水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制

论文题目: 水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制

论文类型: 硕士论文

论文专业: 化学工程

作者: 刘学军

导师: 郭奋

关键词: 钢结构,防火涂料,耐火极限,膨胀炭质层,模型

文献来源: 北京化工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 钢结构广泛应用于歌剧院、体育场馆、高层建筑等。但是钢材的临界温度在540℃左右,如果发生火灾,只要十几分钟就上升到临界温度,使建筑物的承载能力大幅下降而导致垮塌,造成人员伤亡和经济损失。钢结构防火涂料在遇到火焰或高温热源时,酸化剂分解产物与炭化剂发生酯化反应生成磷酸酯,涂料体系在此过程中软化熔融,在气化剂分解出的气体作用下体系膨胀开来,磷酸酯进一步脱水并交联固化,形成一层低导热系数的多孔炭质层,起到绝热作用,延缓钢结构的温升,从而达到保护建筑物的目的。 本课题主要研究钢结构的防火协同作用机理和各组分对涂料防火性能的影响规律,将可膨胀石墨应用到钢结构防火涂料中,利用可膨胀石墨膨胀后成蠕虫状穿插于膨胀炭质层中,来增强炭质层的强度,延长钢结构的耐火极限,最后开发出一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料,能够达到2个小时的耐火极限,既满足环保要求又能节约施工成本。最后,本文建立了膨胀炭质层的简化绝热模型,从理论上推导了炭质层的膨胀高度、导热系数、燃烧时间等对耐火极限的影响规律。 本防火涂料以水为溶剂,根据不同的固含量开发了不同的制备工艺,为下一步工业化制备做好了准备。

论文目录:

第一章 文献综述

1.1 前言

1.2 钢结构防火涂料的分类

1.3 钢结构防火涂料的防火原理

1.4 钢结构防火涂料的主要成份及作用

1.4.1 基体材料在钢结构防火涂料中的作用

1.4.2 脱水催化剂在钢结构防火涂料中的作用

1.4.3 炭化剂在钢结构防火涂料中的作用

1.4.4 发泡剂在钢结构防火涂料中的作用

1.4.5 填料在钢结构防火涂料中的作用

1.4.6 助剂在钢结构防火涂料中的作用

1.5 钢结构防火涂料的协同作用原理

1.6 膨胀炭质层气孔的成型机理

1.7 纳米材料在涂料中的应用

1.7.1 纳米SiO_2在涂料中的应用

1.7.2 纳米TiO_2在涂料中的应用

1.7.3 纳米CaCO_3在涂料中的应用

1.8 可膨胀石墨的特性及其在钢结构防火涂料中的应用前景

1.8.1 可膨胀石墨的物理化学性质

1.8.2 可膨胀石墨在钢结构防火涂料中的应用前景

1.9 钢结构防火涂料的研究现状及发展趋势

1.9.1 钢结构防火涂料的研究现状

1.9.2 钢结构防火涂料存在的问题

1.9.3 钢结构防火涂料的发展趋势

1.10 本课题研究的主要内容及创新性

1.10.1 本课题的研究目的和意义

1.10.2 本课题的主要研究内容

第二章 实验原材料、设备及制备方法

2.1 实验原材料

2.2 实验仪器设备

2.3 钢结构防火涂料的制备方法

2.4 简易耐火实验装置

2.5 样品的分析表征方法

第三章 钢结构防火涂料的协同作用机理研究

3.1 防火涂料组分及涂层热分析

3.1.1 季戊四醇的热行为研究

3.1.2 三聚氰胺的热行为研究

3.1.3 聚磷酸铵的热行为研究

3.1.4 季戊四醇和聚磷酸铵相互作用的热行为研究

3.1.5 涂料的热行为研究

3.2 钢结构防火涂料的膨胀过程分析

第四章 防火涂料的单因素影响规律实验

4.1 膨胀体系的单因素影响实验

4.1.1 聚磷酸铵的单因素影响实验

4.1.2 季戊四醇的单因素影响实验

4.1.3 三聚氰胺的单因素影响实验

4.2 乳液对膨胀型防火涂料的影响

4.2.1 乳液种类对涂料防火性能的影响

4.2.2 乳液用量对涂料防火性能的影响

4.3 小结

第五章 无机填料在钢结构防火涂料种的应用研究

5.1 填料种类对涂料防火性能的影响

5.2 TIO_2用量对涂料防火性能的影响

5.3 纳米TIO_2用量对防火涂料防火性能的影响

5.3.1 无机层的XRD分析

5.3.2 无机层的EDS能谱分析

5.4 纳米SIO_2在钢结构防火涂料中的应用

5.4.1 纳米SiO_2用量对涂料防火性能的影响

5.4.2 纳米SiO_2对涂料抗老化性能的影响

5.5 纳米SB_2O_3在钢结构防火涂料中的应用

5.6 小结

第六章 可膨胀石墨在膨胀型钢结构防火涂料中的应用

6.1 EG在氮气和空气气氛下的热行为分析

6.2 EG防火涂料的热行为分析

6.3 EG对钢结构防火涂料膨胀炭质层形貌的影响

6.4 EG对钢结构防火涂料耐火极限的影响

6.5 小结

第七章 膨胀炭质层隔热作用数学模型的建立及分析

7.1 防火涂料膨胀过程分析

7.2 膨胀炭质层绝热模型推导

7.2.1 非稳态传热模型假设

7.2.2 绝热模型的推导

7.3 简化炭质层绝热模型的分析和讨论

7.3.1 炭质层完全反应时间θ_0对θ的贡献

7.3.2 M对耐火极限θ的贡献

7.3.3 炭质层导热系数λ_0对θ的贡献

7.3.4 h_0对耐火极限θ的贡献

7.4 模型与实验数据比较分析

7.5 小结

第八章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录

发布时间: 2005-09-26

参考文献

• [1].无机超薄膨胀型钢结构防火涂料结构优化及机理研究[D]. 刘承友.石河子大学2018
• [2].低熔点玻璃和双层结构设计对无机超薄型钢结构防火涂料性能影响研究[D]. 乔浩.石河子大学2018
• [3].甘蔗渣在膨胀型钢结构防火涂料中的试验研究[D]. 周剑.华南理工大学2017
• [4].磷酸盐低熔玻璃的制备及其在无机薄型钢结构防火涂料中的应用研究[D]. 张仁忠.石河子大学2015
• [5].超薄膨胀型钢结构防火涂料配方研发[D]. 李飞.西北大学2007
• [6].复合膨胀型钢结构防火涂料的制备与性能研究[D]. 季晓丽.重庆大学2016
• [7].水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备与研究[D]. 刘斌.华东理工大学2011
• [8].溴碳酚醛环氧超薄型钢结构防火涂料的研制[D]. 杜勇.兰州理工大学2010
• [9].超薄型钢结构防火涂料的研制[D]. 霍海凤.沈阳理工大学2008
• [10].室内外超薄型钢结构防火涂料可行性研究[D]. 吴纯.兰州理工大学2012

相关论文

• [1].室内外超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究[D]. 戚天游.重庆大学2005
• [2].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
• [3].饰面防火涂料制备及性能研究[D]. 游潘丽.四川大学2006
• [4].水性硅丙树脂超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制[D]. 舒凯征.南京工业大学2006
• [5].水性防火涂料的热分析特性研究[D]. 张天仪.沈阳航空工业学院2007
• [6].超薄膨胀型钢结构防火涂料配方研发[D]. 李飞.西北大学2007
• [7].有机硅改性丙烯酸酯树脂超薄型钢结构防火涂料的研制[D]. 宋君荣.中北大学2007
• [8].膨胀型聚氨酯防火涂料的研究与应用[D]. 黄晓东.福建农林大学2005
• [9].膨胀型防火涂料的研制[D]. 顾军渭.西北工业大学2006
• [10].新型木结构水性膨胀型防火涂料的研制[D]. 周友华.武汉理工大学2006

标签：钢结构论文;  防火涂料论文;  耐火极限论文;  膨胀炭质层论文;  模型论文;