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用血小板型纳米填料改性的乙烯基膨胀型涂料

2021-08-18 来源:辽宁农业机械网

用血小板型纳米填料改性的乙烯基膨胀型涂料

溶剂型聚(乙酸乙烯酯)基膨胀型涂料用两种类型的片状纳米填料改性,即天然钠蒙脱石(MMT)和3层石墨烯(Gn)。

将MMT在环己醇中预溶胀后加入到涂料配方中,同时将Gn以粉末形式施用。通过气体火焰加热可编程炉(根据纤维素火焰曲线)研究干涂层的隔热特征中国涂料在线coatingol.com。此外,分析了涂层的热重分析,结构(FTIR,XRD)和机械性能以及获得的焦炭。

对隔热,膨胀和抗压强度有积极影响据透露,Gn对烧结涂层的隔热和膨胀效果以及抗压强度产生了积极影响。对于含有最低剂量Gn(1重量份/ 100重量份涂料固体)的样品,注意到该参数的最高值(分别为+ 13%,+ 74%和+ 9 2%)。基于MMT的系统表现出更高的机械阻力,然而,其热保护相对于其他样品是有限的。此外,添加MMT(或Gn)影响化学组成以及泡沫炭中细胞的大小和分布。

1 。介绍

膨胀型涂料(IC)已被用于钢基材的热保护近50年。尽管如此,仍然实现了许多改进其防火特性,优化化学成分和发现IC主要成分之间协同效应的研究项目。在由IC产生的多孔绝缘层的物理性质的情况下,已经研究了涂层材料粘度对溶胀过程以及所产生的木炭的孔径/分布和刚度的影响[ 1 ]。IC由基于各种热塑性或热反应性粘合剂(如聚丙烯酸酯)的溶剂型,水性,无溶剂或粉末涂料形成,聚(乙酸乙烯酯),酚醛塑料,聚氨酯,环氧树脂),脱水剂(主要是多磷酸铵APP或其衍生物),碳源(单 - 或二季戊四醇)和发泡剂(三聚氰胺MEL,双氰胺)。在火灾期间,IC通过粘合剂,碳源和由热分解的APP产生的磷酸之间的反应产生碳质层。这些层的发泡过程是由MEL降解的气态产物[ [1],[2],[3],[4],[5]]引起的。为了改性阻燃剂IC的特性需要添加少量颜料和填料。这些辅助元件通常会增加IC 的热容量 [ 6 ]。最常用的颜料是二氧化钛(TiO 2 ),更确切地说是金红石型。此外,氧化铝和氢氧化物,胶体二氧化硅[ 7 ],钼和铁氧化物 [ 8 ],蛭石[ 9 ]和硅灰石[ 10 ]的积极影响]在文献中被注意到。最近,纳米尺寸颜料/填料在其应用于各种涂料中是常见的研究课题。低浓度的这些添加剂不可预测地升级了改性体系的许多参数。纳米填料如氧化铝,二氧化钛,氧化锌,磷酸盐,尤其是层状硅酸盐/粘土(如蒙脱土 ; MMT),碳纳米管(CNT)和石墨烯(Gn)可提高耐化学性,耐冲击性,耐磨性和耐刮擦性,防腐蚀性木材,钢材,聚合物和玻璃基材上典型的装饰和保护涂料的性能和硬度 [[11],[12],[13],[14],[15] ]。然而,血小板型硅铝酸盐或碳纳米填料的加入增加了固体涂层的耐热性[ [11],[12],[13] ],只有少数关于这些添加剂在IC中应用的报道[ [16]] [16],[17],[18],[19],[20],[21] ]。值得注意的是,蒙脱石在用季铵盐进行有机亲和后应用于IC中,但MMT的阳离子改性剂表现出有限的热稳定性(它们通常在200-250°C时分解[ 22]])。不幸的是,没有论文描述天然(即未改性的)蒙脱土对钢基材上IC特征的影响。已知原始MMT与疏水性粘合剂不相容,然而,在选定的半亲水性溶剂中的硅铝酸盐的预溶胀过程允许纳米填料容易地结合到溶剂型涂料体系中。它似乎是一种有趣且廉价的MMT改性膨胀系统的制备方法。

在这项工作中,研究和描述了添加钠蒙脱石对基于聚(乙酸乙烯酯)的膨胀型涂料的特征的影响。天然粘土在环己醇中预溶胀后施用。为了比较,制备并测试用市售的3层石墨烯纳米颗粒粉末(通过石墨的机械剥离产生)改性的涂层。使用气体火焰加热可编程炉在准实际条件下评估这些纳米填料掺入对施加到钢基材上的涂层的隔热效果的影响。还确定了初始和烧焦涂层的机械和其他特征。

该研究发表于:Progress in Organic Coatings Volume 126, January 2019, Pages 97-105.