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纳米材料在钢结构防火涂料中的应用

2013-06-13 09:34:58

 

纳米材料在钢结构防火涂料中的应用

     纳米材料因粒径小、比表面积大、与高分子基料相容性好等优点而被用在钢结构防火涂料中,成为防火涂料领域研究的一热点。   自从德国人Gleiter首次制得纳米块体材料并对其结构和性能进行系统研究以来,纳米材料已引起世界各国科技界及产业界的广泛关注。

     北京中国科学院研究生院开发出了一种纳米复合耐高温防火涂料,这种涂料由纳米碳化硅、纳米硅酸盐粘土等以及磷酸盐、氧化物及纳米硅酸铝等纳米粒子中添加纳米的有机高分子材料(包括粘合剂)的插层复合法制备而成,提供了一种设备简单、工艺流程短、投资少、成本低的纳米复合耐高温防火涂料的制备新工艺。2%纳米ZnO改性的APP—MEL—PER水性超薄型钢结构防火涂料的耐火极限达到103min,纳米CaC0、纳米AI(OH)不利于钢结构的防火保护。对纳米Mg(OH)表面进行包覆改性制备的纳米阻燃母液应用于钢结构防火涂料能有效改善燃烧过程中碳层结构。付若愚等采用纳米Si02改性水性超薄型钢结构防火涂料,适量的添加可以明显提高涂料燃烧后炭质层的强度,并能有效延缓涂料的老化进程,保持防火性能的稳定性。经硅烷偶联剂改性的纳米TiO2可以使钢结构防火涂料的耐火极限提高6min,防水性提高17.9%。

    纳米Mg(OH)作为纳米材料的一种,因具有很多优点而成为一种最有发展前途、环境友好的阻燃剂,成为近几年各国研究的热点。也可以考虑纳米Mg(OH)应用到钢结构防火涂料的研制中。1)生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放,而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体,抑烟能力强,是一种环保绿色阻燃剂;2)氢氧化镁在原料来源、制备过程、废弃处理等方面都是绿色阻燃剂,尤其是其主要原料可以带动海洋资源和盐湖资源的综合利用,故原料易得,成本低;3)氢氧化镁的热分解温度340,比氢氧化铝高出100,可用于较高温度下的加工,故比氢氧化铝有更广阔的应用范围,对于加工温度较高的高聚物,采用氢氧化镁更为相宜。同时氢氧化镁的分解能(1.37kJ/g)比氢氧化铝的分解能(1.17kJ/g)高,且热容也高7%,这有助于提高阻燃效率;4)氢氧化镁与其他阻燃剂有良好的复合能力;5)纳米Mg(OH)2由于粒径小、比表面积大、增强了与基体材料的相互作用,可以更均匀地分散在基体材料中,发挥阻燃效果的同时能有效地改善基体材料的机械力学性能。

本篇:纳米材料在钢结构防火涂料中的应用

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