覆面漆膨胀型钢结构防火涂层的湿热老化性能及隔热性能研究

发布时间：2020-06-20 23:12

【摘要】：膨胀型钢结构防火涂料中含有机分,受复杂环境影响极易降解和老化,其隔热性能随之下降,使用若干年后钢结构建筑将无法达到起初抗火设计要求。工程应用中提高膨胀型防火涂层耐湿热老化性能的物理方法是在其表面覆涂面漆。面漆对防火涂层湿热老化性能有何影响,一旦发生火灾,对其膨胀过程将产生何种影响这些问题还有待研究。本文研究主要目的是考察覆涂面漆对膨胀型钢结构防火涂层耐湿热老化性能的影响以及量化受火后面漆对防火涂层隔热性能的影响,将实验结论为实际工程应用提供参考意见。本文对105个试件进行了湿热老化试验及隔热性能试验,并辅助进行了微观结构及化学组分检测(热重分析检测、傅里叶红外光谱检测、光电子能谱检测、粘滞性检测、电镜扫描检测)试验。按面漆类型不同分为15个未涂面漆试件、60个覆涂热塑型面漆(用A表示)试件和30个覆涂热固型面漆(用B表示)试件。观察湿热老化和隔热性能试验全过程面漆/涂层的表观现象,测量炭化层膨胀厚度计算膨胀倍率,根据钢板温度测量结果计算涂层等效导热系数,通过微观机理检测从微观角度辅助分析面漆对涂层湿热老化及隔热性能的影响。结果表明:(1)覆涂A/B类面漆对膨胀型防火涂层的耐湿热性能和隔热性能均表现为正负双向作用,所谓正作用是指面漆延缓了涂层的湿热老化进程,与未涂面漆相比,减缓了其隔热性能降低的速率;负作用指的是面漆在涂层膨胀过程中对炭化层泡孔结构的形成产生压力,影响泡孔原有的形态学特征。覆涂A类面漆当湿热老化时间短(≤21循环)时,负作用大于正作用,总体上表现为面漆阻碍防火涂层的膨胀;经过42循环湿热老化,试验结果相差不大表明负作用与正作用相抵消;湿热老化时间长(≥63循环)时,负作用小于正作用,综合表现为面漆对防火涂层膨胀起促进作用。覆涂B类面漆当湿热老化时间短(≤42循环)时,负作用大于正作用,湿热老化时间长(≥63循环)时,负作用小于正作用。(2)覆涂A/B类面漆均能提高防火涂料的耐湿热老化性能,B类(热固型)面漆的耐湿热老化性能优于A类(热塑型)面漆,B类面漆的延展性优于A类面漆。(3)覆涂B类面漆钢板温度比A类面漆高出12%左右,膨胀倍率低17%左右,涂层等效导热系数均值高出10%左右,结果表明:A类面漆对防火涂层膨胀过程的抑制作用小于B类面漆。(4)微观试验检测结果表明面漆对防火涂层耐湿热老化性能影响机理是:覆涂面漆隔绝了空气中的水分与防火涂层直接接触,减少了防火助剂中亲水性物质向涂层表面的迁移量,降低了涂层内有效化学成分被破坏量,面漆厚度越大,迁移量越少,保留防火有效成分越多,有效的保护了防火涂层耐湿热老化性能。(5)当覆涂A类面漆大于50?m、B类面漆大于25?m时试验结果大致相同,建议工程中使用A类面漆覆涂50?m,B类面漆25?m即可满足耐湿热老化和隔热性能的抗火设计要求。综合上述结论给出适当的工程应用建议。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU545
【图文】：

覆涂面漆膨胀型钢结构防火涂料工程应用

覆面漆膨胀型钢结构防火涂层的湿热老化性能及隔热性能研究

发泡过程示意图

【参考文献】