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河北鋼結構防火塗料功能與絹雲母

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河北鋼結構防火塗料功能與絹雲母

發布日期:2018-07-25 16:47 来源:http://www.xzlycd.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,河北鋼結構現已成为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。一般說来,鋼材的機械強度是溫度的函數,能夠以为鋼材的機械強度随溫度的升高而下降。當溫度到达某一值時,鋼材便失去承載才能,这一溫度被界說为鋼材的臨界溫度,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内,火場的溫度即可到达700℃以上。關于暴露的鋼材,在这樣的火災溫場下,隻要幾分鐘就可上升到500℃而到达臨界值,使得承載才能失效并導致修建物垮塌[1-2]。为解決河北鋼結構修建的耐火問題,常用的辦法是選用防火塗料塗覆[3]。可是國产河北鋼結構防火塗料普遍存在价位高、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]。为了克服河北鋼結構防火塗料的上述缺陷,一般選用制備新式河北鋼結構防火塗料和對傳統防火塗料進行改性等辦法加以解決。絹雲母屬雲母類礦藏,結構呈二八面體,即由兩層矽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-)位于兩層六面网中心,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讨中[5]。本文以聚乙烯醇、丙烯酸樹脂和磷酸三聚氰胺为首要原料制備了新式超薄型河北鋼結構防火塗料,并選用納米TiO2、ZnO晶須等納米粒子對其進行了改性研讨[6-9]。選用偶聯劑對絹雲母進行外表改性,再将改性後的絹雲母增加到河北鋼結構防火塗猜中以進步防火塗料的耐熱極限、耐水功能、粘結強度,使塗料具有更好的運用功能。

1.試验  

 1.1首要原材料

河北鋼結構防火塗料:克己,當塗層厚度为2mm時耐火極限为96min,耐水極限28h,粘結強度0.45MPa;絹雲母:市售,d=40μm,結構呈二八面體;KH550、KH560(矽烷偶聯劑)、NTC401、CT136、JSC(钛酸酯偶聯劑):南京曙光化工廠。

1.2樣品制備

絹雲母的改性:室溫下用乙醇将偶聯劑稀釋後參加絹雲母,超聲波渙散20min,抽濾并枯燥樣品後備用。将改性絹雲母按必定配比與防火塗料于高速拌和機内混合後選用超聲波處理2h,在鋼闆上塗刷3次,晾幹後制得待測樣品。

1.3功能測验

塗料功能按GB/T14907—2002進行測验;用JSM—5900LV電子掃描電鏡調查塗層斷面形狀。

2.成果與讨論       

2.1不同偶聯劑對絹雲母活化指數的影響       

为了挑選對絹雲母進行改性的最佳偶聯劑,試验将NTC401、CT136、JSC、KH550、KH560等5種偶聯劑以5%的用量,别離對絹雲母進行外表改性。将改性後的樣品進行活化指數測定,試验辦法是:别離稱取必定量的改性後的樣品,參加盛有必定量蒸餾水的燒杯中,充沛拌和并靜置1h以上,然後将沉降于燒杯底部的物料别離,枯燥後稱質量(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種偶聯劑對絹雲母活化指數的影響

能夠看出,在5種偶聯劑中,钛酸酯偶聯劑JSC對絹雲母的活化指數为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,本文研讨了選用JSC對絹雲母進行外表改性。       

2.2JSC偶聯劑用量對絹雲母活化指數的影響       

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

能夠看出,對絹雲母而言,跟着偶聯劑用量的增加,絹雲母的改性作用越好,當偶聯劑用量超過8%時,活化指數上升趨勢不明顯,闡明偶聯劑對絹雲母的改性作用現已趨于徹底,因而,适合的偶聯劑用量为絹雲母質量的8%。       

河北鋼結構

2.3絹雲母用量對防火塗料功能的影響       

为了調查絹雲母用量對防火塗料功能的影響,試验中别離增加1%、2%、3%、4%、5%和6%的改性絹雲母與防火塗料共混後用超聲波處理2h,并與未加絹雲母的防火塗料進行比照。别離測定了塗料的耐熱極限、耐水極限、粘結強度等物理指标,測验成果見表1。
表1 絹雲母用量對塗料功能的影響       

從表1中的數據能夠看出,改性絹雲母的增加可極大地進步塗料的各項功能。未增加絹雲母的防火塗料的耐熱極限僅为96℃,耐水極限隻要28h,粘結強度隻要0.45MPa。而增加12%的改性絹雲母後,其耐熱極限進步了25℃,到达了121℃,耐水極限進步了19h,到达47h以上,粘結強度進步了1倍以上,达1.44MPa。10%的增加量與12%的增加量比較,塗料的改進不明顯,因而能夠挑選改性絹雲母的增加量为10%~12%。       

2.4防火塗料斷面形貌及絹雲母的作用       

河北鋼結構防火塗料的掃描電鏡相片。(a)为增加8%未改性絹雲母的鋼結構防火塗料擴大1000倍的相片,b)为增加8%改性絹雲母的鋼結構防火塗料擴大1000倍的掃描電鏡相片,圖中顯示出,防火塗料为連續相,絹雲母为渙散相。
 防火塗料斷面的掃描圖片       

衆所周知,影響無機物在塗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,未经偶聯劑改性處理的絹雲母在防火塗猜中渙散不均勻,出現嚴峻的聚會現象;经偶聯劑改性處理的絹雲母與鋼結構防火塗料的界面粘接嚴密,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塗料基體中,絹雲母在鋼結構防火塗猜中的鑲嵌确保了絹雲母對鋼結構防火塗料的增強增韌作用。從SEM相片能夠看出,防火塗料外表的雲母都基本是形成平行于塗料外表的規整擺放。这種高度取向的成果,不但能夠賦予防火塗料相對均勻的強度和模量,并且約束了塗料的不均勻縮短。所以防火塗料在耐熱極限、粘結強度和耐水極限等方面都有了大幅度的進步。       

3.結語       

为了進步河北鋼結構防火塗料的耐熱極限、耐水極限和黏結強度等功能,選用偶聯劑對絹雲母進行了外表改性,并運用改性後的絹雲母改進了鋼結構防火塗料的力学功能和熱学功能,得出以下定論。

(1)偶聯劑可極大地改進雲母的渙散功能,在NTC401、CT136、JSC、KH550、KH560等5種偶聯劑中,JSC偶聯劑的改性作用最好,其适合用量为雲母的8%,相應的活化指數为0.976%。

(2)经絹雲母改性後的鋼結構防火塗料的各項功能都有較大幅度的進步,其适合增加量为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,改性絹雲母在河北鋼結構防火塗猜中呈均勻渙散狀态,防火塗料外表的雲母基本形成平行于塗料外表的規整擺放。这種高度取向的成果,不但能夠賦予防火塗料相對均勻的強度和模量,并且約束了塗料的不均勻縮短,從而大幅度地進步了防火塗料在耐熱極限、粘結強度和耐水極限。

相關标簽:河北鋼結構

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