钢结构超薄型防火防腐蚀涂料的研制

摘要

钢结构作为21世纪的一种绿色环保结构，被广泛的应用于建筑和构筑物结构中。但是钢结构在应用过程中存在着两大看不见的隐患：火灾和腐蚀。低的耐火性能和易腐蚀性可以导致较大的人员伤亡和巨大的经济损失。采用有效的保护措施是必要的。 目前，采取涂料进行保护是一种最经济、最有效的保护方法。但是通常将钢结构防火和防腐蚀独立对待即既要用防腐蚀涂料进行防腐蚀保护，又要用防火涂料进行防火保护，导致很大浪费。而且这些涂料普遍存在着粘结性能差、质量不稳定、耐候性及耐久性差等问题，应用范围受到限制。 本文正是基于解决和改善上述问题，拟在研制出一种新型钢结构超薄型防火防腐蚀涂料，具有防火和防腐蚀的双重特性，而且有良好的装饰性能。通过对防火和腐蚀机理进行研究，选定以有机硅改性丙烯酸树脂为基料，配以P—C—N阻燃体系，并加入适量的颜填料、防锈剂、流平剂和流变助剂和溶剂混合搅拌制得。本文通过正交试验设计优化了该钢结构超薄防火防腐蚀涂料的组分，并主要以粘结强度和耐火极限为指标进行性能评价，研制出一种超薄防火防腐蚀涂料的配方。 试验结果表明：基料树脂对涂料的耐火性能影响显著，对粘结强度起主要决定作用。炭质层质量对防火性能影响较大，涂料的施工工艺及固体原料颗粒度对防火性能有所影响。加入聚磷酸铝助剂后，防锈蚀功能显著。 将本文研制的防火防腐蚀涂料与现有的涂料进行对比，表明本涂料具有阻燃时间长，粘结强度高、具有一定的耐候性、耐久性和防腐蚀性，达到国家标准的综合性能良好的钢结构超薄型防火防腐蚀涂料。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1本课题研究的目的和意义

1.2钢结构超薄防火防腐蚀涂料在石油化工上的应用

1.3本文的主要工作

第二章文献综述

2.1钢结构在我国的发展状况及应用

2.1.1钢结构在我国的发展

2.1.2钢结构的主要优点

2.1.3我国钢结构的主要应用范围

2.2高温火灾对钢结构的影响

2.2.1钢结构高温下的基本力学性能

2.2.2我国钢结构建筑的火灾案例

2.2.3钢结构火灾的特点

2.2.4钢结构的耐火极限及防火要求

2.3钢结构防火保护

2.3.1钢结构防火保护的目的及意义

2.3.2提高钢结构抗火性能的主要方法

2.4钢结构防火涂料的分类及性能

2.5钢结构超薄型防火涂料的发展趋势

2.6钢结构超薄型防火涂料的组成

2.7钢结构膨胀型防火涂料的阻燃机理

2.7.1膨胀阻燃剂的反应过程

2.7.2膨胀阻燃阶段的阻燃机理

2.7.3膨胀阻燃阶段的阻燃效应

2.8钢结构防火涂料的防腐蚀

2.9小结

第三章试验方案及步骤

3.1试验原材料及设备

3.1.1试验原材料

3.1.2试验仪器及设备

3.2防火涂层的制备工艺过程

3.2.1钢板试件表面预处理

3.2.2防火涂料的制备技术路线

3.2.3涂料的贮存与施工

3.3钢结构超薄防火防腐蚀涂料性能检测

3.3.1理化性能检测

3.3.2防火性能检测

3.4涂料配方筛选

3.5正交试验设计

3.5.1阻燃体系的正交优化设计

3.5.2防火体系的正交优化

3.6小结

第四章试验结果与分析讨论

4.1配方筛选过程及结果

4.1.1基料的确定及含量的初定

4.1.2膨胀催化剂的确定和含量的初定

4.1.3成炭剂的确定和含量的初定

4.1.4发泡剂的确定及含量的初定

4.1.5颜填料的确定及含量的初定

4.1.6溶剂及助剂的确定

4.2正交试验结果及分析讨论

4.2.1阻燃体系正交结果及分析讨论

4.2.2防火体系正交结果及分析讨论

4.2.3最佳配方的确定及其性能检测

4.3涂料的防火过程讨论

4.4涂料的防腐蚀过程讨论

4.5涂层厚度对防火防腐蚀涂料防火性能的影响

4.6炭化层的质量对防火防腐蚀涂料性能的影响

4.7固体基料颗粒大小对防火防腐蚀涂料性能的影响

4.8施工质量对防火防腐蚀涂料性能的影响

4.9涂层的流平性对防火防腐蚀涂料性能的影响

4.10流变剂对防火防腐蚀涂料性能的影响

4.11钢结构超薄型防火防腐蚀涂料特殊性分析

4.12涂料优势及应用性探讨

4.13小结

结论及展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢