隨著我國城市規(guī)模的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑業(yè)的應(yīng)用具有非常廣闊的前景。根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)資料報(bào)道及有關(guān)機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火性能較磚石結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)差。鋼材的機(jī)械強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,在500℃[1]左右,其強(qiáng)度下降到40—50%,鋼材的力學(xué)性能,如屈服點(diǎn)、抗壓強(qiáng)度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降,很快失去支撐能力,導(dǎo)致建筑物垮塌。因此,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)勢(shì)在必行。

    在鋼結(jié)構(gòu)表面刷涂或噴涂防火涂料[2],起防火隔熱作用,防止鋼材在火災(zāi)中迅速升溫而降低強(qiáng)度,避免鋼結(jié)構(gòu)失去支撐能力而導(dǎo)致建筑物垮塌。防火涂料按其涂膜厚度分為厚涂型、薄涂型和超薄型三種,其中超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料用量,約占防火涂料的90%,但一般為溶劑型[3],雖然耐火性能優(yōu)越,但在生產(chǎn)、施工中污染環(huán)境,有害人體健康。所以安全無毒、無空氣污染、施工工具易于清洗的水性環(huán)保超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),越來越受到人們的重視,成為各國研究的發(fā)展方向之一。

    本文以水為分散劑,采用乳液聚合的方法,合成乳液型丙烯酸酯樹脂,考慮對(duì)涂料性能的影響,用硅溶膠[4]對(duì)其加以改性,調(diào)整乳液與阻燃劑[5~9]的不同配比,制得較為理想的防火涂料。

    1·實(shí)驗(yàn)部分

    1.1試劑與儀器

    甲基丙烯酸甲酯(AP)、丙烯酸丁酯(AP)、乳化劑(OP-10,AP)、聚乙烯醇(CP)、過硫酸銨(AP);季戊四醇(CP)、磷酸(AP)、五氧化二磷(AP)、三聚氰胺(CP);硅溶膠(固含量30%,平均粒徑10-20nm)。其中,甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯在反應(yīng)前均進(jìn)行蒸餾提純處理。

    紅外光譜儀(Nicolet560,NicoletCo.),熱重分析儀(Q600,TA儀器公司)。微型球磨機(jī)(QMJ,吉林市計(jì)達(dá)粉體工程設(shè)備有限公司),鋼質(zhì)涂膜樣板,煤油噴燈,自制;粉碎機(jī)(上海廣沙工貿(mào)有限公司),數(shù)字顯示式熱電偶配套組件(奧特溫度儀表廠)。

    1.2丙烯酸樹脂乳液的制備

    原料名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)

    甲基丙烯酸甲酯30~40

    丙烯酸丁酯50~60

    乳化劑3~5

    聚乙烯醇1.0~1.5

    去離子水120~200

    在三口燒瓶中加入定量的去離子水,加入去離子水的量為單體總量的1.5~2倍。加入適量的聚乙烯醇,加熱攪拌至90℃,回流15min,待聚乙烯醇完全溶解,加入乳化劑,回流15min;加入單體總量的1/4~1/3,乳化30min,滴加引發(fā)劑(過硫酸銨),充分反應(yīng)至少30min,然后緩慢滴加單體,滴加單體完畢后,繼續(xù)反應(yīng)1h。在滴加單體的過程中,定時(shí)定量的加入適量引發(fā)劑。反應(yīng)結(jié)束,在80℃抽真空30min,脫除殘余單體,降至常溫,得到丙烯酸樹脂乳液,固含量為20~30%。共聚物中軟硬單體的比例根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。