【摘 要】
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防火涂料的阻燃性能在温度、紫外线等气候的影响下会发生改变。向防火涂料中添加纳米材料是常见的防止防火涂料阻燃性能降低的方法之一。纳米氢氧化铝（下文简称为:纳米ATH）作为一种常见的纳米材料在防火涂料领域应用广泛。目前鲜有文献研究纳米ATH对冻融处理下的防火涂料的影响规律。本研究以饰面型防火涂料为研究对象,向饰面型防火涂料中添加不同粒径和不同质量百分比的纳米ATH并在冻融和非冻融两种环境条件下进行处理
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防火涂料的阻燃性能在温度、紫外线等气候的影响下会发生改变。向防火涂料中添加纳米材料是常见的防止防火涂料阻燃性能降低的方法之一。纳米氢氧化铝（下文简称为:纳米ATH）作为一种常见的纳米材料在防火涂料领域应用广泛。目前鲜有文献研究纳米ATH对冻融处理下的防火涂料的影响规律。本研究以饰面型防火涂料为研究对象,向饰面型防火涂料中添加不同粒径和不同质量百分比的纳米ATH并在冻融和非冻融两种环境条件下进行处理,研究纳米ATH对冻融条件下饰面型防火涂料阻燃性能的影响规律。本论文主要开展了如下研究工作:采用正交试验方法,筛选出最优的基础涂料配方;然后向基础涂料中添加不同粒径、不同质量百分比的纳米ATH,并分别在冻融及非冻融环境下处理;使用锥形量热仪测定试件的阻燃性能;对锥形量热仪实验后形成的膨胀炭层进行扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱分析,对防火涂料进行热重分析析,综合分析以上实验结果。实验结论如下:通过对各个试件进行附着力等级检测,发现冻融条件提高了防火涂料与基材之间的粘结强度;20nm、50nm和100nm三种粒径下,随添加纳米ATH的质量百分比增加,防火涂料与基材的粘结强度降低。防火涂料阻燃性能实验结果表明在两种环境条件下,纳米ATH均可以改善饰面型防火涂料的阻燃性能,并且与对照组相比,各粒径的纳米ATH对阻燃性能的提升幅度不同,冻融条件下各试件的阻燃性能均有提高。其中,冻融条件下且添加粒径为100nm、质量百分比为8.3%的纳米ATH的试件的阻燃性能提升幅度最大,点燃时间从16s提高至93s。防火涂料热辐射后的膨胀炭层照片显示添加纳米ATH后的试件的炭层外观表现出更高的完整性,冻融循环后试件的炭层更为致密,随着纳米ATH添加量的增加,试件的炭层外观的完整性呈下降的趋势;扫描电镜照片显示,冻融循环下试件的膨胀炭层大多呈蜂窝状结构,这种结构更有利于使基材免受火焰的破坏;热重分析的实验结果表明添加纳米ATH提升了试件的热分解温度且在冻融条件下的试件的热分解温度明显滞后。傅里叶红外光谱分析结果表明,在两种条件下各个试件的光谱分析图的特征峰的位置相似,表明冻融条件下防火涂料的化学反应过程无明显差异。
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