CN101125980A - 水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，与溶剂型膨胀发泡防火涂料有明显的不同，解决了已有溶剂型超薄型钢结构防火涂料污染环境，浪费资源，高成本的问题。本发明使用水作为溶剂，包括如下重量份的组分：水5－25、水性树脂或拼合水性树脂10－30、水性膨胀助剂25－50、季戊四醇或双季戊四醇或淀粉5－15、尿素、三聚氢氨、二氰二铵中的一种或两种6－15、磷酸二氢铵或聚磷酸铵或磷酸氢二铵或聚磷酸铵15－30、膨胀调节剂3－18、钛白粉3－12、分散剂0.1－1.0。

Description

水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法

技术领域：

本发明与钢结构的膨胀发泡超薄防火涂料及其制备方法有关。

背景技术：

随着现代化工业厂房、商贸大厦、写字楼、办公楼的建设速度和建设风格的要求，钢结构应用日益广泛，未作防火保护的钢结构却存在火灾中较短时间内即达到软化点，失去支撑强度而垮塌的缺点，这一弱点必须依靠外加保护来克服，而钢结构防火涂料又是钢结构防火保护中使用最常用、最有效手段之一，它与其他钢结构防火保护技术相比较，无论在生产、施工、维护保养等过程中都具有明显的优势，即钢结构防火涂料具有生产周期短，施工方便安全，且不受钢结构型材的制约、各种结构形式都能方便使用。

已有的溶剂型超薄型钢结构防火涂料是近几年发展起来的新型钢结构防火涂料，它不仅具有一定耐火极限，而且具有比薄涂型及厚涂型钢结构防火涂料更好的装饰性能，能在既需要有较好装饰效果，又需要有一定耐火极限的钢结构上使用。在国内已有了较广泛的生产和应用，为我国的消防和建设事业做出了应有的贡献，收到了良好的社会和经济效益，溶剂型超薄型钢结构防火涂料，使用的是有机溶剂，在生产、施工和前期使用过程中都有大量的溶剂挥发，给环境带来极大的负担、造成极大的资源浪费、严重影响生产、施工等过程的人员身体健康，同时，在生产和施工环节还隐藏着极大的火灾隐患。挥发性有机物、甲醛等也很难达到国家标准《室内装饰装修材料有害物质限量》GB18582标准要求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种防火性能好、耐化学腐蚀性和耐水性好，涂刷、涂喷性能好，便于施工，成本低廉，对环境友好，节能的水性薄型钢结构防火涂料及其制备工艺简单的制备方法。

本发明是这样实现的：

本发明水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，包括如下重量份的组分：

水                                5-25

水性树脂或拼合水性树脂            10-30

水性膨胀助剂                      25-50

季戊四醇或双季戊四醇或淀粉        5-15

尿素、三聚氢氨、二氰二铵中的

一种或两种                        6-15

磷酸二氢铵或聚磷酸铵或磷

酸氢二铵或聚磷酸铵                15-40

膨胀调节剂                        3-18

钛白粉                            3-12

分散剂                            0.1-1.0。

还有如下重量份的组分：

消泡剂                            0.1-1

增稠剂                            0.3-2

流平剂                            0.5-3

成膜助剂                          1-6

膨胀调节剂为800目以上，水性树脂的固含量重量百分比为15-65％。

水性树脂为纯丙烯酸乳液、桂丙乳液、醋丙乳液、氯偏乳液、水性三聚氢氨树脂、水性尿醛树脂，拼合水性树脂为至少两种上述水性树脂的拼合物；膨胀调剂为立得粉、硫酸钡、氯化石蜡、硅灰石和滑石粉中的一种或多种；分散剂为羧酸聚合物盐类或聚丙烯酸盐类或聚聚磷酸钠盐类：消泡剂为SN-Defoamer系列或NOPCO系列：消泡剂为SN-Defoamer系列或NOPCO系列；增调剂为聚醚型低聚物或丙烯酸共聚乳液类或纤维素醚类；成膜助剂为丙二醇或己二醇或丙二醇或己二醇醚类。

分散剂为5040或TD-01，增调剂为612或625，成膜助剂为醇脂12，消泡剂为NXZ。

由如下重量份的组分制成：

水                          5-25

纯丙烯酸乳液                15-30

水性膨胀助剂                25-50

双季戊四醇                  5-15

三聚氢氨                    5-15

聚磷酸铵                    15-30

氯化石蜡                    3-8

硫酸钡                      3-8

钛白粉                      3-12

滑石粉                      0-8

硅灰石                      0-8

丙二醇                      1-3

5040分散剂                  0.3-1.0

消泡剂NXZ                   0.2-0.6

625增稠剂                   0.3-1.0

醇脂12                      1-6。

水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法的制备方法，其步骤如下：

(1)将水和水性膨胀助剂倒入配料缸中搅拌均匀，再将分散剂、流平剂、消泡剂、三聚氢氨、钛白粉、双季戊四醇、聚磷酸铵、800目以上的膨胀调剂依次加入配料缸中，搅拌均匀成粘稠糊状的初混料，

(2)将初混料加入碾磨设备中磨至为80——120微米的浆料，

(3)将浆料加入配料缸中，边搅拌边依次加入拼合水性树脂、消泡剂和增稠剂，得成品。

步骤(2)中先将初混料用水调节稀调度后再碾磨，步骤(3)中先用1200转/分的搅拌速度搅拌3-6分钟，在加入拼合水性树脂时搅拌速度调到400-600转/分，直至消泡剂、增稠剂加入后混匀即得成品。

本发明有如下优点：

1、本发明采用的膨胀调节剂，可将膨胀倍数控制在10-30倍之间，使得膨胀层变成有较好强度的蜂窝状隔热层，能更好地抵抗火灾热气流的冲击，能更好的防止火灾中的热对流、热辐射和热传导，从而使防火涂料具有更好的防火性能。

2、本发明所用溶剂全部采用自来水，去掉了既耗能，又对环境污染的有机溶剂，较好地履行了节能减排、绿色环保的社会公共要求。

3、本发明采用的水性树脂或拼合水性树脂，能在自然条件下干燥、固化，固化成膜后具有较好的耐化学腐蚀性和耐水性。

4、本发明防火涂料具有低成本、高固含量，流变性好的特点，成本较溶剂型低30％左右，固含量在55-70％。

5、本发明防火涂料与钢基材的粘接性强，既可以刷涂，也可以喷涂施工，涂刷效率高，比溶剂型的可减少约20％的施工成本。

6、本发明防火涂料能够使钢结构温度在1-2个小时的时间内不会上升到失去支撑能力的临界温度540℃，

本发明的涂料不仅具有溶剂型超薄型防火涂料膨胀防火性能、涂层美观、耐水性好、耐腐蚀性强、耐侯性好、防火性能好等优点，还具有在生产、施工中均不对环境增加负担，产生污染、不对人体造成毒害、不具有火灾和爆炸隐患的特点，使用绿色环保的水作为溶剂、稀释剂、清洗剂，使得生产、运输、施工和火灾各个环节中，不再担心人员中毒、环境污染、发生火灾、发生爆炸等危险事故，这样就能有效地保护环境、保护人类健康、避免发生火灾、爆炸等危险事故，同时还能节约资源、降低产品成本、增强市场竞争力。

具体实施方式：

1、水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法的配方：水5或10或25kg、拼合水性树脂10或20或30kg、水性膨胀助剂25或40或50kg、双季戊四醇5或7或15kg、三聚氢氨5或12或15kg、聚磷酸铵15或25或30kg、膨胀调节剂3或9或18kg、钛白粉3或7或12kg、分散剂0.1或0.4或1kg、消泡剂0.1kg或0.5或.0.6kg、增稠剂0.3kg或0.5kg或1.0kg、流平剂1kg或2kg或3kg。

2、水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法的制作

将按配方称量好的水和水性膨胀助剂倒入配料缸中搅拌均匀，再将按配方称量好的分散剂、三聚氢氨、钛白粉、双季戊四醇、聚磷酸铵、800目以上的膨胀调剂依次加入配料缸中，边加入边搅拌至均匀的粘稠稀糊状。存放约半小时使用清水调节稀稠度至适合碾磨的稠度，将调节好稀稠度的初混料加入沙磨机等碾磨设备中磨至约100微米，将浆料抽出待用。将浆料加入配料缸中，在800～1200转/分的转速搅拌约5分钟，然后将转速调到400～600转/分，边搅拌边加入水性树脂或拼合水性树脂，约5分钟后边搅拌边加入配配方量的消泡剂和制好待用的增稠剂，继续搅拌约10分钟即得成品水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。

季戊四醇、淀粉等可作为双季戊四醇的可替代品；

磷酸二氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵可作为聚磷酸铵的替代品；

尿素、二氰二铵可作为三聚氢铵的替代品；

膨胀调节剂可以为立得粉、硫酸钡、硅灰石、滑石粉和氯化石蜡中的一种或多种，；

分散剂可以分散剂为5040代表的羧酸聚合物盐类或TD-01为代表的聚丙烯酸盐类或聚聚磷酸钠盐类，消泡剂为SN-Defoamer系列或NOPCO系列，增调剂为612为代表的聚醚型低聚物或丙烯酸共聚乳液类或纤维素醚类，成膜助剂为醇脂12代表的丙二醇或己二醇或丙二醇或己二醇醚类。

另在体系中加入SN-Defoamer或NOPCO系列消泡剂，丙二醇或己二醇流平剂，能更好地提高防火涂料生产、施工等性能。

Claims (8)

1.水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于包括如下重量份的组分：

水                            5-25

水性树脂或拼合水性树脂        10-30

水性膨胀助剂                  25-50

季戊四醇或双季戊四醇或淀粉    5-15

尿素、三聚氢氨、二氰二铵

一种或两种                    6-15

磷酸二氢铵或聚磷酸铵或磷

酸氢二铵或聚磷酸铵            15-30

膨胀调节剂                    3-18

钛白粉                        3-12

分散剂                        0.1-1.0。

2.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于还有如下重量份的组分：

消泡剂      0.1-1

增稠剂      0.3-2

流平剂      0.5-3

成膜助剂    1-6

3.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于水性树脂的固含量重量百分比为15-65％，膨胀调剂粒度为800目以上。

4.根据权利要求1或2或3所述的防火涂料，其特征在于水性树脂为纯丙烯酸乳液、桂丙乳液、醋丙乳液、氯偏乳液、水性三聚氢氨树脂、水性尿醛树脂，拼合水性树脂为至少两种上述水性树脂的拼合物；膨胀调节剂为800目以上立得粉、硫酸钡、氯化石蜡、硅灰石和滑石粉中的一种或多种；分散剂为羧酸聚合物盐类或聚丙烯酸盐类或聚聚磷酸钠盐类；消泡剂为SN-Defoamer系列或NOPCO系列；增调剂为聚醚型低聚物或丙烯酸共聚乳液类或纤维素醚类；成膜助剂为丙二醇或己二醇或丙二醇或己二醇醚类。

5.根据权利要求4所述的防火涂料，其特征在于分散剂为5040或TD-01；增调剂为612或625；成膜助剂为醇脂12；消泡剂为NXZ。

6.根据权利要求5所述的防火涂料，其特征在于由如下重量份的组分制成：

水                            5-25

纯丙烯酸乳液                  15-30

水性膨胀助剂                  25-50

双季戊四醇                    5-15

三聚氢氨                      5-15

聚磷酸铵                      15-30

氯化石蜡、硫酸钡、滑石粉、硅灰石、

立得粉中的一种或两种或多种    3-8

钛白粉                        3-12

丙二醇                        0.5-3

5040分散剂                    0.3-1.0

消泡剂NXZ                     0.2-0.6

625增稠剂                     0.3-2.0

醇脂12                        1-6。

7.水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法的制备方法，其步骤如下：

(1)将水和水性膨胀助剂倒入配料缸中搅拌均匀，再将分散剂、流平剂、三聚氢氨、钛白粉、双季戊四醇、聚磷酸铵、800目以上的膨胀调节剂依次加入配料缸中，搅拌均匀成粘稠糊状的初混料，

(2)将初混料加入碾磨设备中磨至为80--120微米的浆料，

(3)将浆料加入配料缸中，边搅拌边依次加入拼合水性树脂、消泡剂和增稠剂，得成品。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中先将初混料用水调节稀调度后再碾磨，步骤(3)中先用1200转/分的搅拌速度搅拌3-6分钟，在加入拼合水性树脂时搅拌速度调到400-600转/分，直至消泡剂、增稠剂加入后混匀即得成品。