【摘 要】
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采用涂料涂装的方法是解决钢结构不耐火和易被腐蚀问题的关键。因此,研制一种绿色环保,兼具防火、防腐双重功能的钢结构涂料具有重要意义。影响涂料性能的因素主要有成膜物质、膨胀体系、颜填料、涂膜工艺、涂料状态、涂膜结构等。其中,成膜物质、膨胀体系、颜填料是影响涂料性能的核心因素。研究了成膜物质、膨胀体系、颜填料对涂料性能的影响,进而优化出一种性能优异的钢结构涂料。本文采用水性环氧乳液作为成膜物质,双季戊四
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采用涂料涂装的方法是解决钢结构不耐火和易被腐蚀问题的关键。因此,研制一种绿色环保,兼具防火、防腐双重功能的钢结构涂料具有重要意义。影响涂料性能的因素主要有成膜物质、膨胀体系、颜填料、涂膜工艺、涂料状态、涂膜结构等。其中,成膜物质、膨胀体系、颜填料是影响涂料性能的核心因素。研究了成膜物质、膨胀体系、颜填料对涂料性能的影响,进而优化出一种性能优异的钢结构涂料。本文采用水性环氧乳液作为成膜物质,双季戊四醇、三聚氰胺、聚磷酸铵作为膨胀体系,可膨胀石墨、二氧化钛作为颜填料,配置一种水性钢结构涂料。首先,研究水性环氧树脂各组分不同配比对漆膜基本性能和机械性能的影响。通过单因素试验对水性环氧乳液各组分掺量进行优化。研究结果表明:漆膜基本性能和机械性能会随着固化剂的适当增加而增强,当水性环氧树脂用量:固化剂用量=1:1.25时漆膜性能最佳,当固化剂含量继续增加时反而影响涂料的性能;水性环氧树脂中的蒸馏水用量也会影响漆膜的性能,当水性环氧树脂用量:蒸馏水用量=1:1.25,漆膜性能最佳,当继续增加蒸馏水用量时,漆膜的粘度、抗冲击强度、硬度等都开始降低。其次,研究水性环氧乳液对涂料本身的物理性能、化学性能及耐火性的影响。通过单因素试验对水性环氧在涂料中的用量进行优化。研究结果表明:涂料的物理化性学能和耐火性能会随着乳液的加入而增强,当乳液用量达到35%左右时,涂料的表干时间、实干时间均会缩短,附着力为一级,涂层发泡快、结构整体性好、碳化层致密,耐火性能最佳。然后,研究膨胀体系的膨胀机理及膨胀体系各组分对涂料耐火性能的影响机理。采用热重分析法,对膨胀体系中各物质进行优选,并对膨胀机理进行探究。研究结果表明:适量的二氧化钛和可膨胀石墨的加入会大大提高涂料的耐火性能;膨胀体系按不同配比产生的协同作用对涂料的耐火性能产生很大的影响,当三聚氰胺:双季戊四醇:聚磷酸铵=10:5:6时,膨胀体系会产生更好的协同效果。最后,研究颜填料对涂料性能的影响及涂料各组分的协同作用对涂料耐火性能及耐腐蚀性能的影响。采用单因素试验对可膨胀石墨及二氧化钛的加入对涂料性能的影响进行探究;采用正交试验对涂料各组分不同掺量对涂料整体的协同作用进行探究。研究结果表明:可膨胀石墨及二氧化钛的加入可以很大程度的提高涂料在高温下的涂层结构稳定性和涂料的耐火性能。涂料各组分的协同作用会对涂料整体的耐火性能产生影响,当水性环氧乳液:膨胀体系:颜填料:无极阻燃剂:防锈剂=25:45:4:2:3时体系耐火性能最佳,其平均耐火极限达到89min,符合耐火性能标准。涂料的耐腐蚀性能符合标准要求。
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