CN103450782A

CN103450782A - 耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料

Info

Publication number: CN103450782A
Application number: CN2013100165758A
Authority: CN
Inventors: 王海辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2013-12-18

Abstract

耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，解决了薄涂型钢结构防火涂料普遍存在，不环保，在火灾的情况下易脱落，附着性差，封闭性能差的问题。采用的技术方案是，其组分按质量份数配比是：TBA环氧树脂10-20份，水性固化剂3-10份，聚磷酸铵5-15份，三聚氰胺5-12份，季戊四醇3-8份，氯化石蜡1-5份，氧化钼0.1-0.5份，钛白粉18-25份，助熔剂a10-15份，助熔剂b4-8份，水4-8份，三氧化二锑1-1.5份。本发明是优点是，具有极强封闭性能，附着力好，耐火性强。

Description

耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料

技术领域

本发明属于防火涂料技术领域，涉及到一种耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，特别是一种具有极强封闭性能，附着力好，耐火性强的耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料。

背景技术

随着社会经济的发展和科技的进步，钢结构的建筑越来越多，钢结构是主要的建筑结构之一，特别是在一些大跨度建筑、桥梁、高层和超高层建筑中钢结构得到了广泛的应用。钢材虽然自身不燃，但存在耐火性差的弱点，且极易导热，在高温下会迅速受热失去强度而变形。常用的建筑钢材的临界温度一般为540℃，而建筑火灾火场温度大多在800-1200℃。在火灾中，几分钟内未采取保护措施钢结构的温度即达到钢材的临界温度，致使其承载能力急剧下降，发生变形，进而失去承载能力，造成建筑物部分或全部垮塌毁坏。采用防火涂料对钢结构进行保护，对延缓火灾的传播速度和钢结构的坍塌起到重要的作用，为人员安全撤离和火灾救援赢得宝贵时间，是维护钢结构防火安全的有效手段。而目前薄涂型钢结构防火涂料普遍存在，不环保，在火灾的情况下易脱落，附着性差，封闭性能差的问题。因而，研制防火性能好的钢结构建筑防火涂料成为了急需解决和备受关注的热点问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，设计了一种耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，解决了薄涂型钢结构防火涂料普遍存在，不环保，在火灾的情况下易脱落，附着性差，封闭性能差的问题。

本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，关键是：其组分按质量份数配比是：TBA环氧树脂 10-20份，水性固化剂3-10份，聚磷酸铵5-15份，三聚氰胺5-12份，季戊四醇3-8份，氯化石蜡1-5份，氧化钼0.1-0.5份，钛白粉18-25份，助熔剂a10-15份，助熔剂b4-8份，水4-8份，三氧化二锑1-1.5份。

其组分按质量份数配比是：TBA环氧树脂15份，水性固化剂7份，聚磷酸铵10份，三聚氰胺8份，季戊四醇6份，氯化石蜡3份，氧化钼0.3份，钛白粉20份，助熔剂a12份，助熔剂b6份，水6份，三氧化二锑1.3份。

其组分按质量份数配比是：TBA环氧树脂10份，水性固化剂3份，聚磷酸铵5份，三聚氰胺10份，季戊四醇7份，氯化石蜡4份，氧化钼0.5份，钛白粉18份，助熔剂a15份，助熔剂b6份，水8份，三氧化二锑1份。

所述的助熔剂a为硼酸锌。

所述的助熔剂b为萤石或氧化铝中的一种。

TBA的合成：加入BPA和95％的乙醇。在室温下，搅拌使BPA完全溶解，加入NaBr和浓盐酸，加KBrO饱和溶液，其中含KBrO 4.84g。室温下反应1h后，加30％ H₂O₂溶液。室温下反应2h后，加热回流2h。加10％NaHSO₃溶液，直到溶液中无溴为止。蒸馏回收乙醇，然后倒入容器中冷却后抽滤，并用100℃蒸馏水洗涤滤饼，滤饼于100℃烘干，得淡黄色的TBA。

由TBA环氧树脂和水性固化剂构成的基料树脂，由于所含的醚键、环氧基等结构而使它与钢材有较好的附着力，与阻燃体系有优良的相容性和黏结力；环氧树脂与水性固化剂交联反应成网状结构，使得涂层致密，在遇火膨胀发泡时能提高发泡炭质层的致密度和强度，增强防火隔热效果；固化后的环氧树脂，具有优良的耐化学腐蚀性、耐热性、耐酸碱性，以及良好的电绝缘性和机械强度。

影响膨胀型防火涂料防火性能的主要因素有：炭质层的厚度、强度、结构、导热系数及化学组成等。理想的炭质层结构应该是孔径均匀致密、泡孔结构完整、具有一定厚度、附着力好、强度高、导热系数低等，因此，炭质层质量是决定防火涂料防火性能的主要因素。影响防火涂层炭质层质量的因素，除基料树脂外，还有膨胀发泡阻燃体系、颜填料及助剂，其中膨胀发泡阻燃体系的影响最大。本防火涂料采用的膨胀发泡阻燃体系，由催化剂聚磷酸铵、发泡剂三聚氰胺、炭化剂季戊四醇及氯化石蜡组成。在基本配方中各因素不变的条件下，采用正交试验设计，以耐火时间为考核指标，通过极差分析筛选出APP、MEL、PER、CP-42的最佳配比，结果如下：按极差大小排列为：APP>MEL＞PER＞CP-42，即各因素对耐火时间的影响APP最大、CP-42最小；选择耐火时间最长的最佳组合为：APP 20g、MEL16g、PER 12g、CP-42为6g。APP是酸源，其在290℃左右开始分解并放出NH3和磷酸，磷酸使PER上的羟基脱水炭化，形成均匀致密的三维空间结构炭化层，减少热分解时可燃性焦油、醛、酮的产生，促进产生不燃性气体，同时阻止放热量大的炭氧化反应。选择高聚合度的APP更有利于提高涂料的炭质层质量，增强涂层的耐湿热性，避免出现盐析现象。PER为炭源，是形成三维空间结构泡沫炭质层的骨架基础，其炭含量为44％，羟基含量为50％，炭含量决定它的炭化速率，羟基含量决定它的脱水速率和发泡速率。PER在高温条件下与APP放出的磷酸、偏磷酸、焦磷酸在气相发生酯化反应，使PER上的羟基脱水炭化，形成泡沫炭质层。MEL为气源，当其遇火达到一定温度时即分解释放出不燃性气体，如氨气、水、二氧化碳、卤化氢等，使涂层在达到软化点的条件下发泡膨胀，形成海绵状炭化层，达到隔热阻燃效果。CP-42既是发泡剂又是成炭剂和增塑剂，当温度上升到220℃左右时，基料树脂开始软化，CP-42在210℃左右开始分解，释放出CH4和HCl气体，使软化的涂层开始发泡，同时HCl气体还有阻燃作用。CP-42脱出HCl后成碳链，作为炭架基础。这样就使防火涂层在火灾初期开始发泡，从而保护了涂层，通过梯度发泡、二次炭化，增强了炭质层厚度及质量，提高了防火效果。

本发明的有益效果是，由于耐烃类防火涂料的成膜物质具有极强的封闭性能，解决了防火涂料耐水性差的问题；耐烃类防火涂料所采用的基体树脂，附着力好，膨胀层致密、强度高，具有耐烃类火灾的功能。

具体实施方式

耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，关键是：其组分按质量份数配比是：TBA环氧树脂10-20份，水性固化剂3-10份，聚磷酸铵5-15份，三聚氰胺5-12份，季戊四醇3-8份，氯化石蜡1-5份，氧化钼0.1-0.5份，钛白粉18-25份，助熔剂a10-15份，助熔剂b4-8份，水4-8份，三氧化二锑1-1.5份。

所述的助熔剂a为硼酸锌。

所述的助熔剂b为萤石或氧化铝中的一种。

实施例(按质量份数，单位：份)

性能指标

Claims

1.耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，其特征在于：其组分按质量份数配比是：TBA环氧树脂10-20份，水性固化剂3-10份，聚磷酸铵5-15份，三聚氰胺5-12份，季戊四醇3-8份，氯化石蜡1-5份，氧化钼0.1-0.5份，钛白粉18-25份，助熔剂a10-15份，助熔剂b4-8份，水4-8份，三氧化二锑1-1.5份。

2.根据权利要求1所述的耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，其特征在于：其组分按质量份数配比是：TBA环氧树脂15份，水性固化剂7份，聚磷酸铵10份，三聚氰胺8份，季戊四醇6份，氯化石蜡3份，氧化钼0.3份，钛白粉20份，助熔剂a12份，助熔剂b6份，水6份，三氧化二锑1.3份。

3.根据权利要求1所述的耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，其特征在于：其组分按质量份数配比是：TBA环氧树脂10份，水性固化剂3份，聚磷酸铵5份，三聚氰胺10份，季戊四醇7份，氯化石蜡4份，氧化钼0.5份，钛白粉18份，助熔剂a15份，助熔剂b6份，水8份，三氧化二锑1份。

4.根据权利要求1所述的耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的助熔剂a为硼酸锌。

5.根据权利要求1所述的耐烃类室外薄涂型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的助熔剂b为萤石或氧化铝中的一种。