木材用膨胀型防腐阻燃涂料的制备与性能研究

摘要

目前，国内木材防火涂料防护功能单一，涂料研究仅仅侧重于防火，或者侧重于防腐，很少能将两种性能完整结合到一种涂料中去。另外，现有的防火或者防腐涂料存在配方复杂，成本高，有部分产品阻燃、防腐性能不好，容易干裂，影响使用。本文系统地研究了膨胀型防腐阻燃涂料的制备和性能，所制得的膨胀型防腐阻燃涂料具有涂层薄、装饰效果好，遇到火焰或高温作用时涂层膨胀发泡，防火隔热效果较好的特点。另外，它的防腐性能及其它综合性能经检测也达到相应标准。
　　首先，本文选用202树脂（氯乙烯树脂）和硅丙树脂作为涂料的基体，研究了两种基体配比对阻燃性能的影响，确定202树脂和硅丙树脂比例为2∶1;在此基础上，考察树脂用量对防火涂料阻燃性能的影响，当树脂用量为30％时，防火性能最佳。另外，考察涂覆比和涂膜厚度等对涂料阻燃性能的影响，结果表明，涂膜越厚，其耐燃时间越长，燃烧后形成的炭质层越高，本文最终确定干膜厚度为100μm。
　　本文选取APP-MEL-PER为膨胀型防火阻燃体系，采用四因素三水平正交实验，对APP（多聚磷酸铵）、MEL（三聚氰胺）、PER（季戊四醇）的配比进行条件优化。结果显示，APP对阻燃效果的影响最大，m(APP)∶m(MEL)∶ m(PER)的最佳比例接近于8∶5∶3。经对比实验，配合使用的无机阻燃剂Al(OH)3用量为4％左右时，防火涂料的阻燃性能最佳。对防火涂料进行重复性试验，其耐燃时间达到防火一级标准。利用热分析仪TG和DSC，SEM、XRD、FT-IR等分析测试手段对膨胀型防火阻燃涂料的阻燃机理进行了深入研究。可知，在阻燃的整个过程中，APP-PER-MEL三者密切配合，协同作用。
　　通过添加木材防腐剂纳米银溶液制备防腐阻燃涂料。当防腐剂添加量为4％时，即具有很好的防腐效果，也不会影响该涂料的阻燃性能。通过综合性能测试，该膨胀型防腐阻燃涂料具有好的成膜性、透明性，贮存稳定，性能优良，综合性能高于市场上现售的产品。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 引言

1．2 常用的木材阻燃剂

1．3 木材阻燃处理工艺及机理

1．4 木材防腐剂的种类及应用

1．5 优秀防腐阻燃木材应具备的性能

1．6 本课题的选题背景及研究内容

2 实验方法

2．1 实验药品与仪器

2．2 膨胀型防腐阻燃涂料的制备

2．3 主要的测试分析和表征方法

3 木材用膨胀型防火阻燃涂料的制备

3．1 前言

3．2 基体树脂的确定

3．3 树脂用量对阻燃性能的影响

3．4 涂膜厚度对阻燃性能的影响

3．5 膨胀阻燃体系配比的确定

3．6 无机阻燃剂对阻燃性能的影响

3．7 最佳条件的试验

3．8 小结

4 防火涂料阻燃性能的表征

4．1 TG分析

4．2 DSC分析

4．3 FT-IR分析

4．4 XRD分析

4．5 SEM分析

4．6 小结

5 防腐阻燃涂料的制备及其性能测试

5．1 前言

5．2 防腐剂用量对防腐性能影响

5．3 对铁钉锈蚀性能的影响

5．4 涂料吸湿性的测试

5．5 涂料的流平性及固化条件的确定

5．6 防腐阻燃涂料综合性能的检测

5．7 小结

6 结论与展望

6．1 主要结论与创新点

6．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果