基于超薄型钢结构防火涂料的研制及其防火机理的研究

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1、华南理工大学硕士学位论文超薄型钢结构防火涂料的研制及其防火机理的研究姓名：王成卫申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈焕钦20030501摘要摘要钢结构具有强度高、自重轻、延展性好等优点，在国内外建筑业中得到了广泛应用。钢材虽然不具备可燃性，但其导热系数大，耐火性能差，不加防火保护耐火极限只有0．25小时，远达不到我国建筑设计防火规范的要求。因此，要提高钢结构的耐火极限，必须对其实施有效的防火保护。钢结构的防火保护措施形式多样，直接喷涂防火涂料是一种理想、可靠、经济、实用的方法。超薄型钢结构防火涂料是20世纪90年代兴起的一种新型防火涂料，

2、同时具有优良的装饰作用和防火性能。本论文对超薄型钢结构防火涂料的研制及其防火机理进行了研究。超薄膨胀型防火涂料通常包括基料树脂、阻燃体系及其它组分。基料树脂对膨胀型防火涂料的性能有重大影响，既保证涂层在正常条件下具有各种理化性能，又能使其在火焰或高温作用下具有难燃性和优异的膨胀效果。通过比较不同树脂体系形成炭化层的优劣，确定选用氨基树脂和丙烯酸树脂共混体系作防火涂料的基料。通过实验对比不同树脂配比对防火涂料理化性能和防火性能的影响，确定了最佳树脂组成和用量。阻燃体系对防火涂料的阻燃性能具有决定作用。选用聚磷酸铵、AB型阻燃剂和磷酸二氢铵作脱水成炭

3、催化剂，三聚氰胺作发泡剂，季戊四醇作成炭剂，研究阻燃体系各组分对防火涂料性能的影响，确定了阻燃体系各组分的最佳用量。实验发现聚磷酸铵的聚合度对涂料的综合性能有重大影响，聚合度高，涂料的理化性能和防火性能好。超薄型钢结构防火涂料涂层性能不仅与基料树脂、阻燃体系、颜填料等物料的物理化学性能有关，还与体系中各组分的用量比有关。调整体系中颜填料的质量分率，研究颜填料用量对防火涂料性能的影响，确定了综合性能最佳时颜填料的用量。防火涂料的固含量高，表面张力大，加入流变剂和流平剂能分别改善涂料的流变性和流平性，提高贮存性能和理化性能。根据溶度参数理论，用滴定法

4、测定了树脂体系的溶度参数，确定选用200号汽油、正丁醇和乳酸丁酯组成混合溶剂。采用热重分析(TO)、差热分析(DTA)、示差扫描量热(DSC)等热分析手段测试阻燃体系各组分及干燥涂层的热学性能，对超薄型钢结构防火涂料的阻燃机理进行深入研究。TG、DTA、DSC等研究结果表明，聚磷酸铵一季戊四醇一三聚氰胺三者能密切配合，协同作用。关键词钢结构防火涂料；超薄型；基料树脂；阻燃体系：阻燃机理ABSTRACTSteelstructurehasbeenwidelyusedinthedomesticandoverseasconstructionindustr

5、yforitsadvantagessuchashighstrength，lowdeadweightandwonderfulductility．Thoughincombustible，steelmaterialspossesshighheateonductivityandpoorfire．resistingperformances．Withoutfireprecautionmeasures，theirfireproofinglimitisiustaquarterofhour,farlessthanthefireproofingstandardtim

6、especifiedbythenationalconstructiondesignspecifications．Effectivefireprecautionmeansshouldbetakentostrengthenthefireresistiveabilityofsteelstructure．Variousfireprecautionmeanshavebeenutilizedtoprotectsteelstructureandfireresistivecoatingisanideal，effective，economicalandpracti

7、calone．Anewtypeoffireprecautioncoatingshasbeendevelopedin1990s，withultrathin—filmedfireresistivityforsteelstructurecoatingwhichpossessesexcellentperformancesbothdecorativeandfire-resistingproperties．Inthispaper，investigationontheformulationofthenewkindofcoatinganditsflamereta

8、rdantmechanismhasbeenpresented．Ultrathin—filmedfireresistivecoatingf