李延安.ppt

1、一种用于水性超薄钢结构防火涂料核壳结一种用于水性超薄钢结构防火涂料核壳结构乳液的合成与性能研究构乳液的合成与性能研究 学生姓名：李延安 徐丽娜等指导教师：李 蛟材料科学与工程学院汇汇 报报 提提 纲纲一、研究背景及意义一、研究背景及意义二、实验方案二、实验方案三、结果与讨论三、结果与讨论四、研究工作创新点四、研究工作创新点五、主要成果五、主要成果一、研究背景及意义一、研究背景及意义 水性防火涂料用于建筑物及构筑物内的钢构件表面，水性防火涂料用于建筑物及构筑物内的钢构件表面，水性防火涂料用于建筑物及构筑物内的钢构件表面，水性防火涂料用于建筑物及构筑物内的钢构件表面，遇遇遇遇火时迅速膨胀形成炭化耐

2、火隔热保护层火时迅速膨胀形成炭化耐火隔热保护层火时迅速膨胀形成炭化耐火隔热保护层火时迅速膨胀形成炭化耐火隔热保护层，从而提高钢结构，从而提高钢结构，从而提高钢结构，从而提高钢结构的耐火极限，达到防火效果。的耐火极限，达到防火效果。的耐火极限，达到防火效果。的耐火极限，达到防火效果。l l 现有水性防火涂料存在现有水性防火涂料存在现有水性防火涂料存在现有水性防火涂料存在膨胀层发泡不均匀、泡层不致密、膨胀层发泡不均匀、泡层不致密、膨胀层发泡不均匀、泡层不致密、膨胀层发泡不均匀、泡层不致密、碳化不彻底碳化不彻底碳化不彻底碳化不彻底等缺点。等缺点。等缺点。等缺点。一、研究背景及意义一、研究背景及意义

3、工业级氢氧化镁（工业级氢氧化镁（工业级氢氧化镁（工业级氢氧化镁（Mg(OH)Mg(OH)2 2）常用阻燃剂，常用阻燃剂，常用阻燃剂，常用阻燃剂，粒径大，达不到粒径大，达不到粒径大，达不到粒径大，达不到预期预期预期预期阻燃阻燃阻燃阻燃效果；效果；效果；效果；纳米纳米纳米纳米Mg(OH)Mg(OH)2 2粒径粒径粒径粒径 1 100nm00nm，纳米片层状结构，显著提高纳米片层状结构，显著提高纳米片层状结构，显著提高纳米片层状结构，显著提高各种各种各种各种材料的材料的材料的材料的阻燃、抑烟等性能；阻燃、抑烟等性能；阻燃、抑烟等性能；阻燃、抑烟等性能；易团聚易团聚易团聚易团聚，纳米，纳米，纳米，纳米

4、Mg(OH)Mg(OH)2 2表面修饰至关重要。表面修饰至关重要。表面修饰至关重要。表面修饰至关重要。二、研究方案二、研究方案拟实验选择合适化合物为表面改性剂，在对纳米氢氧化镁拟实验选择合适化合物为表面改性剂，在对纳米氢氧化镁拟实验选择合适化合物为表面改性剂，在对纳米氢氧化镁拟实验选择合适化合物为表面改性剂，在对纳米氢氧化镁粉体表面修饰的基础上，以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、粉体表面修饰的基础上，以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、粉体表面修饰的基础上，以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、粉体表面修饰的基础上，以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、丙烯酸为混合壳层单体，制备硅丙乳液包覆丙烯酰胺、丙烯酸为

5、混合壳层单体，制备硅丙乳液包覆丙烯酰胺、丙烯酸为混合壳层单体，制备硅丙乳液包覆丙烯酰胺、丙烯酸为混合壳层单体，制备硅丙乳液包覆Mg(OH)Mg(OH)2 2的壳的壳的壳的壳-核粒子，进一步利用涂料燃烧实验，将所得产核粒子，进一步利用涂料燃烧实验，将所得产核粒子，进一步利用涂料燃烧实验，将所得产核粒子，进一步利用涂料燃烧实验，将所得产物用于水性超薄钢结构防火涂料阻燃性能优化研究。物用于水性超薄钢结构防火涂料阻燃性能优化研究。物用于水性超薄钢结构防火涂料阻燃性能优化研究。物用于水性超薄钢结构防火涂料阻燃性能优化研究。结构与成分表征结构与成分表征结构与成分表征结构与成分表征第一阶段第一阶段第一阶段第

6、一阶段纳米氢氧化镁纳米氢氧化镁纳米氢氧化镁纳米氢氧化镁的改性与表征的改性与表征的改性与表征的改性与表征第二阶段第二阶段第二阶段第二阶段含复合粒子含复合粒子含复合粒子含复合粒子乳液的制备乳液的制备乳液的制备乳液的制备第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段水性防火涂料水性防火涂料水性防火涂料水性防火涂料的制备与燃烧的制备与燃烧的制备与燃烧的制备与燃烧实验实验实验实验三、结果与讨论三、结果与讨论 图图图图1 1 改性前后纳米氢氧化镁在液体石蜡溶液中的透光曲线图改性前后纳米氢氧化镁在液体石蜡溶液中的透光曲线图改性前后纳米氢氧化镁在液体石蜡溶液中的透光曲线图改性前后纳米氢氧化镁在液体石蜡溶液中的透光曲线图A

7、A，改性前，改性前，改性前，改性前 B B，硬酯酸，硬酯酸，硬酯酸，硬酯酸 C C，KH570 DKH570 D，油酸，油酸，油酸，油酸3.1 分散稳定性分散稳定性改性效果越好，在改性效果越好，在石蜡中的分散性越石蜡中的分散性越好，溶液越浑浊，好，溶液越浑浊，透光曲线平均数值透光曲线平均数值越小。越小。三、结果与讨论三、结果与讨论3.2 微观形貌与元素分析微观形貌与元素分析图图图图2 2 油酸改性前后纳米氢氧化镁油酸改性前后纳米氢氧化镁油酸改性前后纳米氢氧化镁油酸改性前后纳米氢氧化镁EDSEDS对比图对比图对比图对比图A A，改性前，改性前，改性前，改性前 B B，改性后，改性后，改性后，改性

8、后AB三、结果与讨论三、结果与讨论改性前纳米氢氧化镁改性后纳米氢氧化镁元素重量/百分比原子/百分比元素重量/百分比原子/百分比O 54.9264.93C C 2.472.473.963.96Mg 45.0835.07O 45.6054.90Mg 51.9341.14总量100.00总量100.00表表表表1 1 油酸改性前后氢氧化镁元素比例汇总表油酸改性前后氢氧化镁元素比例汇总表油酸改性前后氢氧化镁元素比例汇总表油酸改性前后氢氧化镁元素比例汇总表 三、结果与讨论三、结果与讨论3.3 化学结构化学结构 图图图图3 3 油酸改性前后钠米氢氧化镁油酸改性前后钠米氢氧化镁油酸改性前后钠米氢氧化镁油酸改

9、性前后钠米氢氧化镁 红外光谱图红外光谱图红外光谱图红外光谱图 A A，改性前，改性前，改性前，改性前 B B，改性后，改性后，改性后，改性后三、结果与讨论三、结果与讨论3.4 显微结构显微结构图4 核壳结构粒子的TEM图三、结果与讨论三、结果与讨论3.5 X射线衍射曲线图射线衍射曲线图 乳液包覆前后纳米氢氧化镁X射线衍射曲线图 A，前 B，后三、结果与讨论三、结果与讨论3.6 热稳定性能热稳定性能图图图图5 PMMA5 PMMA包覆前后纳米氢氧化镁的热重曲线图包覆前后纳米氢氧化镁的热重曲线图包覆前后纳米氢氧化镁的热重曲线图包覆前后纳米氢氧化镁的热重曲线图1313a a，前，前，前，前 b b，

10、后，后，后，后图图图图4 4 乳液包覆前后纳米氢氧化镁的热重曲线图乳液包覆前后纳米氢氧化镁的热重曲线图乳液包覆前后纳米氢氧化镁的热重曲线图乳液包覆前后纳米氢氧化镁的热重曲线图A A，前，前，前，前 B B，后，后，后，后三、结果与讨论三、结果与讨论3.7 水性超薄钢结构防火涂料宏观形貌图水性超薄钢结构防火涂料宏观形貌图图图图图6 6 水性超薄钢结构防火涂料宏观形貌图水性超薄钢结构防火涂料宏观形貌图水性超薄钢结构防火涂料宏观形貌图水性超薄钢结构防火涂料宏观形貌图A A 未加入未加入未加入未加入复合粒子复合粒子复合粒子复合粒子涂料正面图涂料正面图涂料正面图涂料正面图 B B 加入加入加入加入0.1

11、0.1复合粒子复合粒子复合粒子复合粒子涂料正面图涂料正面图涂料正面图涂料正面图 C C 未加入未加入未加入未加入复合粒子复合粒子复合粒子复合粒子涂料侧面图涂料侧面图涂料侧面图涂料侧面图 D D 加入加入加入加入0.10.1复合粒子复合粒子复合粒子复合粒子涂料侧面图涂料侧面图涂料侧面图涂料侧面图ABCD三、结果与讨论三、结果与讨论3.8 水性超薄钢结构防火涂料燃烧后形貌图水性超薄钢结构防火涂料燃烧后形貌图图图图图7 7 水性超薄钢结构防火涂料燃烧后形貌图水性超薄钢结构防火涂料燃烧后形貌图水性超薄钢结构防火涂料燃烧后形貌图水性超薄钢结构防火涂料燃烧后形貌图A A 未加复合粒子涂料侧面图未加复合粒子

12、涂料侧面图未加复合粒子涂料侧面图未加复合粒子涂料侧面图 B B 加加加加0.10.1复合粒子涂料侧面图复合粒子涂料侧面图复合粒子涂料侧面图复合粒子涂料侧面图 C C 未加复合粒子涂料正面图未加复合粒子涂料正面图未加复合粒子涂料正面图未加复合粒子涂料正面图 D D 加加加加0.10.1复合粒子涂料正面图复合粒子涂料正面图复合粒子涂料正面图复合粒子涂料正面图自制燃烧室BCDBA三、结果与讨论三、结果与讨论3.9 水性超薄钢结构防火涂料阻燃时间水性超薄钢结构防火涂料阻燃时间图图图图8 8 不同水性防火涂料阻燃时间温度图不同水性防火涂料阻燃时间温度图不同水性防火涂料阻燃时间温度图不同水性防火涂料阻燃时

13、间温度图A A 未加入未加入未加入未加入复合粒子复合粒子复合粒子复合粒子涂料涂料涂料涂料 B B 加入加入加入加入0.10.1复合粒子复合粒子复合粒子复合粒子涂料涂料涂料涂料AB四、研究工作创新点四、研究工作创新点 设计并制备出一种具有核壳结构的硅丙乳液-Mg(OH)2复合粒子。自行设计并制作了防火涂料燃烧性能检测用的燃烧室。复合粒子0.1wt%掺杂量情况下，可有效提高水性防火涂料的阻燃时间与燃烧致密性。五、主要成果五、主要成果1.1.第十四届第十四届第十四届第十四届“挑战杯挑战杯挑战杯挑战杯”山东理工大学课外学术科技作品竞赛山东理工大学课外学术科技作品竞赛山东理工大学课外学术科技作品竞赛山东

14、理工大学课外学术科技作品竞赛二等奖二等奖二等奖二等奖（李延安等，指导教师李蛟），山东理工大学，（李延安等，指导教师李蛟），山东理工大学，（李延安等，指导教师李蛟），山东理工大学，（李延安等，指导教师李蛟），山东理工大学，20142014；2.2.山东理工大学大学生材料创新设计大赛山东理工大学大学生材料创新设计大赛山东理工大学大学生材料创新设计大赛山东理工大学大学生材料创新设计大赛一等奖一等奖一等奖一等奖（李延安等，（李延安等，（李延安等，（李延安等，指导教师李蛟），山东理工大学，指导教师李蛟），山东理工大学，指导教师李蛟），山东理工大学，指导教师李蛟），山东理工大学，20142014；3.3.纳米纳米纳米纳米Mg(OH)2Mg(OH)2表面改性及其在水性防火涂料的应用研究表面改性及其在水性防火涂料的应用研究表面改性及其在水性防火涂料的应用研究表面改性及其在水性防火涂料的应用研究，中国涂料中国涂料中国涂料中国涂料，在投，在投，在投，在投 Thank You！