氰胺(MEL)3.0g、季戊四醇(PER)1.0g、可膨胀石墨0.5g、钼酸铵0.65g、纳米Mg(OH)20.14g，涂层厚1.80mm时，耐火极限为146min。防火涂料的理化性能符合《钢结构防火涂料》(GB14907-2002)对超薄型钢结构防火涂料的要求。 动力学分析表明，在200℃-330℃、330℃～500℃阶段可膨胀石墨/钼酸铵涂料较钼酸铵、可膨胀石墨、可膨胀石墨/纳米Mg(OH)2涂料的活化能大，反应活性低，防火性能好，与垂直燃烧法测得结果一致。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1钢结构建筑材料简介

1.1.1钢结构建材的耐火性能

1.1.2钢结构的防火保护措施

1.2钢结构防火涂料研究进展

1.2.1钢结构防火涂料的分类

1.2.2钢结构防火涂料的研究现状

1.2.3钢结构防火涂料存在的问题

1.2.4钢结构防火涂料的发展趋势

1.3超薄型钢结构防火涂料

1.3.1超薄型钢结构防火涂料研究进展

1.3.2超薄型钢结构防火涂料防火性能评价

1.3.3超薄型钢结构防火涂料的热解动力学研究概况

1.4选题的意义和本论文研究的主要内容

1.4.1选题的意义

1.4.2本论文研究的主要内容

第2章实验部分

2.1实验药品和仪器

2.1.1实验药品及常用仪器

2.1.2实验检测设备

2.2树脂成膜物的制备

2.3防火涂层的制备

2.3.1金属表面前处理

2.3.2防火涂料的制备

2.3.3涂层的制备

2.4防火性能检测

2.5防火涂料的TGA-DTA检测

2.6丙烯酸树脂的IR检测

2.7防火涂料的数码相机Photo分析

2.8防火涂料的其它性能检测

2.8.1涂膜干燥时间的测定

2.8.2涂膜柔韧性的测定

2.8.3涂膜耐冲击强度测定

2.8.4涂膜附着力的测定

2.8.5涂膜耐水性的测定

2.8.6涂膜硬度的测定

第3章防火涂料基料树脂的研究

3.1丙烯酸树脂对防火涂料防火性能的影响

3.1.1丙烯酸树脂的合成机理

3.1.2引发剂用量的确定

3.1.3滴加单体时间的确定

3.1.4溶剂用量的确定

3.1.5软单体用量的确定

3.2丙烯酸树脂和环氧树脂拼用对防火涂料性能的影响

3.2.1丙烯酸树脂和环氧树脂拼用对涂料防火性能的影响

3.2.2丙烯酸树脂和环氧树脂拼用对涂料理化性能的影响

3.3 丙烯酸树脂的IR检测

3.4 丙烯酸树脂为基料的防火涂料的TGA-DTA检测

3.5 本章小结

第4章 防火涂料阻燃体系的研究

4.1 膨胀阻燃体系各组分用量的确定

4.2 膨胀阻燃体系的改性

4.2.1可膨胀石墨对涂料耐火性能的影响

4.2.2 钼酸铵对涂料耐火性能的影响

4.2.3纳米Mg(OH)2对防火涂料耐火性能的影响

4.2.4 协同作用对防火涂料耐火性能的影响

4.3 阻燃组分的优化

4.4 防火涂料的性能检测

4.5 本章小结

第5章防火涂料的热解动力学研究

5.1防火涂料的热分析

5.1.1 AM涂料的TGA-DTA分析

5.1.2 EG涂料的TGA-DTA分析

5.1.3 EG/AM涂料的TGA-DTA分析

5.1.4 EG/纳米Mg(OH)2涂料的TGA-DTA分析

5.1.5防火涂料的残炭量分析

5.2防火涂料的动力学分析

5.2.1动力学模型

5.2.2活化能计算

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢