生物基膨胀型阻燃剂的制备及在钢结构防火涂料中的应用
发布时间：2021-07-24 21:59
钢结构材料在现代建筑物中应用广泛,但火灾却非常容易造成钢结构建筑坍塌,严重影响了人们生命和财产安全。人们通常采取涂刷防火涂料的方式来减慢钢结构温度上升的速度,延长其耐火极限时间,争取更多的逃生机会。传统的膨胀型防火涂料具有很高的阻燃效率,但是极易迁移到聚合物表面,造成阻燃剂失效;同时,阻燃剂稳定性差、与聚合物相容性差也限制其在涂层中的应用。研究与基体相容性好、热稳定性高、集炭源、酸源、气源于一身的膨胀型阻燃剂是阻燃剂发展的大趋势,指引阻燃剂未来发展的方向。本论文在已有的科研实验基础上,对原料进行合理的筛选,通过分子设计的方式来设计新的阻燃剂分子,并将其应用在防火涂料中研究其应用性能。所选“炭源”为生物基材料,环境友好,价格低廉,而且原料广泛易得;“酸源”选择了高磷含量的PEPA,有抑烟和增加残炭的优点;“气源”将二者键合制备了三源一体的生物基膨胀型阻燃剂。将阻燃剂按照不同的比例填充在水性环氧树脂涂料中。利用喷涂技术将其喷涂到Q235A钢片基体表面,制备出涂层试样。对防火涂层进行热重分析（TG）、氧指数测试（LOI）、残炭扫描（SEM）分析、大板燃烧法测试以及盐雾、附着力的测试。研究结果...
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PMC反应机理Fig.2-1SynthesisreactionofPMC
图 2-6 LOI 测试残炭照片Fig.2-6 Photographs of chars after LOI tests表 2-5 不同样品氧指数测试结果Table 2-5 LOI test results of different samples样品 LOI（%）EP0EP1EP2EP319.522.423.425.5-6 中 a、b、c、d 分别为 EP0、EP1、EP2 和 EP3 防火涂层样条燃烧。从图 2-6 与表 2-5 可以看出，EP0 样条易燃烧，燃烧有熔融、滴少量残炭，氧指数为 19.5%；在添加 PEPA/CTS 5wt%时，EP1 防火仍然伴有轻微熔融、滴落现象，但可生成致密炭层且氧指数达到 22MC 5wt%时，EP2 防火涂层样条燃烧无熔融滴落现象，燃烧过程中体并明显促进炭层膨胀，氧指数提升到 23.4%；当 PMC 的添加量
沈阳化工大学硕士学位论文 第二章 壳聚糖基膨胀型阻燃剂制备及在钢结构防火涂层中应用2.5.6 残炭表面扫描分析图 2-7 中 a、b、c、d 分别为图 2-6 相对应的 EP0、EP1、EP2 和 EP3 燃烧残炭 SEM 图。从图中可以看出，EP0 样条燃烧后环氧树脂表面形成一层薄薄炭层；EP1 样条在燃烧后可在表面形成致密的炭层，这种紧密炭层结构可阻止氧气与基体材料的接触，起到阻燃作用；EP2 和 EP3 在燃烧后表面除形成致密炭层外还伴有很多孔洞，这些孔洞是在释放阻燃剂 PMC 分解产生的不燃气体（N2、NOx、CO2、H2O 等）过程中形成的。这些不燃性气体不仅将炭层膨胀，还将燃烧物表面的氧气浓度稀释，阻止了燃烧反应继续进行。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢氧化铝在膨胀型钢结构防火涂料中的应用研究[J]. 梁光明,罗荡荡. 涂料工业. 2017(12)
[2]磷氮阻燃剂GAP-DOPO的合成及其对环氧树脂阻燃性能[J]. 王志国,梁兵. 精细化工. 2017(04)
[3]DOPOHM/丙烯酸树脂复合材料的制备及其阻燃性能[J]. 郭军红,郭永亮,慕波,包雪梅,杨保平,崔锦峰. 精细化工. 2017(02)
[4]以水解淀粉为碳源的膨胀阻燃剂的制备及应用[J]. 袁建丽,屈皓,刘冰冰,孙利杰,宁磊,范瑞兰. 化工新型材料. 2016(05)
[5]浅谈双组份环氧膨胀型防火涂料喷涂损耗系数的降低措施[J]. 孙德光,张高尉,姜伟,吴栋,邓富,吴涛. 全面腐蚀控制. 2016(03)
[6]防火涂料厚度对钢结构内部温度的影响[J]. 俞梦玮,朱国庆,黄金磊,冯涛. 消防科学与技术. 2016(02)
[7]我国建筑钢结构应用现状及发展探讨[J]. 尚美珺. 才智. 2015(30)
[8]含淀粉基膨胀阻燃剂的制备及应用[J]. 屈皓,霍丽丽,高荣,李亮,范瑞兰. 高分子材料科学与工程. 2014(10)
[9]国内外钢结构防火涂料的技术发展与研究[J]. 蔡建中. 绿色建筑. 2014(04)
[10]空心球-钢管网架充水防火保护法可行性分析[J]. 甄进裕. 武警学院学报. 2013(06)
硕士论文
[1]水性超薄型钢结构防火涂料制备与性能研究[D]. 赵艳红.西安科技大学 2006
本文编号：3301508
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PMC反应机理Fig.2-1SynthesisreactionofPMC
图 2-6 LOI 测试残炭照片Fig.2-6 Photographs of chars after LOI tests表 2-5 不同样品氧指数测试结果Table 2-5 LOI test results of different samples样品 LOI（%）EP0EP1EP2EP319.522.423.425.5-6 中 a、b、c、d 分别为 EP0、EP1、EP2 和 EP3 防火涂层样条燃烧。从图 2-6 与表 2-5 可以看出，EP0 样条易燃烧，燃烧有熔融、滴少量残炭，氧指数为 19.5%；在添加 PEPA/CTS 5wt%时，EP1 防火仍然伴有轻微熔融、滴落现象，但可生成致密炭层且氧指数达到 22MC 5wt%时，EP2 防火涂层样条燃烧无熔融滴落现象，燃烧过程中体并明显促进炭层膨胀，氧指数提升到 23.4%；当 PMC 的添加量
沈阳化工大学硕士学位论文 第二章 壳聚糖基膨胀型阻燃剂制备及在钢结构防火涂层中应用2.5.6 残炭表面扫描分析图 2-7 中 a、b、c、d 分别为图 2-6 相对应的 EP0、EP1、EP2 和 EP3 燃烧残炭 SEM 图。从图中可以看出，EP0 样条燃烧后环氧树脂表面形成一层薄薄炭层；EP1 样条在燃烧后可在表面形成致密的炭层，这种紧密炭层结构可阻止氧气与基体材料的接触，起到阻燃作用；EP2 和 EP3 在燃烧后表面除形成致密炭层外还伴有很多孔洞，这些孔洞是在释放阻燃剂 PMC 分解产生的不燃气体（N2、NOx、CO2、H2O 等）过程中形成的。这些不燃性气体不仅将炭层膨胀，还将燃烧物表面的氧气浓度稀释，阻止了燃烧反应继续进行。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢氧化铝在膨胀型钢结构防火涂料中的应用研究[J]. 梁光明,罗荡荡. 涂料工业. 2017(12)
[2]磷氮阻燃剂GAP-DOPO的合成及其对环氧树脂阻燃性能[J]. 王志国,梁兵. 精细化工. 2017(04)
[3]DOPOHM/丙烯酸树脂复合材料的制备及其阻燃性能[J]. 郭军红,郭永亮,慕波,包雪梅,杨保平,崔锦峰. 精细化工. 2017(02)
[4]以水解淀粉为碳源的膨胀阻燃剂的制备及应用[J]. 袁建丽,屈皓,刘冰冰,孙利杰,宁磊,范瑞兰. 化工新型材料. 2016(05)
[5]浅谈双组份环氧膨胀型防火涂料喷涂损耗系数的降低措施[J]. 孙德光,张高尉,姜伟,吴栋,邓富,吴涛. 全面腐蚀控制. 2016(03)
[6]防火涂料厚度对钢结构内部温度的影响[J]. 俞梦玮,朱国庆,黄金磊,冯涛. 消防科学与技术. 2016(02)
[7]我国建筑钢结构应用现状及发展探讨[J]. 尚美珺. 才智. 2015(30)
[8]含淀粉基膨胀阻燃剂的制备及应用[J]. 屈皓,霍丽丽,高荣,李亮,范瑞兰. 高分子材料科学与工程. 2014(10)
[9]国内外钢结构防火涂料的技术发展与研究[J]. 蔡建中. 绿色建筑. 2014(04)
[10]空心球-钢管网架充水防火保护法可行性分析[J]. 甄进裕. 武警学院学报. 2013(06)
硕士论文
[1]水性超薄型钢结构防火涂料制备与性能研究[D]. 赵艳红.西安科技大学 2006
本文编号：3301508
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