CN101560344A

CN101560344A - 古建筑木构件防火防腐腻子

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Publication number: CN101560344A
Application number: CNA2009100227527A
Authority: CN
Inventors: 李玉虎; 曹明; 王文军
Original assignee: Shaanxi Normal University
Current assignee: Shaanxi Normal University
Priority date: 2009-05-31
Filing date: 2009-05-31
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2029-05-31
Also published as: CN101560344B

Abstract

一种古建筑木构件防火防腐腻子，由硼酸19％～27％、硼砂32％～37％、淀粉2％～5％、氢氧化铝4％～10％、羟甲基纤维素钠0.3％～0.9％、氟化钠1％～7％、硅藻土1.5％～3％、石棉粉12％～20％、水8％～13％质量配比的原料制成。本发明经过大量的实验室研究实验以及生产实践中试用，证明它具有防火性能好、防腐性能好、环境污染小、使用寿命长、施工简单等优点，可在古建筑木构件表面绘制油漆彩画时使用。

Description

古建筑木构件防火防腐腻子

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及到木构件表面处理用的腻子。

背景技术

中国古建筑以木结构为主要特征，这些结构见于室内外，暴露于空气之中，受到阳光的直接照射，经过长期的风吹、日晒、雨淋，空气中的潮气和各种有害气体的侵蚀，以及霉菌、虫蛀等灾害的影响，天长日久就要糟朽损坏，从而失去它的重要功能和作用。同时，裸露的木面也变得非常粗糙，有碍观瞻。为了延长古建筑寿命，同时有符合审美的需求，人们对其进行猪血桐油大白粉传统腻子处理，再油漆彩画，使其与周围的空气、水气、日光等隔离，起到了保护作用。同时，通过油漆的装饰作用，进一步丰富古建筑的色彩和光泽，增加古建筑精美华丽、雄伟壮观的气势。古建筑的门、窗、柱、斗拱、天花、檐下、藻井、栏杆、楣子、屏风以及匾额等一切露明部位均采用腻子油漆彩画工艺。

大多数油漆工艺都是由两部分组成，即底层处理和表面油漆，古建筑油漆在底层处理上与普通油漆相比有很大区别。众所周知，古建筑木构件的体量非常大，人们常用“肥梁胖柱”来形容我国古式的木构形体。大的构件必然表面粗糙，缺陷也多，有些构件为了达到尺度上的要求，还经常采用“拼帮”成型的办法，此举更加重其凸凹不平的程度，再加上构件的加工与整体的配合极为粗糙，大小缝隙，裸露木筋。利用古建筑独特的“地仗”工艺对木构件进行处理，不但可以满足涂刷油漆前对外观形状的要求，还对木构件有一定的防火作用。“地仗”是指在未刷油之前，木质基层与油膜之间的部分，这部分由多层灰料组成，并钻进生油，是一层非常坚固的灰壳。这部分不仅包括各灰层，还包括麻层、布层。进行这部分工作便为地仗工艺。传统的猪血桐油腻子和麻、布等材料是地仗的基本组成部分。

古建筑中的木材，由于经长期干燥和自然的侵蚀，往往出现许多大大小小的裂缝，其牢固情况比疏松的松木还要差。有的大圆柱，并非完整的原木，而是用几根木料拼接而成，外面裹以麻布，涂以猪血桐油腻子。发生火灾时，木材的裂缝和拼接的缝隙，成了火势向纵深蔓延的途径，加快了燃烧速度。同时，文物古建筑的屋顶相当宽大而坚实，发生火灾时屋顶内的烟雾和热量不易散发，热量容易积聚，迅速燃烧，使古建筑火灾难以扑救。而且，古建筑在设计建造上往往存在先天缺陷，建筑之间大多间距很小，没有消防通道，更无法设立防火墙，消防设施和水源无法满足施救的需要，对防火工作带来了很大的困难。

目前，以传统配方配制的腻子，一般无特殊功能性，除无机水泥有一定耐热性外，作为防火功能的腻子开发已有报道，其发泡剂采用三聚氰铵、五溴甲苯、氯化石蜡等有机材料，发泡为蜂窝装泡沫层，且阻燃时间短。作为新建木构古建筑、已有古建筑上新填的古木构件和已有古建筑上原有文物性质的彩画已经脱落或需重新绘制的木构件装饰保护所用的防火腻子还未见相关报道。

随着我国对建材有毒有害物质限量标准的颁布，腻子的质量问题受到了关注，如何开发出一种防火性能好、防腐性能好、环境污染小、使用寿命长、施工方便简单的腻子，成为当前建材技术领域急需解决的一个技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述腻子的缺点，提供一种防火性能好、防腐性能好、环境污染小、使用寿命长、施工简单的古建筑木构件防火防腐腻子。

解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述质量配比的原料制成：

硼酸 19％～27％

硼砂 32％～37％

淀粉 2％～5％

氢氧化铝 4％～10％

羟甲基纤维素钠 0.3％～0.9％

氟化钠 1％～7％

硅藻土 1.5％～3％

石棉粉 12％～20％

水 8％～13％。

上述原料配比中的硼酸为脱水催化剂，对多种细菌、霉菌均有抑制作用；硼砂为发泡剂，具有防菌和防虫的功能；淀粉为炭化剂；氢氧化铝为防火添加剂，具有环境污染小、使用寿命长、施工简单、抑烟、低腐蚀，阻燃效果好；硅藻土为助剂，羟甲基纤维素钠为抗龟裂剂，氟化钠为防腐剂、杀虫剂、杀菌剂。石棉粉为腻子基料。

制备古建筑木构件防火防腐腻子的优选质量配备为：

硼酸 19％～25％

硼砂 32％～35％

淀粉 2％～4.5％

氢氧化铝 4％～8％

羟甲基纤维素钠 0.3％～0.8％

氟化钠 2％～7％

硅藻土 1.5％～2.5％

石棉粉 12％～18％

水 8％～12％。

制备古建筑木构件防火防腐腻子的最佳质量配备为：

硼酸 20.5％

硼砂 34.1％

淀粉 3.6％

氢氧化铝 6.8％

羟甲基纤维素钠 0.5％

氟化钠 5.5％

硅藻土 1.8％

石棉粉 15.9％

水 11.3％。

本发明的制备方法如下：

将硼酸、硼砂、淀粉、氟化钠、氢氧化铝和羟甲基纤维素钠加入搅拌釜中，用电动搅拌机混合均匀，加水，在60℃搅拌至混合物呈透明状，继续搅拌，慢慢加入石棉粉和硅藻土成膏状，制备成古建筑木构件防火防腐腻子。

将古建筑木构件防火防腐腻子涂在木构件上遇到火源时，能产生多层锅形强力膨胀层，隔离火源对木材的直接毁坏，能与木构件粘结牢固，在其上涂布传统的猪血桐油砖灰腻子，二者粘结牢固，能保持古建彩画传统艺术，不影响麻灰等多道传统工序。本发明经过大量的实验室研究实验以及生产实践中试用，本发明与现有的腻子相比，具有防火性能好、防腐性能好、环境污染小、使用寿命长、施工简单等优点，可在古建筑木构件表面绘制油漆彩画时使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

以制备本发明产品100kg为例所用的原料及其质量配比如下：

硼酸 20.5kg

硼砂 34.1kg

淀粉 3.6kg

氢氧化铝 6.8kg

羟甲基纤维素钠 0.5kg

氟化钠 5.5kg

硅藻土 1.8kg

石棉粉 15.9kg

水 11.3kg

其制备方法如下：

实施例2

以制备本发明产品100kg为例所用的原料及其质量配比如下：

硼酸 19kg

硼砂 37kg

淀粉 2kg

氢氧化铝 10kg

羟甲基纤维素钠 0.3kg

氟化钠 7kg

硅藻土 1.7kg

石棉粉 14kg

水 9kg

其制备方法与实施例1相同。

实施例3

以制备本发明产品100kg为例所用的原料及其质量配比如下：

硼酸 22kg

硼砂 32kg

淀粉 4.1kg

氢氧化铝 4kg

羟甲基纤维素钠 0.9kg

氟化钠 1kg

硅藻土 3kg

石棉粉 20kg

水 13kg

其制备方法与实施例1相同。

实施例4

以制备本发明产品100kg为例所用的原料及其质量配比如下：

硼酸 27kg

硼砂 37kg

淀粉 5kg

氢氧化铝 8kg

羟甲基纤维素钠 0.5kg

氟化钠 1kg

硅藻土 1.5kg

石棉粉 12kg

水 8kg

其制备方法与实施例1相同。

为了验证本发明的有益效果，申请人采用本发明实施例1制备的古建筑木构件防火防腐腻子(试验时名称为古建筑木构件防火防腐腻子)进行了测试以及委托试验单位进行了测试，各种试验情况如下：

1.测试阻燃性能

测试样品的制备方法如下：

(1)木板基层无灰尘、无油污、平整。

(2)先用砂纸将木板上的凹凸打磨平整，再将腻子刮涂上去，使涂层总量达到3.3kg/m²，涂层厚度在5mm左右。

(3)刮涂温度为12～40℃。

(4)贮存在干燥通风的室内，温度在0～35℃之间。

用SDF-2型防火涂料测试仪(由江苏南京江宁区分析仪器厂生产)按照国家标准方法进行测试，涂有5mm防火腻子的木板耐火性能的各项指标测试结果见表1。

表1 本发明的防火性能测试结果

由表1可见，本发明腻子的各项指标均达到或超过国家防火一级标准，尤其耐燃时间为53分钟，是国家一级标准的3倍左右。证明本发明腻子能完全起到木构件消防的作用。

2.委托试验单位测试防火性能

申请人采用本发明实施例1制备的古建筑木构件防火防腐腻子委托国家防火建筑材料质量监督检验中心进行检测。

测试样品的制备方法与实验1相同。

样品数量：900mm×900mm×11mm，试件5块。

样品编号：200941042。

检验依据：GB 12441-2005《饰面型防火涂料》。

检验项目：耐燃时间、火焰传播比值、质量损失、炭化体积。

测试结果见表2。

表2 本发明的防火性能测试结果

检验结论：经检验，本发明腻子的耐燃时间为44分钟，火焰传播比值为3，质量损失为4.8g，炭化体积为0cm³。

3.测试本发明腻子的粘接强度

测试样品的制备方法参照GB 9779-88《复层建筑涂料建材行业标准》中5.6.2的方法，制备试样所用的原料及其质量配比与实施例1相同，制作成5个试样，用TD-6001B型拉力机按照国家标准方法测试粘接强度。

测试结果见表3。

表3 本发明的粘接强度测试结果

项目	1	2	3	4	5	平均值	行业标准
项目	1	2	3	4	5	平均值	行业标准	粘接强度(MPa)	0.38	0.42	0.41	0.44	0.4	0.41	＞0.25

由表3可见，防火腻子粘接强度为0.41MPa。

4.测定本发明腻子的干燥时间

采用底板为15×30cm²的马口铁板10块，用钢球清除锈迹，刮涂按实施例1配制的防火腻子5mm，抹平修边，均匀平整，制备成10块测试样品。

参照GB 9153《建筑涂料干燥时间测定法》进行测试干燥时间。

测试结果见表4。

表4 本发明的干燥时间测试结果

试样	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	平均值	行业标准
试样	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	平均值	行业标准	干燥时间(小时)	2.6	3.5	2.6	2.7	3	3.2	2.8	3.4	2.9	3.3	3	＜5

由表4可见，防火腻子干燥时间为3小时。

5.测定本发明腻子涂膜硬度

采用底板为15×30cm²的马口铁板5块制备测试样品，测试样品的制备方法与试验3相同，制备成5块测试样品，参照GB 6739-86《涂膜硬度铅笔测定法》进行硬度测试。测试结果见表5。

表5 本发明的硬度测试结果

试样	1	2	3	4	5	平均值	行业标准
试样	1	2	3	4	5	平均值	行业标准	涂膜硬度	4	4	4	3	4	4H	≥HB

注：一组中华牌高级绘图铅笔6H、5H、4H、3H、2H、H、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B，其中6H最硬，6B最软。

由表5可见，防火腻子的硬度为4H。

6.环境对本发明性能的影响

将实施例1配比制备的防火腻子均匀施涂在瓷砖表面，厚度5mm，制备成10块测试样品，待表面干燥后立即放入外界环境中，其中5块测试样品在夏季持续的高温天气暴晒两个月。另外5块测试样品放入带鼓风装置的干燥箱中烘12小时，温度控制在50±5℃，取出放入温度为20±3℃的水中浸泡12小时，取出测试样品观察其情况。实验结果见表6。

表6 环境对本发明性能的影响

测试样品	1	2	3	4	5
测试样品	1	2	3	4	5	高温天气烘晒是否出现裂纹	未	未	未	未	未
人工气候箱测试是否出现裂纹	未	未	未	未	未	高温天气烘晒是否出现裂纹	未	未	未	未	未

由表6可见，测试样品表面未发现有裂纹出现。

Claims

1、一种古建筑木构件防火防腐腻子，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成；

硼酸 19％～27％

硼砂 32％～37％

淀粉 2％～5％

氢氧化铝 4％～10％

羟甲基纤维素钠 0.3％～0.9％

氟化钠 1％～7％

硅藻土 1.5％～3％

石棉粉 12％～20％

水 8％～13％。

2、按照权利要求1所述的古建筑木构件防火防腐腻子，其特征在于其中由下述质量配比的原料制成：

硼酸 19％～25％

硼砂 32％～35％

淀粉 2％～4.5％

氢氧化铝 4％～8％

羟甲基纤维素钠 0.3％～0.8％

氟化钠 2％～7％

硅藻土 1.5％～2.5％

石棉粉 12％～18％

水 8％～12％。

3、按照权利要求1所述的古建筑木构件防火防腐腻子，其特征在于其中由下述质量配比的原料制成：

硼酸 20.5％

硼砂 34.1％

淀粉 3.6％

氢氧化铝 6.8％

羟甲基纤维素钠 0.5％

氟化钠 5.5％

硅藻土 1.8％

石棉粉 15.9％

水 11.3％。