氢氧化镁阻燃涂料的开发研究

论文摘要

防火涂料是一种既有装饰功能又有防火阻燃功能的功能性涂料。随着建筑物的高层化、集群化和可燃性有机合成材料的广泛应用,火焰对人们日常生活的威胁越来越大,防火涂料作为防火的有效措施之一获得广泛应用。本文研究的氢氧化镁阻燃涂料阻燃效果良好,既经济又环保,是一种环境友好型涂料。本文研究了以下几方面的内容：1.氢氧化镁的制备利用单因素试验方法考察了反应温度、搅拌强度、终点pH值和陈化时间对镁回收率的影响；在此基础上,利用正交设计试验方法确定制备纳米级氢氧化镁的最佳试验条件：MgSO4溶液的浓度为0.1mol·L-1, NaOH溶液的浓度为5mol·L-1,反应温度为55℃,搅拌速度为900r·min-1,滴定终点pH值为13,陈化时间为90min；对最佳条件进行放大试验和表面改性,经XRD、TEM和比表面积分析仪检测,所制得的氢氧化镁是大小约20到60纳米的棒状材料,经表面改性后的氢氧化镁比表面积由原来的74.456 m2·g-1提高到96.245 m2·g-1,团聚现象得到明显的改善。2.氢氧化镁的分解动力学本文探讨了氢氧化镁分解动力学,并确定了其分解机理为：考察了温度、转化率和粒度对氢氧化镁分解动力学的影响,结果显示：表观活化能与温度、转化率都有关系,都是随着二者的增大而增大,但与温度的关系是线性的,与转化率的关系是非线性的；动力学计算结果显示,氢氧化镁的表观活化能随着样品粒度的增大而增大。3.氢氧化镁阻燃涂料的制备利用单一因素法研究氢氧化镁阻燃涂料的制备,考察氢氧化镁添加量对涂料性能的影响,通过自行设计的模拟大板燃烧法对膨胀型防火涂料的耐燃时间进行了测定,并由此项测试结果和涂料的表观性能确定最佳涂料配方和双组分比例,其为：甲组分中环氧树脂25分,磷酸二氢铵9份,三聚氰胺9份,季戊四醇7份,氢氧化镁10份,其他（溶剂、助剂等）40份；乙组分为固化剂组分,其中聚酰胺树脂50份,丁醇、二甲苯各25份；双组分比例为8：2。对其进行防火性能和理化性能检测,已达到国家一级技术要求。试验结果表明,该防火涂料是一种性能优越的防火涂料。4.纳米氢氧化镁添加于涂料中起到了良好的阻燃作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 阻燃涂料
• 1.2.1 防火涂料的类型
• 1.2.2 防火涂料国内外的发展概况
• 1.2.3 防火涂料的应用和研究现状
• 1.2.4 阻燃涂料的防火机理
• 1.2.5 防火涂料的发展方向
• 1.3 氢氧化镁阻燃剂
• 1.3.1 概述
• 1.3.2 氢氧化镁的阻燃机理
• 1.3.3 氢氧化镁阻燃剂的优势
• 1.3.4 氢氧化镁作为阻燃剂的性能要求
• 1.3.5 氢氧化镁阻燃剂国内外生产现状
• 1.3.6 氢氧化镁的制备方法
• 1.3.7 纳米级氢氧化镁的制备
• 1.3.8 团聚问题
• 1.3.9 本论文阻燃体系的选择
• 1.4 本论文的研究方法
• 1.4.1 氢氧化镁的制备研究方法
• 1.4.2 氢氧化镁防火涂料的制备研究方法
• 1.5 本论文主要研究的内容及意义
• 第2章 纳米氢氧化镁的制备
• 2.1 实验原理
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 理论分析
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 工艺流程
• 2.2.2 实验原料和设备
• 2.2.3 氢氧化镁的制备
• 2.2.4 氢氧化镁的表面改性
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 影响镁回收率的单因素实验结果
• 2.3.2 影响镁回收率的正交实验结果
• 2.3.3 放大实验结果
• 2.3.4 XRD检测
• 2.3.5 表面改性结果
• 2.4 小结
• 第3章 氢氧化镁分解动力学研究
• 3.1 理论分析
• 3.1.1 氢氧化镁热分解反应机理
• 3.1.2 表观活化能的计算
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料和设备
• 3.2.2 氢氧化镁样品的制备
• 3.2.3 氢氧化镁样品的表征
• 3.2.4 TG-DTA分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同粒度氢氧化镁的制备与表征
• 3.3.2 TG-DTA测定结果
• 3.3.3 氢氧化镁分解反应机理的确定
• 3.3.4 应用Dollimore法计算表观活化能与转化率、温度的关系
• 3.4 小结
• 第4章 氢氧化镁防火涂料的制备
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验用原材料和设备
• 4.1.2 防火涂料的制备
• 4.1.3 防火涂料的性能检测
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 防火涂料的选择
• 4.2.2 防火涂料最优配方的防火性能检测
• 4.2.3 防火涂料最优配方的理化性能检测
• 4.3 小结
• 第5章 防火涂料的热分析
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 样品的制备
• 5.1.2 涂膜的差热-热重分析
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 TG-DTA测试结果
• 5.3 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢