纳米氢氧化铝改性超薄型钢结构防火涂料的研究

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钢结构建筑因具有强度高、自重轻、性能稳定、抗震性能好、环境污染少等优点,正受到人们的青睐。但是由于钢材的耐火缺陷,所以如何减少火灾对钢结构建筑破坏的研究非常重要。在钢材上涂覆防火涂料是钢结构防火实际工程应用中最广泛且最经济有效的方法。超薄型钢结构防火涂料相较厚涂型、薄涂型,粒度更细、涂层更薄,用量更少,施工方便,装饰性更好,是钢结构防火涂料领域研究的热点。本文对超薄型钢结构防火涂料的配方研制、防火机理以及检测方法进行研究。研制了一种超薄型钢结构防火涂料,选择改性丙烯酸树脂和环氧树脂进行物理共混后作为基体树脂,聚磷酸铵(脱水催化剂)、季戊四醇(成炭剂)和三聚氰胺(发泡剂)作为膨胀阻燃体系,并通过三因素三水平正交分析确定了样品各组分最佳配比。在此基础上,研究了纳米氢氧化铝对上述产品的性能影响。首先通过对纳米氢氧化铝的表面改性,改善其在涂料中的分散性。然后研究了纳米氢氧化铝对防火涂料的耐火时间、升温速率、烟密度以及各项理化指标的影响,发现纳米氢氧化铝含量为7%能增加5%-10%的耐火时间,降低燃烧初期钢材升温速率,同时能有效地降低烟密度,并且符合室内以及室外的各项理化性能、耐腐蚀和耐老化性能的标准要求。同时,本文通过对该产品的有害物质也进行了检测研究,对改性后的超薄型钢结构防火涂料样品环保性进行了评价。
致谢第3-4页
摘要第4-5页
Abstract第5页
缩写及符号第7-10页
第1章 绪论第10-26页
    1.1 课题背景第10-13页
        1.1.1 火灾的危害第10页
        1.1.2 钢结构建筑及其防火第10-13页
    1.2 钢结构防火涂料发展历史和研究现状第13-14页
        1.2.1 国外钢结构防火涂料发展历史及研究现状第13-14页
        1.2.2 我国钢结构防火涂料发展历史及研究现状第14页
    1.3 钢结构防火涂料概述第14-21页
        1.3.1 钢结构防火涂料定义第14-15页
        1.3.2 钢结构防火涂料分类第15页
        1.3.3 钢结构防火涂料防火机理第15-16页
        1.3.4 钢结构防火涂料应具备的特性第16-17页
        1.3.5 超薄型钢结构防火涂料的组成及作用第17-21页
    1.4 纳米氢氧化铝阻燃剂第21-23页
        1.4.1 纳米氢氧化铝阻燃剂的发展及应用第21-22页
        1.4.2 纳米氢氧化铝阻燃剂的制备工艺第22-23页
        1.4.3 纳米氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理第23页
    1.5 本课题研究目的、意义和主要内容第23-26页
        1.5.1 本课题研究目的及意义第23-24页
        1.5.2 本课题研究的主要内容第24-26页
第2章 超薄型钢结构防火涂料的配方及检测方法研究第26-38页
    2.1 试剂及试验仪器第26页
        2.1.1 试剂第26页
        2.1.2 试验仪器及设备第26页
    2.2 钢结构防火涂料的测试方法第26-31页
        2.2.1 涂料制备及样板制备第26-27页
        2.2.2 耐火性能项目检测第27-28页
        2.2.3 理化性能项目检测第28-31页
    2.3 超薄型钢结构防火涂料配方研究第31-37页
        2.3.1 基料树脂的研究第31-32页
        2.3.2 膨胀阻燃体系的研究第32-35页
        2.3.3 颜填料、助剂和溶剂的选择第35-36页
        2.3.4 试验样品配方第36-37页
    2.4 本章小结第37-38页
第3章 纳米氢氧化铝改性钢结构防火涂料的研究第38-48页
    3.1 纳米氢氧化铝的表面改性第38-39页
        3.1.1 纳米氢氧化铝的特性及改性方法第38页
        3.1.2 纳米氢氧化铝改性前后的性能变化第38-39页
    3.2 纳米氢氧化铝对超薄型钢结构防火涂料防火性能的影响第39-43页
        3.2.1 氢氧化铝粒径对防火涂料的影响第39-40页
        3.2.2 改性纳米氢氧化铝对耐火时间的影响第40-41页
        3.2.3 改性纳米氢氧化铝对升温速率的影响第41-42页
        3.2.4 改性前后钢结构防火涂料的烟密度测试第42-43页
    3.3 纳米氢氧化铝对超薄型钢结构防火涂料其他性能的影响第43-46页
        3.3.1 纳米氢氧化铝对防火涂料理化性能的影响第43-45页
        3.3.2 纳米氢氧化铝对防火涂料耐腐蚀和耐环境变化性能的影响第45-46页
    3.4 试验样品性能测试结果第46-47页
    3.5 本章小结第47-48页
第4章 改性后超薄型钢结构防火涂料环保性评估第48-61页
    4.1 防火涂料环保性测试研究第48-56页
        4.1.1 环保性项目检测仪器及试剂第48-49页
        4.1.2 游离甲醛的测试第49-50页
        4.1.3 挥发性有机化合物(VOC)的测试第50-52页
        4.1.4 苯系物的测试第52-54页
        4.1.5 可溶性重金属的测试第54-56页
    4.2 环保性项目测试结果分析及评估第56-60页
        4.2.1 环保性测试结果分析第56-58页
        4.2.2 超薄型钢结构防火涂料样品环保性评估第58-60页
    4.3 本章小结第60-61页
第5章 结论与展望第61-63页
    5.1 结论第61-62页
    5.2 展望第62-63页
参考文献第63-68页
作者简历第68页
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