CN103449792A - 一种耐烃类厚涂型防火涂料 - Google Patents
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Abstract
一种耐烃类厚涂型防火涂料，为了解决防火涂料不能很好地实现防火功能保护钢结构及混凝土承重件的技术问题，采用的技术方案是防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石20～25份、煅烧高岭土10～12份、铝质耐火水泥29～30份、硅酸钠10～16份、聚合磷酸铝1～3份、氧化锌1～2份、膨润土1～2份、聚合物粉末10～20份、活性粉料20～23份、复合纤维8～10份、三氧化二锑9～10份、氧化铝10～15份、轻质碳酸钙12～15份、云母粉5～7份、膨胀蛭石15～20份、膨胀珍珠岩18～23份、空心漂珠10～12份。技术效果是能承受瞬间升温至1100℃的持续高温，具有黏结强度和抗压强度高、附着力强、耐水性好、耐溶剂侵蚀性好、抗冷热循环、导热系数低、防火防腐性能优良的特点，能很好地实现防火功能达到保护钢结构及混凝土承重件的目的。
Description
技术领域
本发明属于建筑用材料技术领域，涉及到一种防火涂料，特别是一种耐烃类厚涂型防火涂料。
背景技术
现代化高层及大型建筑物的框架大多数采用钢结构或混凝土结构，作为承重件虽然强度高、负荷能力大，但是当钢结构及混凝土结构的自身温度远远超过了各自临界温度时，承重件会很快失去承载力，从而引起建筑物垮塌。目前，我国钢结构及混凝土结构对于火灾的防护采用普通钢结构防火涂料或混凝土防火涂料防护，不能承受有烃类物质存在及储存的建筑物因烃类物质瞬间产生的高温和突发爆炸型火灾，从而不能够很好地保护建筑承重件。厚涂型防火涂料一般是非膨胀型涂料，单纯由无机黏结剂构成的厚涂型防火涂料，存在着黏结强度较低(一般仅为0.1MPa)、耐水性较差、涂层硬而脆、易产生裂纹等缺陷，不能很好地实现防火功能保护钢结构及混凝土承重件。
发明内容
本发明的目的是为了解决防火涂料不能很好地实现防火功能保护钢结构及混凝土承重件的技术问题，为了解决这个问题，我们设计了一种耐烃类厚涂型防火涂料，能承受瞬间升温至1100℃的持续高温，在受火过程中能在较宽的温度下烧结形成陶瓷面(体)，涂层与被保护基体可牢固结合，具有较高的稳定性，不易爆裂脱落，具有黏结强度和抗压强度高、附着力强、耐水性好、耐溶剂侵蚀性好、抗冷热循环、导热系数低、防火防腐性能优良的特点，能很好地实现防火功能从而达到保护钢结构及混凝土承重件的目的。可广泛适用于(超)高层建筑、石油化工、冶金、电力、交通运输、库房等各类建筑物中的室内外钢结构、混凝土结构的防火保护，也适用于防火要求较高的热工环境，如锅炉、蒸汽管道等。
本发明为实现发明目的所采用的具体技术方案是：一种耐烃类厚涂型防火涂料，关键是：上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石20～25份、煅烧高岭土10～12份、铝质耐火水泥29～30份、硅酸钠10～16份、聚合磷酸铝1～3份、氧化锌1～2份、膨润土1～2份、聚合物粉末10～20份、活性粉料20～23份、复合纤维8～10份、三氧化二锑9～10份、氧化铝10～15份、轻质碳酸钙12～15份、云母粉5～7份、膨胀蛭石15～20份、膨胀珍珠岩18～23份、空心漂珠10～12份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石20份、煅烧高岭土10份、铝质耐火水泥29份、硅酸钠10份、聚合磷酸铝1份、氧化锌1份、膨润土1份、聚合物粉末10份、活性粉料20份、复合纤维8份、三氧化二锑9份、氧化铝10份、轻质碳酸钙12份、云母粉5份、膨胀蛭石15份、膨胀珍珠岩18份、空心漂珠10份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石25份、煅烧高岭土12份、铝质耐火水泥30份、硅酸钠16份、聚合磷酸铝3份、氧化锌2份、膨润土2份、聚合物粉末20份、活性粉料23份、复合纤维10份、三氧化二锑10份、氧化铝15份、轻质碳酸钙15份、云母粉7份、膨胀蛭石20份、膨胀珍珠岩23份、空心漂珠12份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石23份、煅烧高岭土11份、铝质耐火水泥29.5份、硅酸钠13份、聚合磷酸铝2份、氧化锌1.5份、膨润土1.5份、聚合物粉末15份、活性粉料22份、复合纤维9份、三氧化二锑9.5份、氧化铝13份、轻质碳酸钙14份、云母粉6份、膨胀蛭石18份、膨胀珍珠岩21份、空心漂珠11份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石21份、煅烧高岭土10.5份、铝质耐火水泥29.3份、硅酸钠12份、聚合磷酸铝1.5份、氧化锌1.3份、膨润土1.2份、聚合物粉末13份、活性粉料21份、复合纤维8.5份、三氧化二锑9.2份、氧化铝11份、轻质碳酸钙13份、云母粉5.5份、膨胀蛭石16.5份、膨胀珍珠岩19份、空心漂珠10.5份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石24份、煅烧高岭土11.5份、铝质耐火水泥29.8份、硅酸钠15份、聚合磷酸铝2.5份、氧化锌1.8份、膨润土1.7份、聚合物粉末17份、活性粉料22.6份、复合纤维9.5份、三氧化二锑9.8份、氧化铝14份、轻质碳酸钙14.6份、云母粉6.6份、膨胀蛭石19份、膨胀珍珠岩22份、空心漂珠11.6份。
上述的聚合物包括聚丙烯酸酯、苯丙、聚醋酸乙烯酯和氯乙烯乙烯内烯酸酯共聚物中的至少一种。
上述活性粉料各原材料按重量份数比例组成为：氧化钛2～2.4份、玻璃粉3～3.3份、氧化钙1～1.3份、硅酸钠1～1.2份、氧化铝4～4.3份、氧化锌2～2.3份、焦磷酸钠1～1.2份、碳酸钠1～1.3份、硅灰石粉1～1.4份、钛酸钡陶瓷粉料4～4.3份。
上述活性粉料的粒径不大于1μm。
上述的复合纤维中各原料的重量组成为：木质纤维0.3～0.5份、聚丙烯纤维1.8～2.3份、玻璃纤维1.5～1.8份、碳纤维1.4～1.8份、硅酸铝纤维3～3.6份。
本发明的有益效果是：能承受瞬间升温至1100℃的持续高温，具有较高的稳定性，不易爆裂脱落，具有黏结强度和抗压强度高、附着力强、耐水性好、耐溶剂侵蚀性好、抗冷热循环、导热系数低、防火防腐性能优良的特点。
用可再分散乳胶粉对无机黏结剂进行改性，形成有机-无机复合黏结剂体系，这样制备成的厚涂型防火涂料，可显著提高其黏结强度、抗压强度、防水抗渗性能、柔韧抗裂性、耐冷热循环性、耐火极限值等。
选用铝质耐火水泥替代常规水泥，可在一定程度上增加涂层的孔隙率，提高热阻，增强防火性能。
空心漂珠、水镁石纤维、膨胀蛭石等都能耐800-1000℃的高温，是优良的防火阻燃材料。其中，空心漂珠具有微小、空心、耐高温和电绝缘性能优良等特性，是一种新型、多功能的无机材料；膨胀蛭石，是一种复杂的铁、镁硅酸盐层状碎片，其中充满着无数细小的孔隙，干密度为80-120kg/m3，导热系数为0.047-0.07W/(m·K)，是一种优良的绝热材料；水镁石纤维是一种含水硅酸镁纤维，纤维长度为5-12mm，中空管束状结构，导热系数为0.145W/(m·K)具有抗拉强度高(892-1283MPa)、易水解分散、抗裂性好、阻燃消烟性优良等特点。
防火涂料中添加适量的无机膨胀材料-可膨胀石墨和重铬酸铵。可膨胀石墨具有润滑性、导电性、柔韧性、化学稳定性等特性，当其受到200℃以上高温时，吸留在层间点阵中的化合物吸收大量热量而急剧分解、气化、膨胀，最终沿层间膨胀150-200倍，形成纳米级微孔结构，成为大量“蠕虫”状碳化体微粒，填充于涂层中的空隙之间；重铬酸铵在高温下分解成三氧化二铬，体积膨胀数10倍，膨松的三氧化二铬具有高熔点(1300℃)、高耐火性能，这种无机膨胀材料，不但可提高防火涂层的热阻，增大防火极限值，而且在高温下可吸收大量的热量、释放出水，可有效地降低火灾中防火涂层的温度，延缓热量向内部传递，同时还有抑烟消烟作用。
具体实施方式
一种耐烃类厚涂型防火涂料，关键是：上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石20～25份、煅烧高岭土10～12份、铝质耐火水泥29～30份、硅酸钠10～16份、聚合磷酸铝1～3份、氧化锌1～2份、膨润土1～2份、聚合物粉末10～20份、活性粉料20～23份、复合纤维8～10份、三氧化二锑9～10份、氧化铝10～15份、轻质碳酸钙12～15份、云母粉5～7份、膨胀蛭石15～20份、膨胀珍珠岩18～23份、空心漂珠10～12份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石20份、煅烧高岭土10份、铝质耐火水泥29份、硅酸钠10份、聚合磷酸铝1份、氧化锌1份、膨润土1份、聚合物粉末10份、活性粉料20份、复合纤维8份、三氧化二锑9份、氧化铝10份、轻质碳酸钙12份、云母粉5份、膨胀蛭石15份、膨胀珍珠岩18份、空心漂珠10份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石25份、煅烧高岭土12份、铝质耐火水泥30份、硅酸钠16份、聚合磷酸铝3份、氧化锌2份、膨润土2份、聚合物粉末20份、活性粉料23份、复合纤维10份、三氧化二锑10份、氧化铝15份、轻质碳酸钙15份、云母粉7份、膨胀蛭石20份、膨胀珍珠岩23份、空心漂珠12份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石23份、煅烧高岭土11份、铝质耐火水泥29.5份、硅酸钠13份、聚合磷酸铝2份、氧化锌1.5份、膨润土1.5份、聚合物粉末15份、活性粉料22份、复合纤维9份、三氧化二锑9.5份、氧化铝13份、轻质碳酸钙14份、云母粉6份、膨胀蛭石18份、膨胀珍珠岩21份、空心漂珠11份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石21份、煅烧高岭土10.5份、铝质耐火水泥29.3份、硅酸钠12份、聚合磷酸铝1.5份、氧化锌1.3份、膨润土1.2份、聚合物粉末13份、活性粉料21份、复合纤维8.5份、三氧化二锑9.2份、氧化铝11份、轻质碳酸钙13份、云母粉5.5份、膨胀蛭石16.5份、膨胀珍珠岩19份、空心漂珠10.5份。
上述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石24份、煅烧高岭土11.5份、铝质耐火水泥29.8份、硅酸钠15份、聚合磷酸铝2.5份、氧化锌1.8份、膨润土1.7份、聚合物粉末17份、活性粉料22.6份、复合纤维9.5份、三氧化二锑9.8份、氧化铝14份、轻质碳酸钙14.6份、云母粉6.6份、膨胀蛭石19份、膨胀珍珠岩22份、空心漂珠11.6份。
上述的聚合物包括聚丙烯酸酯、苯丙、聚醋酸乙烯酯和氯乙烯乙烯丙烯酸酯共聚物中的至少一种。
上述活性粉料各原材料按重量份数比例组成为：氧化钛2～2.4份、玻璃粉3～3.3份、氧化钙1～1.3份、硅酸钠1～1.2份、氧化铝4～4.3份、氧化锌2～2.3份、焦磷酸钠1～1.2份、碳酸钠1～1.3份、硅灰石粉1～1.4份、钛酸钡陶瓷粉料4～4.3份。
上述活性粉料的粒径不大于1μm。
上述的复合纤维中各原料的重量组成为：木质纤维0.3～0.5份、聚丙烯纤维1.8～2.3份、玻璃纤维1.5～1.8份、碳纤维1.4～1.8份、硅酸铝纤维3～3.6份。
本发明在具体实施时：首先将防火涂料的各原材料按重量份数比例备好，其中，水镁石20份、煅烧高岭土10份、铝质耐火水泥29份、硅酸钠10份、聚合磷酸铝1份、氧化锌1份、膨润土1份、聚丙烯酸酯10份、活性粉料20份、复合纤维8份、三氧化二锑9份、氧化铝10份、轻质碳酸钙12份、云母粉5份、膨胀蛭石15份、膨胀珍珠岩18份、空心漂珠10份。然后将复合纤维按照长度要求剪断、分散、干燥，其中，木质纤维0.3份长度为1mm、聚丙烯纤维1.8份长度为18mm、玻璃纤维1.5份长度为23mm、碳纤维1.4份长度为10mm、硅酸铝纤维3份长度为30mm。然后将活性粉料分别粉碎球磨、分级、干燥，使粒径≤1μm。然后将备好的活性粉料改性，所说的改性为表面改性或机械化学加工改性。最后将改性后的活性粉料、复合纤维及其它备好的各原材料经高速搅拌混合均匀，包装入库。
本发明按照GB14907-2002《钢结构防火涂料》进行检验，得出的耐烃类厚涂型防火涂料的性能指标见下表：
| 检验项目 | 标准要求 | 检验结果 |
| 外观 | 灰白色颗粒状轻质粉末 | 合格 |
| 细度/min | ≤1 | 0.9 |
| 表干/h | ≤12 | 6 |
| 干密度/kg·m-3 | ≤650 | 450 |
| 耐水性/d | ≥20 | 28 |
| 耐碱性/h | ≥36 | 72 |
| 耐酸性/h | ≥36 | 72 |
| 黏结强度/MPa | ≥0.3 | 0.4 |
| 抗压强度/MPa | ≥0.3 | 0.5 |
| 耐冷热循环 | 20次，不开裂，不脱落 | 25次 |
综上所述，本发明能承受瞬间升温至1100℃的持续高温，具有较高的稳定性，不易爆裂脱落，具有黏结强度和抗压强度高、附着力强、耐水性好、耐溶剂侵蚀性好、抗冷热循环、导热系数低、防火防腐性能优良的特点。可广泛适用于(超)高层建筑、石油化工、冶金、电力、交通运输、库房等各类建筑物中的室内外钢结构、混凝土结构的防火保护，也适用于防火要求较高的热工环境，如锅炉、蒸汽管道等。
Claims (10)
1.一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石20～25份、煅烧高岭土10～12份、铝质耐火水泥29～30份、硅酸钠10～16份、聚合磷酸铝1～3份、氧化锌1～2份、膨润土1～2份、聚合物粉末10～20份、活性粉料20～23份、复合纤维8～10份、三氧化二锑9～10份、氧化铝10～15份、轻质碳酸钙12～15份、云母粉5～7份、膨胀蛭石15～20份、膨胀珍珠岩18～23份、空心漂珠10～12份。
2.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石20份、煅烧高岭土10份、铝质耐火水泥29份、硅酸钠10份、聚合磷酸铝1份、氧化锌1份、膨润土1份、聚合物粉末10份、活性粉料20份、复合纤维8份、三氧化二锑9份、氧化铝10份、轻质碳酸钙12份、云母粉5份、膨胀蛭石15份、膨胀珍珠岩18份、空心漂珠10份。
3.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石25份、煅烧高岭土12份、铝质耐火水泥30份、硅酸钠16份、聚合磷酸铝3份、氧化锌2份、膨润土2份、聚合物粉末20份、活性粉料23份、复合纤维10份、三氧化二锑10份、氧化铝15份、轻质碳酸钙15份、云母粉7份、膨胀蛭石20份、膨胀珍珠岩23份、空心漂珠12份。
4.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石23份、煅烧高岭土11份、铝质耐火水泥29.5份、硅酸钠13份、聚合磷酸铝2份、氧化锌1.5份、膨润土1.5份、聚合物粉末15份、活性粉料22份、复合纤维9份、三氧化二锑9.5份、氧化铝13份、轻质碳酸钙14份、云母粉6份、膨胀蛭石18份、膨胀珍珠岩21份、空心漂珠11份。
5.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石21份、煅烧高岭土10.5份、铝质耐火水泥29.3份、硅酸钠12份、聚合磷酸铝1.5份、氧化锌1.3份、膨润土1.2份、聚合物粉末13份、活性粉料21份、复合纤维8.5份、三氧化二锑9.2份、氧化铝11份、轻质碳酸钙13份、云母粉5.5份、膨胀蛭石16.5份、膨胀珍珠岩19份、空心漂珠10.5份。
6.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述防火涂料各原材料按重量份数比例组成为：水镁石24份、煅烧高岭土11.5份、铝质耐火水泥29.8份、硅酸钠15份、聚合磷酸铝2.5份、氧化锌1.8份、膨润土1.7份、聚合物粉末17份、活性粉料22.6份、复合纤维9.5份、三氧化二锑9.8份、氧化铝14份、轻质碳酸钙14.6份、云母粉6.6份、膨胀蛭石19份、膨胀珍珠岩22份、空心漂珠11.6份。
7.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述的聚合物包括聚丙烯酸酯、苯丙、聚醋酸乙烯酯和氯乙烯乙烯丙烯酸酯共聚物中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述活性粉料各原材料按重量份数比例组成为：氧化钛2～2.4份、玻璃粉3～3.3份、氧化钙1～1.3份、硅酸钠1～1.2份、氧化铝4～4.3份、氧化锌2～2.3份、焦磷酸钠1～1.2份、碳酸钠1～1.3份、硅灰石粉1～1.4份、钛酸钡陶瓷粉料4～4.3份。
9.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述活性粉料的粒径不大于1μm。
10.根据权利要求1所述的一种耐烃类厚涂型防火涂料，其特征在于：所述的复合纤维中各原料的重量组成为：木质纤维0.3～0.5份、聚丙烯纤维1.8～2.3份、玻璃纤维1.5～1.8份、碳纤维1.4～1.8份、硅酸铝纤维3～3.6份。
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