CN103805033A - 一种超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，所述防火涂料由A组分和B组分混合而成，所述A组分按重量百分比分为，环氧树脂28～35%、膨胀阻燃剂25～30%、阻燃抑烟剂15～20%、金属氧化物5.5～8%、分散剂0.5～0.75%溶剂18～23%所述B组分按重量百分比分为，固化剂90%固化促进剂10%，组分A与组分B混合均匀，即得到常温固化型双组分TBA环氧树脂超薄膨胀型钢结构防火涂料。与现有防火涂料相比较，本发明具有发泡效果好、炭化物生成量大、发烟少、涂层附着力强、耐酸碱性好、防腐性能优的特点。

Description

一种超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防火涂料，尤其涉及一种超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法。

背景技术

现代化大型建筑及石化设施的框架多采用钢结构，然而，钢材的导热系数大，一般为52W/（m·K），一旦遇到火灾，火场温度大多在10min内即达到700℃，此刻因钢材的屈服强度急剧下降至常温态的40%左右而失去承载力，因此必须对钢结构进行防火保护。采用膨胀型防火涂料对钢结构进行涂覆保护，无疑是最经济、简便、有效的方法之一。将膨胀型防火涂料喷涂于钢材表面，涂层受火时发泡膨胀，形成一个比原涂层厚几十倍的难燃海绵状炭质层，其导热系数低，一般小于0.2W/（m·K），对钢材起防火隔热作用，防止或延缓钢材在火灾中由于迅速升温而强度降低，避免导致建筑物坍塌。钢结构防火涂料发展到现在，基本上已形成多品种、多性能、系列化的格局。从类型上讲有厚涂型(涂层厚8～50mm，耐火时间达0.5～3h)、薄涂型(涂层厚3～7mm，一般使用在要求耐火极限不超过2h的建筑钢结构上)和近年发展起的超薄型(涂层厚不超过3mm，一般使用在要求耐火极限不超过2h的建筑钢结构上)。在应用范围上又分室外和室内型。随着我国建筑业的不断发展，高速增长的公共娱乐场所、体育馆、候机厅、展览馆、电视塔、商贸大厦、大型工业厂房等大跨度建筑物和超高层建筑物等都广泛采用钢结构防火涂料，开发涂层超薄、装饰性强、施工方便、防火性能高、应用范围广的超薄型的室外钢结构防火涂料具有广泛的市场前景。目前，超薄膨胀型钢结构防火涂料多为常规涂料，即以基体树脂配以防火阻燃助剂。其阻燃防火功效靠添加大量阻燃剂实现，涂层的力学性能和装饰保护功能较差;且添加的阻燃体系多为低分子化合物的复合体系，其在涂层服役期间存在挥发、迁移、抽出和脱离涂层的现象，随着涂层服役时间延长，阻燃剂会越来越少，涂层的防火功效不断下降。

将溴元素引入基体树脂的含溴高分子材料在防火涂料中既有卤系阻燃效应，又能黏结防火涂料中的各组分，克服了添加型小分子阻燃剂易渗出、迁移、挥发的缺点，达到了延长防火时效的目的;同时高分子阻燃材料的使用，减少了无机阻燃剂的添加，对改善涂层的物理化学性能起到了很大作用，防火涂料耐火性能也可得到很大提高。

发明内容

本发明的目的是弥补超薄膨胀型钢结构防火涂料的技术缺陷，提供一种成膜性好、稳定性好、发泡效果好、炭化物生成量大、发烟少、防火时间长、涂层附着力强、耐酸碱性好、防腐性能优、耐火时间长的超薄防火涂料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，所述防火涂料由A组分和B组分混合而成，

所述A组分按重量百分比分为，

所述B组分按重量百分比分为，

固化剂     90%

固化促进剂 10%；

作为优选，所述环氧树脂由四溴双酚A环氧树脂与环氧树脂E-44组成，引入带有阻燃环氧树脂，涂料中既有卤系阻燃效应，又能黏结防火涂料中的各组分，其质量比为1∶3时效果最佳；

作为优选，所述膨胀阻燃剂由聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇组成，大大提高涂料发泡膨胀效果，其质量比为3∶2∶1时效果最佳；

作为优选，所述阻燃抑烟剂由三氧化二锑与硼酸锌组成，涂料具有很好的防火功效好、发烟量少，其质量比为1:1时效果最佳；

作为优选，所述金属氧化物由钛白粉与氧化镁组成，其质量比为5:3时效果最佳；

作为优选，所述分散剂由有机膨润土SD-1与润湿分散剂BYK-163组成，使用混合分散剂，分散效果更好，其质量比为2:1时效果最佳；

作为优选，所述溶剂由环己酮和乙酸乙酯组成，用以降低树脂黏度，其质量比为7:3时效果最佳；

作为优选，所述固化剂由固化剂NX-2015与固化剂三乙烯四胺组成，涂料固化时间短，固化效果好，其质量比为9∶1时效果最佳；

作为优选，所述固化促进剂为DMP-30；

一种超薄膨胀型钢结构防火涂料制备方法，工艺步骤如下，

（1）A组分的制备，加入28～35%的四溴双酚A环氧树脂和环氧树脂E-44组成基料树脂，搅拌混匀，在300～500r/min转速条件下搅拌，再加入7∶3组成的混合溶剂溶解树脂，然后加入25～30%由聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇组成的膨胀阻燃剂，再依次加入15～20%阻燃抑烟剂、5.5～8%金属氧化物，待预混合后，加入0.5～0.75%分散剂，再用溶剂调节物料黏度，物料经2000～3500r/min高速搅拌机预混合后，用研磨使细度≤60μm，固含量＞70.00%时停止研磨，出料得到涂料A组分；

（2）B组分的制备：在600～700r/min转速条件搅拌将固化剂NX-2015与固化剂三乙烯四胺按质量比9∶1混合均匀后，在750～900r/min转速条件搅拌加入10%固化促进剂搅拌均匀后得到涂料B组分；

（3）A组分、B组分混合，将A组分、B组分按质量比5∶1，在900～1000r/min转速条件下搅拌混合均匀，并放置熟化，制成超薄膨胀型钢结构防火涂料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明的超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备设备均为涂料制备过程中的常用设备，制备过程简单易行，便于实施。

2.本发明所得的超薄膨胀型钢结构防火涂料产品按国家标准GB14907－2002“钢结构防火涂料”进行检测，各项指标均符合标准，综合性能佳。

3.本发明所得的产品性能稳定，涂料附着力好、耐酸碱性好、防腐性能优，膨胀阻燃发泡体系以及助剂均匀分布，形成的炭层孔径致密均匀、泡孔结构完整，体现出优异的防火性能，比普通的防火涂料耐火时间更长久。

具体实施方式

实施例：下面将结合附图对本发明作进一步说明，一种超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，所述防火涂料含有环氧树脂、膨胀阻燃剂(聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇)、阻燃抑烟剂、金属氧化物、润湿分散剂、固化剂、固化促进剂，各组分的重量百分比为：A组分：环氧树脂30%、膨胀阻燃剂28%、阻燃抑烟剂16%、金属氧化物5.5%、分散剂0.5%、溶剂20%；B组分：固化剂90%、固化促进剂10%，

A组分的制备：加入30%质量比1∶3的四溴双酚A环氧树脂和环氧树脂E-44组成基料树脂搅拌混匀，在400r/min转速条件搅拌再加入环己酮和乙酸乙酯按质量比7∶3组成的混合溶剂溶解树脂以降低树脂黏度，然后加入28%膨胀阻燃体系(质量比3∶2∶1的聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇)，再依次加入16%阻燃抑烟剂（质量比1:1的三氧化二锑和硼酸锌）、5.5%金属氧化物（质量比5:3的钛白粉氧化镁），待预混合后，加入0.5%分散剂（质量比2:1有机膨润土SD-1与润湿分散剂BYK-163）用由环己酮和乙酸乙酯按质量比7∶3组成的溶剂调节物料黏度。物料经3500r/min高速搅拌机预混合后，用锥形研磨机研磨使细度≤60μm，固含量＞70.00%时停止研磨，出料得到涂料A组分

B组分的制备：在600r/min转速条件搅拌将固化剂NX-2015与固化剂三乙烯四胺按质量比9∶1混合均匀后，在在850r/min转速条件搅拌加入10%固化促进剂DMP-30搅拌均匀后得到涂料B组分。

在1000r/min转速条件搅拌将A，B组分按质量比5∶1混合均匀，放置熟化制成超薄膨胀型钢结构防火涂料。

得到的超薄膨胀型钢结构防火涂料产品按国家标准GB14907－2002“钢结构防火涂料”进行检测，其常规及理化性能见下表。

实施实例所制备的超薄膨胀型钢结构防火涂料性能表

以上对本发明所提供的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述防火涂料由A组分和B组分混合而成，

所述A组分按重量百分比分为，

所述B组分按重量百分比分为，

固化剂     90%

固化促进剂 10%。

2.根据权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述环氧树脂由四溴双酚A环氧树脂与环氧树脂E-44组成，其质量比为1∶3。

3.根据权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述膨胀阻燃剂由聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇组成，其质量比为3∶2∶1。

4.根据权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述阻燃抑烟剂由三氧化二锑与硼酸锌组成，其质量比为1:1。

5.根据权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述金属氧化物由钛白粉与氧化镁组成，其质量比为5:3。

6.根据权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述分散剂由有机膨润土SD-1与润湿分散剂BYK-163组成，其质量比为2:1。

7.根据权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述溶剂由环己酮和乙酸乙酯组成，其质量比为7:3。

8.根据权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述固化剂由固化剂NX-2015与固化剂三乙烯四胺组成，其质量比为9∶1。

9.根据权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述固化促进剂为DMP-30。

10.一种制备权利要求1所述的一种超薄膨胀型钢结构防火涂料制备方法，其特征在于，工艺步骤如下:

（1）A组分的制备，加入28～35%的四溴双酚A环氧树脂和环氧树脂E-44组成基料树脂，搅拌混匀，在300～500r/min转速条件下搅拌，再加入7∶3组成的混合溶剂溶解树脂，然后加入25～30%由聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇组成的膨胀阻燃剂，再依次加入15～20%阻燃抑烟剂、5.5～8%金属氧化物，待预混合后，加入0.5～0.75%分散剂，再用溶剂调节物料黏度，物料经2000～3500r/min高速搅拌机预混合后，用研磨使细度≤60μm，固含量＞70.00%时停止研磨，出料得到涂料A组分；

（2）B组分的制备：在600～700r/min转速条件搅拌将固化剂NX-2015与固化剂三乙烯四胺按质量比9∶1混合均匀后，在750～900r/min转速条件搅拌加入10%固化促进剂搅拌均匀后得到涂料B组分；

（3）A组分、B组分混合，将A组分、B组分按质量比5∶1，在900～1000r/min转速条件下搅拌混合均匀，并放置熟化，制成超薄膨胀型钢结构防火涂料。