有機(jī)硅改性丙烯酸酯樹(shù)脂超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研制.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度大、自重輕、延展性好等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外建筑行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。鋼材雖然不具備可燃性，但其導(dǎo)熱系數(shù)大、耐火性能差，如果發(fā)生火災(zāi)，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(dǎo)致垮塌，造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料能夠在遇到火焰或高溫?zé)嵩磿r(shí)，其中脫水成炭催化劑聚磷酸銨(APP)分解的產(chǎn)物與炭化劑季戊四醇(PER)作用脫水炭化，而涂料體系在此過(guò)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(jìn)一步脫水炭化形成一層導(dǎo)熱系數(shù)很低的多孔炭質(zhì)層，多孔炭質(zhì)層起到隔熱作用，大大延緩鋼結(jié)構(gòu)的升溫速度，從而達(dá)到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的目的。 超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料由基料樹(shù)脂(有機(jī)硅改性丙烯酸酯樹(shù)脂)、阻燃體系及主要顏填料組成。本論文研制了超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料并對(duì)超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的基料樹(shù)脂——有機(jī)硅改性丙烯酸酯樹(shù)脂的合成、阻燃體系及主要顏填料對(duì)涂料的理化性能和防火性能的影響進(jìn)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(shù)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(jìn)行水解縮聚，合成有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚體；將有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚體與丙烯酸酯樹(shù)脂進(jìn)行接枝反應(yīng)對(duì)丙烯酸酯樹(shù)脂進(jìn)行改性，合成有機(jī)硅改性丙烯酸酯樹(shù)脂；用紅外光譜對(duì)合成樹(shù)脂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)合成起關(guān)鍵作用的因素：有機(jī)硅單體的種類(lèi)與配比、丙烯酸酯單體的種類(lèi)與配比、引發(fā)劑的

4、用量、有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚體與丙烯酸酯樹(shù)脂的比例等因素對(duì)聚合反應(yīng)及防火涂料性能的影響進(jìn)行了研究，選擇出合成樹(shù)脂的最佳配方和工藝條件。 阻燃體系對(duì)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(duì)防火涂料性能的影響，通過(guò)耐火極限的測(cè)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(cè)試阻燃體系各組分及干燥涂層的熱力學(xué)

5、性能，對(duì)超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的阻燃性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，聚磷酸銨-季戊四醇-三聚氰胺三者能密切配合，起協(xié)同作用。超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層理化性能和防火性能不僅與基料樹(shù)脂，阻燃體系有關(guān)，還與顏填料的種類(lèi)和用量有關(guān)。調(diào)整體系中顏填料TiO<,2>和超細(xì)SiO<,2>的用量，通過(guò)防火性能測(cè)試，確定其最佳用量。 通過(guò)優(yōu)化合成工藝及配方制備的有機(jī)硅改性丙烯酸酯樹(shù)脂超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其耐火極限可達(dá)116min，且具有優(yōu)良的耐候性