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河北鋼結構防火涂料功能與絹云母

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河北鋼結構防火涂料功能與絹云母

發布日期:2018-07-25 16:47 來源:http://kenkou-bisuiseki.com 點擊:



現代大型修建的首要承重構件大多依賴于鞏固的鋼材,河北鋼結構現已成為大型修建的首要方式,可是,河北鋼結構修建的耐火功能遠比磚石結構和鋼筋混凝土結構差。一般說來,鋼材的機械強度是溫度的函數,能夠以為鋼材的機械強度隨溫度的升高而下降。當溫度到達某一值時,鋼材便失去承載才能,這一溫度被界說為鋼材的臨界溫度,一般常用的修建鋼材的臨界溫度在540℃左右。關于修建火災,火場的溫度大多在800~1200℃之間,在火災發生的10min內,火場的溫度即可到達700℃以上。關于暴露的鋼材,在這樣的火災溫場下,只要幾分鐘就可上升到500℃而到達臨界值,使得承載才能失效并導致修建物垮塌[1-2]。為解決河北鋼結構修建的耐火問題,常用的辦法是選用防火涂料涂覆[3]。可是國產河北鋼結構防火涂料普遍存在價位高、裝飾性差及耐火才能不強等缺陷,其運用更是受到了極大的約束[4]。為了克服河北鋼結構防火涂料的上述缺陷,一般選用制備新式河北鋼結構防火涂料和對傳統防火涂料進行改性等辦法加以解決。絹云母屬云母類礦藏,結構呈二八面體,即由兩層硅氧四面體和一層鋁氧八面體構成四面體的頂,氧(活性氧)與附加陰離子(OH-)位于兩層六面網中心,構成活性結晶水基團,(001)解理徹底,可劈成極薄的絹,因而具有高模量(1.8×105Pa)、徑厚比大等長處,能夠起到二維增強作用,因而廣泛運用于改性研討中[5]。本文以聚乙烯醇、丙烯酸樹脂和磷酸三聚氰胺為首要原料制備了新式超薄型河北鋼結構防火涂料,并選用納米TiO2、ZnO晶須等納米粒子對其進行了改性研討[6-9]。選用偶聯劑對絹云母進行外表改性,再將改性后的絹云母增加到河北鋼結構防火涂猜中以進步防火涂料的耐熱極限、耐水功能、粘結強度,使涂料具有更好的運用功能。

1.試驗  

 1.1首要原材料

河北鋼結構防火涂料:克己,當涂層厚度為2mm時耐火極限為96min,耐水極限28h,粘結強度0.45MPa;絹云母:市售,d=40μm,結構呈二八面體;KH550、KH560(硅烷偶聯劑)、NTC401、CT136、JSC(鈦酸酯偶聯劑):南京曙光化工廠。

1.2樣品制備

絹云母的改性:室溫下用乙醇將偶聯劑稀釋后參加絹云母,超聲波渙散20min,抽濾并枯燥樣品后備用。將改性絹云母按必定配比與防火涂料于高速拌和機內混合后選用超聲波處理2h,在鋼板上涂刷3次,晾干后制得待測樣品。

1.3功能測驗

涂料功能按GB/T14907—2002進行測驗;用JSM—5900LV電子掃描電鏡調查涂層斷面形狀。

2.成果與討論       

2.1不同偶聯劑對絹云母活化指數的影響       

為了挑選對絹云母進行改性的最佳偶聯劑,試驗將NTC401、CT136、JSC、KH550、KH560等5種偶聯劑以5%的用量,別離對絹云母進行外表改性。將改性后的樣品進行活化指數測定,試驗辦法是:別離稱取必定量的改性后的樣品,參加盛有必定量蒸餾水的燒杯中,充沛拌和并靜置1h以上,然后將沉降于燒杯底部的物料別離,枯燥后稱質量(m2)。用原樣質量(m1)減去其沉降部分質量,即可得到樣品中漂浮部分的質量(m1-m2),粉體的活化指數R=(m1-m2)/m1,


 5種偶聯劑對絹云母活化指數的影響

能夠看出,在5種偶聯劑中,鈦酸酯偶聯劑JSC對絹云母的活化指數為0.996,粉體基本上不被水所浸潤,而CT136和KH550的改性作用則較差。因而,本文研討了選用JSC對絹云母進行外表改性。       

2.2JSC偶聯劑用量對絹云母活化指數的影響       

挑選對絹云母改性作用較好的偶聯劑JSC,調查偶聯劑用量對絹云母改性作用的影響,
 JSC用量對絹云母活化指數的影響       

能夠看出,對絹云母而言,跟著偶聯劑用量的增加,絹云母的改性作用越好,當偶聯劑用量超過8%時,活化指數上升趨勢不明顯,闡明偶聯劑對絹云母的改性作用現已趨于徹底,因而,適合的偶聯劑用量為絹云母質量的8%。       

河北鋼結構

2.3絹云母用量對防火涂料功能的影響       

為了調查絹云母用量對防火涂料功能的影響,試驗中別離增加1%、2%、3%、4%、5%和6%的改性絹云母與防火涂料共混后用超聲波處理2h,并與未加絹云母的防火涂料進行比照。別離測定了涂料的耐熱極限、耐水極限、粘結強度等物理指標,測驗成果見表1。
表1 絹云母用量對涂料功能的影響       

從表1中的數據能夠看出,改性絹云母的增加可極大地進步涂料的各項功能。未增加絹云母的防火涂料的耐熱極限僅為96℃,耐水極限只要28h,粘結強度只要0.45MPa。而增加12%的改性絹云母后,其耐熱極限進步了25℃,到達了121℃,耐水極限進步了19h,到達47h以上,粘結強度進步了1倍以上,達1.44MPa。10%的增加量與12%的增加量比較,涂料的改進不明顯,因而能夠挑選改性絹云母的增加量為10%~12%。       

2.4防火涂料斷面形貌及絹云母的作用       

河北鋼結構防火涂料的掃描電鏡相片。(a)為增加8%未改性絹云母的鋼結構防火涂料擴大1000倍的相片,b)為增加8%改性絹云母的鋼結構防火涂料擴大1000倍的掃描電鏡相片,圖中顯示出,防火涂料為連續相,絹云母為渙散相。
 防火涂料斷面的掃描圖片       

眾所周知,影響無機物在涂料基體中的渙散功能的首要因素是無機粒子之間的聚會力,以及無機粒子與樹脂基體之間的浸潤性和顆粒在渙散進程中所受的剪切力。從(a)、(b)中能夠看出,未經偶聯劑改性處理的絹云母在防火涂猜中渙散不均勻,出現嚴峻的聚會現象;經偶聯劑改性處理的絹云母與鋼結構防火涂料的界面粘接嚴密,渙散相粒子尺度減小及散布性進步,使很多細微的粒子粘附并鑲嵌在鋼結構防火涂料基體中,絹云母在鋼結構防火涂猜中的鑲嵌確保了絹云母對鋼結構防火涂料的增強增韌作用。從SEM相片能夠看出,防火涂料外表的云母都基本是形成平行于涂料外表的規整擺放。這種高度取向的成果,不但能夠賦予防火涂料相對均勻的強度和模量,并且約束了涂料的不均勻縮短。所以防火涂料在耐熱極限、粘結強度和耐水極限等方面都有了大幅度的進步。       

3.結語       

為了進步河北鋼結構防火涂料的耐熱極限、耐水極限和黏結強度等功能,選用偶聯劑對絹云母進行了外表改性,并運用改性后的絹云母改進了鋼結構防火涂料的力學功能和熱學功能,得出以下定論。

(1)偶聯劑可極大地改進云母的渙散功能,在NTC401、CT136、JSC、KH550、KH560等5種偶聯劑中,JSC偶聯劑的改性作用最好,其適合用量為云母的8%,相應的活化指數為0.976%。

(2)經絹云母改性后的鋼結構防火涂料的各項功能都有較大幅度的進步,其適合增加量為12%時,相應的耐火極限由96℃進步到121℃,耐水極限由28h進步到47h,粘結強度由0.45MPa進步到1.44MPa。

(3)SEM顯示,改性絹云母在河北鋼結構亚洲第一视频防火涂猜中呈均勻渙散狀態,防火涂料外表的云母基本形成平行于涂料外表的規整擺放。這種高度取向的成果,不但能夠賦予防火涂料相對均勻的強度和模量,并且約束了涂料的不均勻縮短,從而大幅度地進步了防火涂料在耐熱極限、粘結強度和耐水極限。

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