透明水性膨胀型木材阻燃涂料制备与性能研究

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1、学校代码：10225学号：S18507学位论文透明水性膨胀型木材阻燃涂料制备与性能研究刘仕廉指导教师姓名：肖泽芳副教授东北林业大学申请学位级别：硕士学科专业：木材科学与技术论文提交日期：2018年4月论文答辩日期：2018年6月授予学位单位：东北林业大学授予学位日期：2018年6月答辩委员会主席：论文评阅人：UniversityCode：10225RegisterCode：S18507DissertationfortheDegreeofMasterPreparationandPropertiesofWaterborneIntumescentFire-retard

2、antTransparentCoatingsforWoodCandidate:LiuShilianSupervisor:Prof.XiaoZefangAssociateSupervisor:AcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:WoodScienceandTechnologyDateofOralExamination:July,2018University:NortheastForestryUniversity摘要摘要透明水性膨胀型木材阻燃涂料不遮盖木材天然纹理，在火灾发生时可通过发泡膨胀出原涂料厚度百倍高度的致密泡

3、沫状炭层，隔绝基底木材与火焰和可燃气体的直接接触，减少热传播从而阻止木材的燃烧，有效保护基材，降低火灾危害。同时具有施工简易、环保绿色、保留基材纹理的特点。该阻燃涂料以具有阻燃性能的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)为成膜物质，将复合阻燃剂的磷酸脒基脲(GUP)(0%、4%、8%、12%)，酸源磷酸，炭源季戊四醇(PER)合成透明膨胀型阻燃涂料。应用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱、旋转粘度计等对磷酸脒基脲的添加量对该阻燃体系的固化、透光率、热稳定性等影响采用锥形量热仪、热重分析(TG)、扫描电子显微镜（SEM）对该涂料的阻燃性能

4、等进行分析；确定最佳配方后对最佳浓度磷酸脒基脲(GUP)的阻燃涂料配方进行理化性能检测分析。结果显示如下：(1)随着磷酸脒基脲的增多，阻燃体系中固化时间延缓。12%浓度磷酸脒基脲(GUP)添加量使阻燃体系中固化反应的相对反应速率减缓在20分钟内，体系中MUF树脂及分子在该时间段内完成凝胶、聚集、固化、并重新排列并形成了平整、均匀，透光率为81.53%的漆膜。(2)随着磷酸脒基脲(GUP)的添加量增加，阻燃涂料的最大热降解速率降低、分解温度提前、吸热量增加、燃烧后泡沫炭层的致密程度增加；通过烟释放、热释放及质量损失率分析，12%浓度磷酸脒基脲(GUP)的添加对于该

5、体系的阻燃抑烟性能有显著提高。(3)12%浓度磷酸脒基脲(GUP)添加量的阻燃涂料的硬度为3H，该浓度下漆膜的表干时间为17min,实干时间为58min,有效使用时间为20分钟，静态接触角为94°，漆膜的耐磨等级为4级。漆膜硬度及耐磨性满足涂料要求。与MUF树脂膜相比，GUP/MUF漆膜的力学性能有所下降。关键词水性膨胀型阻燃涂料；透明；磷酸脒基脲；阻燃抑烟-I-AbstractAbstractWaterborneintumescenttransparentwoodflame-retardantcoatingsdonotcoverthenaturalgraint

6、extureofwoodsubstrate.Thecoatingscanexpandtoformfoamcarbonlayerwhenthefireoccurs,therebyeffectivelyprotectingthesubstrateandreducethefirehazards.Atthesametime,ithasthecharacteristicsofsimpleapplication,environmental-friendly.Inthisstudy,variousconcentrations(0,4,8,12%)ofguanylureapho

7、sphate(GUP)wereincorporatedintothemelamine--urea-formaldehyde(MUF)resintosynthesizeafire-retardant,transparent,andintumescentvarnish.TheeffectsoftheGUPonthecuring,transmittance,thermalstability,andcombustionbehavioroftheresultingvarnishweredeterminedbyviscosimetry,Fourier-transformin

8、frared(FT-IR