有機硅改性丙烯酸酯樹脂超薄型鋼結構防火涂料的研制.pdf

1、鋼結構具有強度大、自重輕、延展性好等優(yōu)點，在國內外建筑行業(yè)中得到了廣泛應用。鋼材雖然不具備可燃性，但其導熱系數大、耐火性能差，如果發(fā)生火災，只要十幾分鐘就上升到鋼材的臨界溫度(540℃)，使建筑物的承載能力大大下降而導致垮塌，造成人員傷亡和經濟損失。鋼結構防火涂料能夠在遇到火焰或高溫熱源時，其中脫水成炭催化劑聚磷酸銨(APP)分解的產物與炭化劑季戊四醇(PER)作用脫水炭化，而涂料體系在此過程中軟化熔融，在發(fā)泡劑三聚氰胺(MEL)分解出

2、的氣體的作用下，體系膨脹發(fā)泡并進一步脫水炭化形成一層導熱系數很低的多孔炭質層，多孔炭質層起到隔熱作用，大大延緩鋼結構的升溫速度，從而達到保護鋼結構的目的。 超薄型鋼結構防火涂料由基料樹脂(有機硅改性丙烯酸酯樹脂)、阻燃體系及主要顏填料組成。本論文研制了超薄型鋼結構防火涂料并對超薄型鋼結構防火涂料的基料樹脂——有機硅改性丙烯酸酯樹脂的合成、阻燃體系及主要顏填料對涂料的理化性能和防火性能的影響進行了研究。 以偶氮二異丁腈(A

3、BIN)為引發(fā)劑，選擇甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸丁酯等單體共聚合，合成丙烯酸酯樹脂：選擇一苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和一甲基三乙氧基硅烷為主要原料，以鹽酸為催化劑，進行水解縮聚，合成有機硅樹脂預聚體；將有機硅樹脂預聚體與丙烯酸酯樹脂進行接枝反應對丙烯酸酯樹脂進行改性，合成有機硅改性丙烯酸酯樹脂；用紅外光譜對合成樹脂進行了結構表征。通過正交實驗對合成起關鍵作用的因素：有機硅單體的種類與配比、丙烯酸酯單體的種類與配比、引發(fā)劑的

4、用量、有機硅樹脂預聚體與丙烯酸酯樹脂的比例等因素對聚合反應及防火涂料性能的影響進行了研究，選擇出合成樹脂的最佳配方和工藝條件。 阻燃體系對防火涂料的阻燃性能具有決定性的作用，選用APP作脫水成炭催化劑，MEL作發(fā)泡劑，PER作成炭劑，研究阻燃體系各組分對防火涂料性能的影響，通過耐火極限的測定，確定了阻燃體系及其各組分的最佳用量。 采用熱重分析(TG)和差示掃描量熱(DSC)熱分析手段，測試阻燃體系各組分及干燥涂層的熱力學

5、性能，對超薄型鋼結構防火涂料的阻燃性能進行了研究。研究結果表明，聚磷酸銨-季戊四醇-三聚氰胺三者能密切配合，起協同作用。超薄型鋼結構防火涂料涂層理化性能和防火性能不僅與基料樹脂，阻燃體系有關，還與顏填料的種類和用量有關。調整體系中顏填料TiO<,2>和超細SiO<,2>的用量，通過防火性能測試，確定其最佳用量。 通過優(yōu)化合成工藝及配方制備的有機硅改性丙烯酸酯樹脂超薄型鋼結構防火涂料，其耐火極限可達116min，且具有優(yōu)良的耐候性