本文關鍵詞：膨脹蛭石復合阻燃保溫材料的制備與性能研究

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【摘要】：隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展,能源的使用量逐年增加,能源危機成為了全球各國重大的挑戰(zhàn),為了盡量減少能源的損失,保溫節(jié)能材料的需求量也是年年增加。但是最近幾年,頻頻發(fā)生有關保溫材料的火災事故,其中建筑外墻保溫節(jié)能材料引發(fā)的火災事故占有相當?shù)谋戎?而且事故造成的損失也是最慘重。因此,建筑外墻保溫材料阻燃改性的研發(fā)已經(jīng)成為世界各國共同關注的焦點。目前建筑外墻保溫材料通常使用聚氨酯板和聚苯乙烯泡沫板,添加阻燃劑是傳統(tǒng)的阻燃改性方法,但是阻燃劑的加入對保溫材料的阻燃性能還無法起到實質(zhì)性的改變,其仍屬于可燃易燃材料。膨脹蛭石來源廣泛,價格低廉,是優(yōu)良的阻燃和保溫材料。本文以膨脹蛭石為主要原料,采用膨脹蛭石和水玻璃混合制備膨脹蛭石/水玻璃阻燃保溫材料：采用膨脹蛭石和酚醛樹脂發(fā)泡制備膨脹蛭石/酚醛阻燃保溫材料。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：(1)采用高溫煅燒制備膨脹蛭石。研究表明,在800℃制備的膨脹蛭石性能最優(yōu)。堆積密度為0.1732 kg/m3,氣孔率為0.86%,導熱系數(shù)為0.0631 W/(m.K)。(2)采用水玻璃作為無機粘合劑,與膨脹蛭石復合制備膨脹蛭石/水玻璃阻燃保溫材料。研究表明,適宜的膨脹蛭石與水玻璃質(zhì)量比為1：1,適宜的氟硅酸鈉占水玻璃質(zhì)量比為12%,適宜固化溫度為160℃,適宜壓縮率為12%。制品的表觀密度為297.2 kg/m3,壓縮強度為0.43 MPa,氧指數(shù)為100%,導熱系數(shù)為0.0718 W/(m.K)。(3)以膨脹蛭石、酚醛樹脂為原料,添加適量助劑,采用中溫發(fā)泡方法制備膨脹蛭石/酚醛樹脂復合阻燃保溫材料,探討了蛭石用量、發(fā)泡溫度、固化劑用量、發(fā)泡劑用量、表面活性劑用量以及固化時間對材料性能的影響。研究表明,最優(yōu)條件為蛭石用量60%、固化溫度80℃、固化劑用量10%、發(fā)泡劑用量10%、表面活性劑5%以及固化時間2 h。所得復合阻燃保溫材料具有良好的力學性能,保溫性能及阻燃性能,其表觀密度為190.08 kg/m3,壓縮強度為0.32 MPa,導熱系數(shù)為0.0549 W/(m-K)、極限氧指數(shù)為71.1%、平均熱釋放速率為15 kW/m2。
【關鍵詞】：膨脹蛭石 水玻璃 酚醛樹脂 阻燃 保溫 建筑外墻保溫材料
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU551;TU545
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 引言11-14
• 1.2 國內(nèi)外建筑保溫材料的發(fā)展歷程14-17
• 1.2.1 國外研究概況14-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 膨脹蛭石17-20
• 1.3.1 蛭石成分及產(chǎn)地17-18
• 1.3.2 蛭石結(jié)構(gòu)及性質(zhì)18-19
• 1.3.3 蛭石膨脹機理以及膨脹影響因素19
• 1.3.4 蛭石應用19-20
• 1.3.4.1 非膨脹蛭石的應用19
• 1.3.4.2 膨脹蛭石的應用19-20
• 1.4 水玻璃20-21
• 1.4.1 水玻璃的定義20
• 1.4.2 水玻璃主要參數(shù)20
• 1.4.3 水玻璃的性質(zhì)20-21
• 1.4.3.1 粘結(jié)力20
• 1.4.3.2 耐酸性好20-21
• 1.4.3.3 耐熱性好21
• 1.4.4 水玻璃的用途21
• 1.5 酚醛樹脂及酚醛泡沫概括21-24
• 1.5.1 酚醛樹脂簡介及特性21-22
• 1.5.2 酚醛泡沫特性22
• 1.5.3 酚醛泡沫固化動力學22-23
• 1.5.4 酚醛泡沫發(fā)泡原理23
• 1.5.5 酚醛泡沫應用領域23-24
• 1.6 課題的提出及意義24
• 1.7 課題研究的內(nèi)容24-25
• 第二章 膨脹蛭石的制備與性能研究25-35
• 2.1 引言25
• 2.2 實驗部分25-27
• 2.2.1 主要原料與儀器設備25-26
• 2.2.2 膨脹蛭石的制備26
• 2.2.3 材料測試表征26-27
• 2.2.3.1 蛭石XRF測試26
• 2.2.3.2 蛭石熱失重測試26
• 2.2.3.3 差式掃描量熱(DSC)測試26
• 2.2.3.4 蛭石堆積密度測試26-27
• 2.2.3.5 蛭石氣孔率測試27
• 2.2.3.6 蛭石SEM測試27
• 2.2.3.7 蛭石孔體積測試27
• 2.2.3.8 蛭石導熱系數(shù)測試27
• 2.3 測試結(jié)果與討論27-34
• 2.3.1 蛭石XRF測試結(jié)果27-28
• 2.3.2 不同溫度下的膨脹蛭石圖片28-29
• 2.3.3 蛭石熱譜分析29-30
• 2.3.4 蛭石的堆積密度30-31
• 2.3.5 蛭石的氣孔率31
• 2.3.6 蛭石的SEM31-32
• 2.3.7 蛭石的孔體積32-33
• 2.3.8 蛭石的導熱系數(shù)33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 膨脹蛭石/水玻璃復合阻燃保溫材料的制備與性能研究35-41
• 3.1 引言35
• 3.2 實驗部分35-37
• 3.2.1 主要原料和試劑35
• 3.2.2 實驗儀器與設備35-36
• 3.2.3 膨脹蛭石/水玻璃復合阻燃保溫材料的制備36
• 3.2.4 測試與分析36-37
• 3.2.4.1 制品堆積密度測試36
• 3.2.4.2 制品導熱系數(shù)測試36
• 3.2.4.3 制品壓縮性能的測試36
• 3.2.4.4 制品極限氧指數(shù)的測定36-37
• 3.3 測試結(jié)果與討論37-40
• 3.3.1 水玻璃用量對制品性能的影響37
• 3.3.2 氟硅酸鈉摻量對制品強度的影響37-38
• 3.3.3 溫度對制品壓縮強度的影響38-39
• 3.3.4 加料方式對制品的影響39
• 3.3.5 成型壓縮率對制品性能的影響39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 蛭石酚醛復合阻燃保溫材料的制備及性能研究41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 實驗部分41-44
• 4.2.1 主要原料和試劑41-42
• 4.2.2 實驗儀器與設備42
• 4.2.3 膨脹蛭石/酚醛復合阻燃保溫材料的制備42
• 4.2.4 測試與分析42-44
• 4.2.4.1 表觀密度測試42-43
• 4.2.4.2 SEM測試43
• 4.2.4.3 壓縮性能測定43
• 4.2.4.4 導熱系數(shù)測試43
• 4.2.4.5 極限氧指數(shù)測試43
• 4.2.4.6 錐形量熱儀測試43-44
• 4.3 測試結(jié)果與討論44-54
• 4.3.1 發(fā)泡條件對蛭石酚醛板性能的影響44-50
• 4.3.1.1 發(fā)泡溫度44-45
• 4.3.1.2 固化劑用量45-46
• 4.3.1.3 發(fā)泡劑用量46-48
• 4.3.1.4 表面活性劑用量48-49
• 4.3.1.5 固化時間49-50
• 4.3.2 蛭石用量對蛭石酚醛板保溫材料性能的影響50-54
• 4.3.2.1 不同蛭石含量的酚醛層的表觀形貌50-52
• 4.3.2.2 蛭石酚醛板的阻燃性能52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 總結(jié)55-57
• 參考文獻57-63
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和申請專利情況63-65
• 致謝65

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本文編號：527574