本文關(guān)鍵詞：聚苯乙烯泡沫保溫板包覆阻燃和浸漬阻燃性能及阻燃機(jī)理研究

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【摘要】：目前,應(yīng)用外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料已成為實現(xiàn)建筑節(jié)能的主要方式,聚苯乙烯泡沫保溫板(EPS)以其質(zhì)輕、保溫性能好、力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點在外墻保溫領(lǐng)域占據(jù)非常重要的地位。然而,近年來以EPS為代表的有機(jī)外墻保溫材料卻屢屢引發(fā)建筑火災(zāi)事故,嚴(yán)重威脅人民的生命及財產(chǎn)安全。因此研究聚苯乙烯材料的燃燒性能并進(jìn)行阻燃改性具有重要意義。本文采用包覆阻燃和浸漬阻燃兩種阻燃方式對EPS進(jìn)行阻燃改性,通過兩種不同的阻燃方式對EPS珠粒形成阻燃劑包覆結(jié)構(gòu);實驗以考慮形成穩(wěn)定的炭層為前提進(jìn)行阻燃劑的選擇。包覆阻燃以A樹脂作為包覆樹脂,可膨脹石墨(EG)形成的膨脹炭層為主體,與APP、IFR所形成的發(fā)泡炭層形成協(xié)同阻燃體系,在預(yù)發(fā)后的聚苯乙烯珠粒表面均勻包覆阻燃劑,并模壓制備阻燃EPS;浸漬阻燃則以成炭性好的酚醛樹脂作為浸漬基液,再加入IFR、菱鎂水泥等阻燃劑配制成阻燃浸漬液,通過酚醛樹脂的高成炭性與其它阻燃劑協(xié)同形成穩(wěn)定炭層,并通過真空浸漬方式直接對成型后的EPS板進(jìn)行阻燃劑的添加,制備阻燃EPS。通過氧指數(shù)、殘?zhí)柯�、垂直燃燒測試,研究了阻燃劑的種類和添加量對EPS阻燃性能的影響;通過抗拉強(qiáng)度測試、導(dǎo)熱系數(shù)測試研究了阻燃劑種類和添加量對EPS力學(xué)性能和保溫性能的影響;用掃描電子顯微鏡(SEM)對試樣的殘?zhí)啃蚊策M(jìn)行分析;用熱重分析法(TG)和差熱掃描量熱法(DSC)研究了阻燃EPS的熱解過程。得到結(jié)論如下:(1)包覆阻燃以EG為主阻燃劑,其中以硫酸加磷酸復(fù)合插層EG的阻燃性能最為優(yōu)異。針對EG炭層致密性差的問題,引入了APP、IFR等化學(xué)膨脹阻燃劑,并與EG形成協(xié)效阻燃體系。通過對比發(fā)現(xiàn):單一阻燃體系的阻燃性能以EG最優(yōu),IFR其次,APP最差;協(xié)效阻燃體系中以EG/IFR阻燃性能最為優(yōu)異,當(dāng)EG與IFR比例為5:3,添加量為8g時:阻燃EPS的導(dǎo)熱系數(shù)為0.03646 W/(m·K),抗拉強(qiáng)度為0.2951 MPa,氧指數(shù)達(dá)到32.1%,燃燒殘?zhí)柯蕿?0.85%,垂直燃燒等級為FV-0,阻燃炭層致密、穩(wěn)定,延緩了EPS的熱解。(2)浸漬阻燃以酚醛樹脂作為浸漬基液及成炭主體,并添加IFR、菱鎂水泥作為協(xié)同阻燃劑。發(fā)現(xiàn)阻燃效率最高的是菱鎂水泥浸漬阻燃:當(dāng)菱鎂水泥濃度為15%時,阻燃EPS的導(dǎo)熱系數(shù)為0.03686 W/(m·K),抗拉強(qiáng)度為0.1891 MPa,氧指數(shù)達(dá)到33.1%,燃燒殘?zhí)柯蕿?7.08%,垂直燃燒等級為FV-0。酚醛樹脂和菱鎂水泥協(xié)同形成穩(wěn)定炭層,共同發(fā)揮阻燃作用。
【關(guān)鍵詞】：包覆阻燃 浸漬阻燃 IFR 酚醛樹脂 菱鎂水泥
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU551
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 論文提出的背景11-12
• 1.2 聚苯乙烯的燃燒機(jī)理與火災(zāi)危險性12-15
• 1.2.1 聚苯乙烯概述12
• 1.2.2 聚苯乙烯的燃燒機(jī)理12-13
• 1.2.3 聚苯乙烯的熱解過程13
• 1.2.4 聚苯乙烯的火災(zāi)危險性13-15
• 1.3 聚苯乙烯的阻燃15-19
• 1.3.1 聚苯乙烯的阻燃機(jī)理15-16
• 1.3.2 阻燃劑概述16-18
• 1.3.3 主要阻燃劑18-19
• 1.4 聚苯乙烯泡沫保溫板阻燃方式及研究進(jìn)展19-23
• 1.4.1 聚苯乙烯泡沫保溫板的阻燃方式19-20
• 1.4.2 聚苯乙烯泡沫保溫板的包覆阻燃及研究進(jìn)展20-22
• 1.4.3 聚苯乙烯泡沫保溫板的浸漬阻燃及研究進(jìn)展22-23
• 1.5 本課題研究的意義和主要內(nèi)容23-25
• 1.5.1 本課題研究的意義23
• 1.5.2 本課題研究的主要內(nèi)容23-25
• 第二章 實驗部分25-31
• 2.1 試驗材料與儀器設(shè)備25-26
• 2.2 試驗方法26-27
• 2.2.1 可發(fā)性聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā)工藝26
• 2.2.2 包覆阻燃聚苯乙烯泡沫保溫板制備工藝流程26-27
• 2.2.3 浸漬阻燃聚苯乙烯泡沫保溫板制備工藝流程27
• 2.3 測試方法27-31
• 2.3.1 表觀密度測定27-28
• 2.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)測定28
• 2.3.3 抗拉強(qiáng)度測定28
• 2.3.4 氧指數(shù)測定28-29
• 2.3.5 垂直燃燒29
• 2.3.6 殘?zhí)柯蕼y定29
• 2.3.7 掃描電鏡29-30
• 2.3.8 XRD分析30
• 2.3.9 TG-DSC分析30-31
• 第三章 包覆阻燃聚苯乙烯泡沫保溫板的阻燃性能研究31-59
• 3.1 EPS珠粒預(yù)發(fā)泡工藝的確定31-34
• 3.1.1 EPS珠粒預(yù)發(fā)蒸汽壓力的確定31-33
• 3.1.2 EPS珠粒預(yù)發(fā)時間的確定33-34
• 3.2 A樹脂添加量實驗34-36
• 3.3 不同插層EG對聚苯乙烯泡沫保溫板阻燃性能的影響36-44
• 3.3.1 不同插層EG阻燃添加量實驗36-41
• 3.3.2 不同插層EG阻燃性能對比41-43
• 3.3.3 硫酸和磷酸插層EG阻燃聚苯乙烯殘?zhí)縎EM分析43-44
• 3.4 APP阻燃實驗44-46
• 3.4.1 APP阻燃添加量實驗44-45
• 3.4.2 APP阻燃燃燒殘?zhí)縎EM分析45-46
• 3.5 EG/APP協(xié)效阻燃體系實驗46-48
• 3.5.1 EG/APP協(xié)效阻燃體系配比實驗46-48
• 3.5.2 EG/APP協(xié)效阻燃體系SEM分析48
• 3.6 IFR阻燃體系實驗48-52
• 3.6.1 IFR阻燃體系配比實驗48-51
• 3.6.2 IFR阻燃燃燒殘?zhí)縎EM分析51-52
• 3.7 EG/IFR協(xié)效阻燃體系實驗52-58
• 3.7.1 EG/IFR協(xié)效阻燃體系配比實驗52-54
• 3.7.2 EG/IFR協(xié)效阻燃體系SEM分析54
• 3.7.3 EG、APP、IFR、EG/APP、EG/IFR阻燃EPS的比較54-56
• 3.7.4 EG/IFR協(xié)效阻燃體系TG-DSC分析56-58
• 3.8 本章小結(jié)58-59
• 第四章 浸漬阻燃聚苯乙烯泡沫保溫板阻燃性能研究59-73
• 4.1 浸漬聚苯乙烯泡沫保溫板表觀密度的選擇59-60
• 4.2 浸漬基液的選擇和配制60-64
• 4.2.1 浸漬基液的選擇60-61
• 4.2.2 不同粘度酚醛樹脂配比對浸漬聚苯板的影響61-64
• 4.3 不同阻燃體系浸漬實驗64-72
• 4.3.1 添加IFR阻燃體系浸漬實驗64-67
• 4.3.2 添加菱鎂水泥浸漬阻燃實驗67-70
• 4.3.3 菱鎂水泥浸漬阻燃聚苯乙烯XRD分析70
• 4.3.4 菱鎂水泥浸漬阻燃聚苯乙烯TG-DSC分析70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目及研究成果81-83
• 致謝83

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本文編號：703725