CN105219190A - 一种阻燃型金属屋面用防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于金属屋面的阻燃型防水涂料，按重量份数计，该阻燃型防水涂料由聚合物乳液400-450份、分散剂5-7份、消泡剂4-5份、增稠剂8-9份、填充料50-310份、阻燃剂300-330份、水125-130组成。本发明提供的金属屋面用阻燃型防水涂料可以在金属屋面上厚涂，不仅具有良好的防水及抗开裂效果，而且还具有良好的阻燃、抗酸碱腐蚀和抗老化性能。

Description

一种阻燃型金属屋面用防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于阻燃型防水涂料应用领域，具体涉及一种用于钢结构彩钢钢板等金属屋面的阻燃型防水材料。
背景技术
当前，金属屋面在工业及公共建筑领域应用十分广泛，亚太区现存金属屋面总面积约为67亿m2，占整个屋面系统的15％左右，新建金属屋面的年增长率保持在4％～5％之间。新建金属屋面的快速发展需要更多新型防护措施及节能材料，而同时大量已有金属屋面也面临着因年久失修引起的渗漏问题，为此，陶氏化学(中国)有限公司研发了一种针对金属屋面维修和防护工作而研制的新型弹性丙烯酸涂料，研究表明，通过在金属屋面上应用该涂料和罩面，可以得到集保温、防水为一体的节能金属屋面。然而，对于金属屋面来讲，除了防水、保温、节能之外，还有一项重要的要求就是防火安全，试验表明，陶氏的涂料防火阻燃性能并不理想。
近年来国内发生了多起由于金属屋面工程的火灾而引发的重大安全事故，例如：2005年1月20日，南京市青少年科技活动中心科技馆发生特大火灾，据相关报道，在经过3h燃烧后，近3万m2的屋面付之一炬，损失估计在1亿元以上。
从技术上分析，金属屋面板自身不具有可燃性，为减少屋面系统存在消防隐患，除了杜绝或减少在金属屋面构造层中采用可燃材料外，其最外层涂料最好兼具防火、阻燃、保温等多重功效，但是，目前饰面防火涂料还存在如涂料有机挥发份含量较高、价格较高、涂料耐水性能差、贮存不稳定等问题。由于金属屋面温度及荷载变化较为复杂，一种涂料往往很难满足上述要求，采用多种涂层组合往往存在造价成本高、施工工艺繁琐等问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种兼具防火阻燃、防水、抗腐蚀、抗紫外线等多重功效的金属屋面用涂料。
为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：一种阻燃型金属屋面用防水涂料，按重量份数计，该涂料由聚合物乳液400-450份、分散剂5-7份、消泡剂4-5份、增稠剂8-9份、填充料50-310份、阻燃剂300-330份、水125-130份组成。
在本发明中，为优化聚合物乳液与其它成分的搭配性能，所述聚合物乳液优选为为苯丙乳液和丙烯酸乳液两者的混合物，具体为最低成膜温度为20℃的苯丙乳液和玻璃化温度为-25℃的丙烯酸乳液可以以任意比例混合，最优选为所述聚合物乳液为由最低成膜温度为20℃的苯丙乳液和玻璃化温度为-25℃的丙烯酸乳液,按质量份数比1:(5～7)混合组成。
本领域技术人员可以理解，所述消泡剂为本领域常用消泡剂，优选水性有机硅乳液消泡剂，其固含量优选为60％左右。
所述分散剂为本领域常用分散剂，优选多聚磷酸钠盐分散剂，其P2O5含量优选65.0±1.0％。
所述增稠剂为本领域常用增稠剂，优选碱溶胀型增稠剂，固体含量优选27.5～28.5％。
所述填充料优选为325～400目硫酸钡和10～50nm钛白粉，其中，硫酸钡200-250份、钛白粉50-60份。通常的，硫酸钡纯度大于98％，钛白粉为锐钛。
所述阻燃剂可以是本领域常用的阻燃剂，优选为粒径范围：9～13μm的聚磷酸铵，更优选P含量28％。
本发明还公布了所述产品的制备方法，首先，以重量份数计，在125～130份水中加入5～7份分散剂，进行搅拌分散。待分散剂全部溶于水后，再加入50～310份填充料、300～330份阻燃剂。当所有粉料打浆完成后,聚合物乳液400-450份、消泡剂4-5份,依次加入搅拌,待上述乳液、助剂分散均匀后，加入8-9份增稠剂继续搅拌至形成均匀一致的液料，从而制得阻燃型金属屋面防水涂料。
其中，以硫酸钡、钛白粉作为填充料能够有效的抗外界的酸碱腐蚀、和老化腐蚀。同时，聚磷酸铵也均匀的分散在粉料体系中。这就实现了粉填料的阻燃、抗酸碱腐蚀、耐老化功能。
在上述制备方法中，将消泡剂、乳液依次加入到已均匀分散好的粉料填充料体系中，进行搅拌分散，分散均匀后加入增稠剂。通过组合不同表面能、粒径分布的粉填料，利用粉体自身表面静电荷吸附性，与乳液有机物之间形成氢键的吸附性，将各类粉体与有机物乳液形成稳定的分散态，可实现粉填料在乳液体系中稳定保存12个月以上。
本发明公布的所述产品的使用方便，使用时将产品均匀的涂覆在金属屋面上，水分挥发固化成膜后就会形成牢固、具有弹性的一个阻燃防水涂层，该涂层同时还具有抵抗基层变形和缝隙活动的功能。
申请人通过对上述阻燃型金属屋面用防水涂料做了相应的性能测试，发现其防水和防火性能优良，且造价低、使用方便，抗腐蚀、耐候性能强、环保、耐储存，可以满足金属屋面对涂料阻燃防水的各项要求。
具体实施方式
实施例1：
填充料的预分散：先将130重量份数的水加入分散缸开启搅拌，加入5重量份数的多聚磷酸钠盐分散剂(P2O5含量65％)分散均匀后，再加入200重量份数的硫酸钡、50重量份数的钛白粉、300重量份数的聚磷酸铵，搅拌至无颗粒，备用。
将60重量份数的最低成膜温度为20℃的苯丙乳液、340重量份数的玻璃化温度为-25℃的丙烯酸乳液、4份消泡剂依次加入预分散好的填充料中。搅拌至细度为40微米以下，加入8份碱溶胀型增稠剂，粘度控制在(105±5)KU。
效果实施例：
将上述实施例制备的阻燃型金属屋面用防水涂料进行断裂伸长率、拉伸强度、不透水性效果测试，测试方法根据JG/T375-2012《金属屋面丙烯酸高弹防水涂料》的测试方法，其力学性能测试结果下表1：
表1：力学性能实验结果
项目 断裂伸长率(％) 拉伸强度(MPa) 不透水性(0.3MPa，30min)
指标 110 1.20 不透水
将上述实施例制备的阻燃型金属屋面用防水涂料进行阻燃性能效果测试，测试方法根据可燃性UL94等级的测试方法，检测结果见表2。
表2：可燃性实验结果
项目 两次燃烧10秒后火焰熄灭时间 有无燃烧物落下
指标 57秒 有少量燃烧物落下
试验结果显示，本发明制备得到的符合阻燃型金属屋面用防水涂料达到阻燃等级中的V2等级要求。
实施例2
填充料的预分散：先将130重量份数的水加入分散缸开启搅拌，加入6重量份数的多聚磷酸钠盐分散剂(P2O5含量65.5％)分散均匀后，再加入240重量份数的硫酸钡、60重量份数的钛白粉、330重量份数的聚磷酸铵，搅拌至无颗粒，备用。
将70重量份数的最低成膜温度为20℃的苯丙乳液、380重量份数的玻璃化温度为-25℃的丙烯酸乳液、5份消泡剂依次加入预分散好的填充料中。搅拌至细度为40微米以下，加入9份碱溶胀型增稠剂，粘度控制在(105±5)KU。
实施例3
填充料的预分散：先将125重量份数的水加入分散缸开启搅拌，加入6重量份数的多聚磷酸钠盐分散剂(P2O5含量64.5％)分散均匀后，再加入220重量份数的硫酸钡、50重量份数的钛白粉、320重量份数的聚磷酸铵，搅拌至无颗粒，备用。
将60重量份数的最低成膜温度为20℃的苯丙乳液、360重量份数的玻璃化温度为-25℃的丙烯酸乳液、4份消泡剂依次加入预分散好的填充料中。搅拌至细度为40微米以下，加入8份碱溶胀型增稠剂，粘度控制在(105±5)KU。
上述实施例2、3按照与实施例1的实验方案，显示其性能均能达到表1、2所示的性能，达到阻燃等级中的V2等级要求。
本发明的实施方式并不受上述实施例限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、简化均应为等效的实施方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种阻燃型金属屋面用防水涂料，其特征在于，按重量份数计，该阻燃型防水涂料由聚合物乳液400-450份、分散剂5-7份、消泡剂4-5份、增稠剂8-9份、填充料50-310份、阻燃剂300-330份、水125-130份组成。
2.根据权利要求1所述的阻燃型金属屋面用防水涂料，其特征在于，所述聚合物乳液为苯丙乳液和丙烯酸乳液两者的混合物。
3.根据权利要求2所述的阻燃型金属屋面用防水涂料，其特征在于，所述聚合物乳液为由最低成膜温度为20℃的苯丙乳液和玻璃化温度为-25℃的丙烯酸乳液按质量份数比1:(5～7)混合组成。
4.根据权利要求1所述的阻燃型金属屋面用防水涂料，其特征在于，所述消泡剂为水性有机硅乳液消泡剂。
5.根据权利要求1所述的阻燃型金属屋面用防水涂料，其特征在于，所述分散剂为多聚磷酸钠盐分散剂。
6.根据权利要求1所述的阻燃型金属屋面用防水涂料，其特征在于，所述增稠剂为碱溶胀型增稠剂。
7.根据权利要求1所述的阻燃型金属屋面用防水涂料，其特征在于，所述填充料为325～400目硫酸钡和10～50nm钛白粉，其中，硫酸钡200-250份、钛白粉50-60份。
8.根据权利要求1所述的阻燃型金属屋面用防水涂料，其特征在于，所述阻燃剂为聚磷酸铵，其粒径范围9～13μm。
9.权利要求1的阻燃型金属屋面用防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在水中加入分散剂，搅拌分散至其全部溶于水；选取填充料、阻燃剂加入水中进行搅拌；粉料打浆完成后,加入聚合物乳液、消泡剂搅拌至分散均匀后，加入增稠剂继续搅拌至形成均匀一致的液料。
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