CN104449238A - 一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高耐火性能的防火涂料及其加工工艺。一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，所述的防火涂料包括组分A和组分B；所述组分A包括以下成分组成，按重量份数计：防火填料32-48份、主粘合剂6-12份、多聚磷酸铵3-8份、双季戊四醇6-16份、玻璃粉2-5份、改性纳米氢氧化铝12-27份、水16-24份；所述组分B包括以下成分组成，按重量份数计：辅助粘合剂0.6-1.2份、防霉剂0.1-0.5份、增强剂1.2-3.7份、分散剂0.7-2.5份、水0.2-2份，该防火涂料具有耐水、抗渗、耐冲击、耐火、防霉性能高，且具有无毒无害、使用寿命长等特点。

Description

一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料
技术领域
本发明涉及一种防火材料，特别是一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料。
背景技术
随着工业化进程的发展，尤其是在大中型城市的建设当中，钢结构以其快速方便的施工优越性，已经成为很重要的一个建筑应用材料，作为金属材质的钢构建设，多应用于标准厂房、大型体育场馆、机场、桥梁、立体车库等场所。但钢结构的耐火性能且远不如砖混结构，钢材的临界温度为540℃，达到这一温度，它的承载能力将降低一半左右。一般的火灾中，15min左右即可达到这一温度，从而导致建筑物的坍塌。这一特性决定了钢结构建筑物必须采取相应的防火措施。通常会在钢结构表面涂刷防火涂料以保证其耐火性能。
在环保法规日益完善，人们对环境污染及人身健康日益重视的今天，挥发性有机化合物含量很高的溶剂型防火涂料的使用受到越来越严格的限制。对钢结构防火涂料要求也越来越高，总结起来对钢结构防火涂料性能要求主要集中一下几点：第一，良好的耐火性能；第二，粘结性能高，便于喷涂，施工方便；第三，较好的耐水抗渗性能；第四，不产生有毒烟雾、环保性能好；第五，加工工艺简便，成本低；第六，使用寿命长，同时便于更换涂层；第七，耐冲击，能够适应于具有爆炸工况的火灾要求；第八，要有其他辅助性能，如：装饰性能、吸声、防霉等性能。但现有技术中的钢结构用防火涂料往往是只注重防火性能、粘结性能等指标，而对于涂料的环保性能、耐冲击性、抗渗防水性能、防霉性能等往往没有关注。
发明内容
    本发明的目的在于提供一种高耐火性能的防火涂料及其加工工艺，该防火涂料具有耐水、抗渗、耐冲击、耐火、防霉性能高，且具有无毒无害、使用寿命长等特点；其加工工艺简单、施工方便，可大大降低企业生产成本。
一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，所述的防火涂料包括组分A和组分B；
所述组分A包括以下成分组成，按重量份数计：
防火填料                        32-48份
主粘合剂                         6-12份
多聚磷酸铵                        3-8份
双季戊四醇                       6-16份
玻璃粉                            2-5份
改性纳米氢氧化铝                 12-27份
水                               16-24份；
所述组分B包括以下成分组成，按重量份数计：
辅助粘合剂                    0.6-1.2份
防霉剂                        0.1-0.5份
增强剂                        1.2-3.7份
分散剂                        0.7-2.5份
水                              0.2-2份。
上述一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其中，所述防火填料为膨胀珍珠岩、环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂中的一种或几种，优选膨胀珍珠岩、环氧树脂、丙烯酸树脂以1:2：1的重量份数比混合而成。
上述一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其中，所述主粘合剂为硅酸盐水泥、高铝水泥以1.2:2的重量份数比混合而成。
上述一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其中，所述辅助粘合剂为碳酸氢钠、多异氰酸酯、乙酸丁酯以2:3:1的重量份数比混合而成。
上述一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其中，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或两种的混合。
上述一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其中，所述防霉剂为10,10’-氧代双吩恶砒。
上述一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其中，所述增强剂为高岭土。
上述一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其中，所述主粘合剂与辅助粘合剂的重量分数比为10:1。
上述一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其中，其制备方法如下：
（1）称重
将所需要的材料按重量份数或重量比例，计量准确，备用；
（2）制备组分A
将防火填料、主粘合剂、多聚磷酸铵、双季戊四醇、玻璃粉、改性纳米氢氧化铝和水，加入第一反应釜中搅拌均匀，搅拌时间为45-70min，搅拌温度为80-120℃；
（3）制备组分B
将辅助粘合剂、防霉剂、增强剂、分散剂与水加入第二反应釜中搅拌均匀后取出备用，搅拌时间为15-20min，搅拌温度为120-130℃；
（4）制备防火涂料
对第一反应釜进行加热，使其温度以5℃/2min的速度均匀上升，将搅拌均匀的组分B加入第一反应釜中，边加热边搅拌，直至搅拌均匀后取出即可得防火涂料，搅拌时间为1-2h。
与现有技术相比，本发明有益效果为：
1、                使用防火隔热材料具有不燃、质轻、导热系数小的优点，在钢结构防火涂料中起到隔热，降低密度的作用；
2、                区别与普通高分子类粘合剂，水溶性聚乙烯醇具有更好的粘结性能，可使得钢结构防火涂料的粘结效果大大改善。
3、                由于添加了其他助剂，使得产品的防霉性、防水抗渗等性能大大提高，使得产品的使用效果大大提高。
4、                添加有多聚磷酸铵作为膨胀剂，大大提高钢结构防火涂料的抗裂性能，大大增加了产品韧度，提高了钢结构防火涂料的耐冲击性。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其制备方法如下：
（1）制备组分A
按重量份数计将防火填料36份、主粘合剂7份、多聚磷酸铵3.6份、双季戊四醇8份、玻璃粉3.5份、改性纳米氢氧化铝15份和水18份，加入第一反应釜中搅拌均匀，搅拌时间为50min，搅拌温度为100℃，其中，防火填料由膨胀珍珠岩、环氧树脂、丙烯酸树脂以1:2：1的重量份数比混合而成；
（3）制备组分B
按重量份数计将辅助粘合剂0.7份、10,10’-氧代双吩恶砒0.2份、高岭土1.7份、分散剂0.9份与水0.3份加入第二反应釜中搅拌均匀后取出备用，搅拌时间为15min，搅拌温度为120℃，其中，分散剂为三聚磷酸钠与六偏磷酸钠以1:1的重量份数比混合而成，辅助粘合剂为碳酸氢钠、多异氰酸酯、乙酸丁酯以2:3:1的重量份数比混合而成；
（4）制备防火涂料
对第一反应釜进行加热，使其温度以5℃/2min的速度均匀上升，将搅拌均匀的组分B加入第一反应釜中，边加热边搅拌，直至搅拌均匀后取出即可得防火涂料，搅拌时间为2h。
实施例2
一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其制备方法如下：
（1）制备组分A
按重量份数计将防火填料42份、主粘合剂8份、多聚磷酸铵5份、双季戊四醇8份、玻璃粉4份、改性纳米氢氧化铝20份和水21份，加入第一反应釜中搅拌均匀，搅拌时间为55min，搅拌温度为90℃，其中，防火填料由环氧树脂、丙烯酸树脂以1:2的重量份数比混合而成；
（3）制备组分B
按重量份数计将辅助粘合剂0.8份、10,10’-氧代双吩恶砒0.32份、高岭土2.1份、分散剂1.3份与水0.4份加入第二反应釜中搅拌均匀后取出备用，搅拌时间为18min，搅拌温度为125℃，其中，分散剂为三聚磷酸钠，辅助粘合剂为碳酸氢钠、多异氰酸酯、乙酸丁酯以2:3:1的重量份数比混合而成；
（4）制备防火涂料
对第一反应釜进行加热，使其温度以5℃/2min的速度均匀上升，将搅拌均匀的组分B加入第一反应釜中，边加热边搅拌，直至搅拌均匀后取出即可得防火涂料，搅拌时间为2h。
实施例3
一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其制备方法如下：
（1）制备组分A
按重量份数计将防火填料40份、主粘合剂9份、多聚磷酸铵6份、双季戊四醇11份、玻璃粉3份、改性纳米氢氧化铝14份和水20份，加入第一反应釜中搅拌均匀，搅拌时间为60min，搅拌温度为110℃，其中，防火填料由膨胀珍珠岩与氨基树脂以3:2的重量份数比混合而成；
（3）制备组分B
按重量份数计将辅助粘合剂0.9份、10,10’-氧代双吩恶砒0.14份、高岭土1.8份、分散剂1.5份与水0.45份加入第二反应釜中搅拌均匀后取出备用，搅拌时间为18min，搅拌温度为125℃，其中，分散剂为三聚磷酸钠，辅助粘合剂为碳酸氢钠、多异氰酸酯、乙酸丁酯以2:3:1的重量份数比混合而成；
（4）制备防火涂料
对第一反应釜进行加热，使其温度以5℃/2min的速度均匀上升，将搅拌均匀的组分B加入第一反应釜中，边加热边搅拌，直至搅拌均匀后取出即可得防火涂料，搅拌时间为1.5h。
本发明所述方法制得的防火涂料的性能数据如下表1：
表1  本发明所述方法制得的钢结构防火涂料的性能数据
项目名称 GB14907-2002标准技术指标及其他性能 实施例一 实施例二 实施例三
在容器中的状态 经搅拌后呈均匀稠厚流体，无结块 符合要求 符合要求 符合要求
干燥时间（表干）/h ≤24 5 5 5
初期干燥抗裂性 允许出现1-3条裂纹，其宽度应≤1mm 符合要求 符合要求 符合要求
粘结强度 ≥0.04 0.18 0.18 0.18
抗压强度 ≥0.5 1.4 1.3 1.1
干密度/(kg/m3) ≤650 590 597 587
PH值 -- 8.5 8.5 8.5
耐曝热性/h ≥720涂层应无起层、脱落、空鼓、开裂现象。 720，符合要求 720，符合要求 720，符合要求
耐酸性/h ≥360涂层应无起层、脱落、开裂现象 360，符合要求 360，符合要求 360，符合要求
耐碱性/h ≥360涂层应无起层、脱落、开裂现象 360，符合要求 360，符合要求 360，符合要求
耐湿热性/h ≥504涂层应无起层、开裂现象 504，符合要求 504，符合要求 504，符合要求
耐冻融循环试验/次 ≥15涂层应无开裂、脱落、起泡现象 15，符合要求 15，符合要求 15，符合要求
耐盐雾腐蚀性/次 ≥30涂层应无起泡，明显的变质、软化现象 30，符合要求 30，符合要求 30，符合要求
耐紫外线辐射性 60次试验后，涂层应无起层，开裂、粉化现象 60，符合要求 60，符合要求 60，符合要求
15.产烟毒性 按GB/T 20285-2006 测定 ZA1 ZA1 ZA1
16.耐火性能（HC升温） ≥2.00（HC升温） 涂层厚度为18.00mm：耐火性能试验时间2.0h。 涂层厚度为18.00mm：耐火性能试验时间2.0h。 涂层厚度为18.00mm：耐火性能试验时间2.0h。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (9)

1.一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，所述的防火涂料包括组分A和组分B；
所述组分A包括以下成分组成，按重量份数计：
防火填料                        32-48份
主粘合剂                         6-12份
多聚磷酸铵                        3-8份
双季戊四醇                       6-16份
玻璃粉                            2-5份
改性纳米氢氧化铝                 12-27份
水                               16-24份；
所述组分B包括以下成分组成，按重量份数计：
辅助粘合剂                    0.6-1.2份
防霉剂                        0.1-0.5份
增强剂                        1.2-3.7份
分散剂                        0.7-2.5份
水                              0.2-2份。
2.如权利要求1所述的一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，所述防火填料为膨胀珍珠岩、环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂中的一种或几种，优选膨胀珍珠岩、环氧树脂、丙烯酸树脂以1:2：1的重量份数比混合而成。
3.如权利要求1所述的一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，所述主粘合剂为硅酸盐水泥、高铝水泥以1.2:2的重量份数比混合而成。
4.如权利要求1所述的一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，所述辅助粘合剂为碳酸氢钠、多异氰酸酯、乙酸丁酯以2:3:1的重量份数比混合而成。
5.如权利要求1所述的一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或两种的混合。
6.如权利要求1所述的一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，所述防霉剂为10,10’-氧代双吩恶砒。
7.如权利要求1所述的一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，所述增强剂为高岭土。
8.如权利要求1所述的一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，所述主粘合剂与辅助粘合剂的重量分数比为10:1。
9.如权利要求1所述的一种膨胀钢结构用高耐火性能的防火涂料，其特征为，其制备方法如下：
（1）称重
将所需要的材料按重量份数或重量比例，计量准确，备用；
（2）制备组分A
将防火填料、主粘合剂、多聚磷酸铵、双季戊四醇、玻璃粉、改性纳米氢氧化铝和水，加入第一反应釜中搅拌均匀，搅拌时间为45-70min，搅拌温度为80-120℃；
（3）制备组分B
将辅助粘合剂、防霉剂、增强剂、分散剂与水加入第二反应釜中搅拌均匀后取出备用，搅拌时间为15-20min，搅拌温度为120-130℃；
（4）制备防火涂料
对第一反应釜进行加热，使其温度以5℃/2min的速度均匀上升，将搅拌均匀的组分B加入第一反应釜中，边加热边搅拌，直至搅拌均匀后取出即可得防火涂料，搅拌时间为1-2h。
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