CN105419552A - 钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种钢结构防火涂料及其制备方法，由硅酸钾、环氧改性丙烯酸树脂、氨基树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、200#汽油和有机膨润土制备而成。本发明原料中添加硅酸钾，硅酸钾属于碱金属硅酸盐，能和铁、铝作用生成不溶性的硅酸盐，在涂层的内层，硅酸钾在金属表面上生成一层微薄而又坚韧的分子膜，这种膜具有极为优良特性，可以防止金属表面与水中阴离子及溶解氧的接触，因而能防止金属氧化腐蚀和电化学腐蚀的发生；树脂性能来提高涂料的耐水性能，来满足市场的实际需要，环氧改性丙烯酸树脂应用在防火涂料中在保持涂料其他性能的前提下，可显著提高涂料的耐水性能。

Description

钢结构防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料制备领域，具体来说是一种钢结构防火涂料及其制备方法。
背景技术
防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。
钢结构作为近年来一种新型的建筑结构形式，以其结构形式灵活、自重轻、强度高、抗震性和变形性好、施工周期短、易于维护等优点，在建筑中得到了广泛应用。钢材虽然不具备可燃性，是非可燃材料，但是钢材的导热系数大，常温热导率高达58.2w/m·k，遇火或温度达到500℃左右时其弹性模量、屈服强度和极限强度将显著降低，应变急剧增大，致使其迅速扭曲变形，导致钢结构部分或全部塌陷破坏，其良好的导热性在高温下将加速热量的传递。一般来说，钢材的机械强度随着温度的升高而降低。因此钢结构建筑必须采取一些相应的防火措施，来提高钢结构的耐火极限，满足防火设计规范规定的要求，防止其在火灾中因迅速升温达到临界温度而产生过大变形以至倒塌，从而为人员安全逃生和灭火赢得宝贵时间，减少火灾损失。
但是现有技术防火涂料存在配方复杂，成本高，有部分产品防火性能不好，容易干裂，而且耐腐蚀性能也不理想，影响使用。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术存在的问题，提供一种钢结构防火涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钢结构防火涂料，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾20～35份、环氧改性丙烯酸树脂10～22份、氨基树脂13～25份、聚磷酸铵18～30份、季戊四醇5～15份、三聚氰胺4～9份、200#汽油15～25份和有机膨润土2～7份。
进一步的，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾23～30份、环氧改性丙烯酸树脂13～20份、氨基树脂15～22份、聚磷酸铵20～27份、季戊四醇7～13份、三聚氰胺6～8份、200#汽油17～23份和有机膨润土4～7份。
进一步的，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾31份、环氧改性丙烯酸树脂17份、氨基树脂18份、聚磷酸铵25份、季戊四醇8份、三聚氰胺8份、200#汽油20份和有机膨润土5份。
进一步的，所述环氧改性丙烯酸树脂由垫底料A组分25～55份、混合单体B组分29～62份、补加组分4～8份和兑稀组分8～12份制备而成。
进一步的，所述垫底料A组分包含以下组分：二甲苯20～40份和树脂中间体M-505～15份；所述混合单体B组分包含以下组分：甲基丙烯酸甲酯13～23份、甲基丙烯酸丁酯3～8份、丙烯酸丁酯5～11份、苯乙烯6～13份、丙烯酸异辛酯2～6份和TBPB引发剂0.3～0.9份；所述补加组分包含以下组分：TBPB0.2～6份和二甲苯4～8份；所述兑稀组分为二甲苯。
进一步的，按重量份计，所述树脂中间体M-50包含以下组分：丙烯酸3～5份、环氧树脂60980～110份、催化剂0.01～0.1份、二甲苯60～80份和正丁醇23～37份。
本发明的另一目的是提供一种钢结构防火涂料的制备方法，步骤包括：
(1)环氧改性丙烯酸树脂制备：制备混合单体B组分：按比例将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯和TBPB引发剂混合均匀；按比例将垫底料A组分投入反应釜，反应釜升温至135℃，滴加混合单体B组分，3小时内均匀滴加完毕后，保温3小时，滴加1/2量的补加组分，保温1小时，滴加剩余量的补加组分，保温3小时，加入兑稀组分，搅拌均匀，降温至80℃以下，过滤备用；
(2)将氨基树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、200#汽油均匀混合，进行高速研磨45～60分钟，至细度15～20μm；
(3)将环氧改性丙烯酸树脂制备、硅酸钾、有机膨润土加入步骤(2)制得的混合物中，高速分散30～45分钟制得成品。
进一步的，所述硅酸钾浓度为40～48波美度。
本发明的有益技术效果是：本发明中，由于原料中添加了硅酸钾，硅酸钾属于碱金属硅酸盐，能和铁、铝作用生成不溶性的硅酸盐，在涂层内层，硅酸钾在金属表面上生成一层微薄而又坚韧的分子膜，这种膜具有极为优良的特性，可以防止金属表面与水中阴离子及溶解氧的接触，因而能防止金属氧化腐蚀和电化学腐蚀的发生；树脂的性能来提高涂料的耐水性能，来满足市场的实际需要，环氧改性丙烯酸树脂应用在防火涂料中在保持涂料其他性能的前提下，可显著提高涂料的耐水性能；本发明中各物质配合取得了较好的效果，防火性能更好，应用范围更广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种钢结构防火涂料，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾20份、环氧改性丙烯酸树脂22份、氨基树脂13份、聚磷酸铵30份、季戊四醇5份、三聚氰胺9份、200#汽油15份和有机膨润土7份。
环氧改性丙烯酸树脂由垫底料A组分25份、混合单体B组分62份、补加组分4份和兑稀组分12份制备而成。
垫底料A组分包含以下组分：二甲苯20份和树脂中间体M-5015份；混合单体B组分包含以下组分：甲基丙烯酸甲酯13份、甲基丙烯酸丁酯8份、丙烯酸丁酯5份、苯乙烯13份、丙烯酸异辛酯2份和TBPB引发剂0.9份；补加组分包含以下组分：TBPB0.2份和二甲苯8份；兑稀组分为二甲苯。
按重量份计，树脂中间体M-50包含以下组分：丙烯酸3份、环氧树脂609110份、催化剂0.01份、二甲苯80份和正丁醇23份。
制备方法，步骤包括：
(1)环氧改性丙烯酸树脂制备：制备混合单体B组分：按比例将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯和TBPB引发剂混合均匀；按比例将垫底料A组分投入反应釜，反应釜升温至135℃，滴加混合单体B组分，3小时内均匀滴加完毕后，保温3小时，滴加1/2量的补加组分，保温1小时，滴加剩余量的补加组分，保温3小时，加入兑稀组分，搅拌均匀，降温至80℃以下，过滤备用；
(2)将氨基树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、200#汽油均匀混合，进行高速研磨45分钟，至细度20μm；
(3)将环氧改性丙烯酸树脂制备、硅酸钾、有机膨润土加入步骤(2)制得的混合物中，高速分散30分钟制得成品。
其中，硅酸钾浓度为40波美度。
实施例2
一种钢结构防火涂料，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾35份、环氧改性丙烯酸树脂10份、氨基树脂25份、聚磷酸铵18份、季戊四醇15份、三聚氰胺4份、200#汽油25份和有机膨润土2份。
环氧改性丙烯酸树脂由垫底料A组分55份、混合单体B组分29份、补加组分8份和兑稀组分8份制备而成。
垫底料A组分包含以下组分：二甲苯40份和树脂中间体M-505份；混合单体B组分包含以下组分：甲基丙烯酸甲酯23份、甲基丙烯酸丁酯3份、丙烯酸丁酯11份、苯乙烯6份、丙烯酸异辛酯6份和TBPB引发剂0.9份；补加组分包含以下组分：TBPB0.2份和二甲苯8份；兑稀组分为二甲苯。
树脂中间体M-50包含以下组分：丙烯酸5份、环氧树脂60980份、催化剂0.1份、二甲苯60份和正丁醇37份。
制备方法，步骤包括：
(1)环氧改性丙烯酸树脂制备：制备混合单体B组分：按比例将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯和TBPB引发剂混合均匀；按比例将垫底料A组分投入反应釜，反应釜升温至135℃，滴加混合单体B组分，3小时内均匀滴加完毕后，保温3小时，滴加1/2量的补加组分，保温1小时，滴加剩余量的补加组分，保温3小时，加入兑稀组分，搅拌均匀，降温至80℃以下，过滤备用；
(2)将氨基树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、200#汽油均匀混合，进行高速研磨55分钟，至细度17μm；
(3)将环氧改性丙烯酸树脂制备、硅酸钾、有机膨润土加入步骤(2)制得的混合物中，高速分散40分钟制得成品。
硅酸钾浓度为45波美度。
实施例3
一种钢结构防火涂料，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾23份、环氧改性丙烯酸树脂20份、氨基树脂15份、聚磷酸铵27份、季戊四醇7份、三聚氰胺8份、200#汽油17份和有机膨润土7份。
环氧改性丙烯酸树脂由垫底料A组分55份、混合单体B组分29份、补加组分8份和兑稀组分8份制备而成。
垫底料A组分包含以下组分：二甲苯40份和树脂中间体M-505份；混合单体B组分包含以下组分：甲基丙烯酸甲酯23份、甲基丙烯酸丁酯3份、丙烯酸丁酯11份、苯乙烯6份、丙烯酸异辛酯6份和TBPB引发剂0.9份；补加组分包含以下组分：TBPB0.2份和二甲苯8份；兑稀组分为二甲苯。
树脂中间体M-50包含以下组分：丙烯酸5份、环氧树脂60980份、催化剂0.1份、二甲苯60份和正丁醇37份。
制备方法，步骤包括：
(1)环氧改性丙烯酸树脂制备：制备混合单体B组分：按比例将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯和TBPB引发剂混合均匀；按比例将垫底料A组分投入反应釜，反应釜升温至135℃，滴加混合单体B组分，3小时内均匀滴加完毕后，保温3小时，滴加1/2量的补加组分，保温1小时，滴加剩余量的补加组分，保温3小时，加入兑稀组分，搅拌均匀，降温至80℃以下，过滤备用；
(2)将氨基树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、200#汽油均匀混合，进行高速研磨60分钟，至细度20μm；
(3)将环氧改性丙烯酸树脂制备、硅酸钾、有机膨润土加入步骤(2)制得的混合物中，高速分散45分钟制得成品。
其中，硅酸钾浓度为40～48波美度。
实施例4
一种钢结构防火涂料，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾30份、环氧改性丙烯酸树脂13份、氨基树脂22份、聚磷酸铵20份、季戊四醇13份、三聚氰胺6份、200#汽油23份和有机膨润土4份。
环氧改性丙烯酸树脂由垫底料A组分25份、混合单体B组分62份、补加组分4份和兑稀组分12份制备而成。
垫底料A组分包含以下组分：二甲苯20份和树脂中间体M-5015份；混合单体B组分包含以下组分：甲基丙烯酸甲酯13份、甲基丙烯酸丁酯8份、丙烯酸丁酯5份、苯乙烯13份、丙烯酸异辛酯2份和TBPB引发剂0.9份；补加组分包含以下组分：TBPB0.2份和二甲苯8份；兑稀组分为二甲苯。
按重量份计，树脂中间体M-50包含以下组分：丙烯酸3份、环氧树脂609110份、催化剂0.01份、二甲苯80份和正丁醇23份。
制备方法，步骤包括：
(1)环氧改性丙烯酸树脂制备：制备混合单体B组分：按比例将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯和TBPB引发剂混合均匀；按比例将垫底料A组分投入反应釜，反应釜升温至135℃，滴加混合单体B组分，3小时内均匀滴加完毕后，保温3小时，滴加1/2量的补加组分，保温1小时，滴加剩余量的补加组分，保温3小时，加入兑稀组分，搅拌均匀，降温至80℃以下，过滤备用；
(2)将氨基树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、200#汽油均匀混合，进行高速研磨50分钟，至细度18μm；
(3)将环氧改性丙烯酸树脂制备、硅酸钾、有机膨润土加入步骤(2)制得的混合物中，高速分散35分钟制得成品。
其中，硅酸钾浓度为43波美度。
实施例5
一种钢结构防火涂料，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾31份、环氧改性丙烯酸树脂17份、氨基树脂18份、聚磷酸铵25份、季戊四醇8份、三聚氰胺8份、200#汽油20份和有机膨润土5份。
环氧改性丙烯酸树脂由：垫底料A组分40份、混合单体B组分55份、补加组分6份和兑稀组分10份。
垫底料A组分包含以下组分：二甲苯30份和树脂中间体M-5010份；混合单体B组分包含以下组分：甲基丙烯酸甲酯17份、甲基丙烯酸丁酯7份、丙烯酸丁酯8份、苯乙烯9份、丙烯酸异辛酯4份和TBPB引发剂0.6份；补加组分包含以下组分：TBPB4份和二甲苯6份；兑稀组分为二甲苯；
按重量份计，树脂中间体M-50包含以下组分：丙烯酸4份、环氧树脂60990份、催化剂0.05份、二甲苯70份和正丁醇30份；
制备方法，步骤包括：
(1)环氧改性丙烯酸树脂制备：制备混合单体B组分：按比例将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯和TBPB引发剂混合均匀；按比例将垫底料A组分投入反应釜，反应釜升温至135℃，滴加混合单体B组分，3小时内均匀滴加完毕后，保温3小时，滴加1/2量的补加组分，保温1小时，滴加剩余量的补加组分，保温3小时，加入兑稀组分，搅拌均匀，降温至80℃以下，过滤备用；
(2)将氨基树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、200#汽油均匀混合，进行高速研磨58分钟，至细度19μm；
(3)将环氧改性丙烯酸树脂制备、硅酸钾、有机膨润土加入步骤(2)制得的混合物中，高速分散40分钟制得成品。
其中，硅酸钾浓度为47波美度。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.钢结构防火涂料，其特征在于，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾20～35份、环氧改性丙烯酸树脂10～22份、氨基树脂13～25份、聚磷酸铵18～30份、季戊四醇5～15份、三聚氰胺4～9份、200#汽油15～25份和有机膨润土2～7份。
2.根据权利要求1所述钢结构防火涂料，其特征在于，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾23～30份、环氧改性丙烯酸树脂13～20份、氨基树脂15～22份、聚磷酸铵20～27份、季戊四醇7～13份、三聚氰胺6～8份、200#汽油17～23份和有机膨润土4～7份。
3.根据权利要求2所述钢结构防火涂料，其特征在于，由下列重量份数的原料制备而成：硅酸钾31份、环氧改性丙烯酸树脂17份、氨基树脂18份、聚磷酸铵25份、季戊四醇8份、三聚氰胺8份、200#汽油20份和有机膨润土5份。
4.根据权利要求3所述钢结构防火涂料，其特征在于，所述环氧改性丙烯酸树脂由垫底料A组分25～55份、混合单体B组分29～62份、补加组分4～8份和兑稀组分8～12份制备而成。
5.根据权利要求4所述钢结构防火涂料，其特征在于，所述垫底料A组分包含以下组分：二甲苯20～40份和树脂中间体M-505～15份；所述混合单体B组分包含以下组分：甲基丙烯酸甲酯13～23份、甲基丙烯酸丁酯3～8份、丙烯酸丁酯5～11份、苯乙烯6～13份、丙烯酸异辛酯2～6份和TBPB引发剂0.3～0.9份；所述补加组分包含以下组分：TBPB0.2～6份和二甲苯4～8份；所述兑稀组分为二甲苯。
6.根据权利要求5所述钢结构防火涂料，其特征在于，按重量份计，所述树脂中间体M-50包含以下组分：丙烯酸3～5份、环氧树脂60980～110份、催化剂0.01～0.1份、二甲苯60～80份和正丁醇23～37份。
7.根据权利要求1～6任一项所述钢结构防火涂料的制备方法，其特征在于，步骤包括：
(1)环氧改性丙烯酸树脂制备：制备混合单体B组分：按比例将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯和TBPB引发剂混合均匀；按比例将垫底料A组分投入反应釜，反应釜升温至135℃，滴加混合单体B组分，3小时内均匀滴加完毕后，保温3小时，滴加1/2量的补加组分，保温1小时，滴加剩余量的补加组分，保温3小时，加入兑稀组分，搅拌均匀，降温至80℃以下，过滤备用；
(2)将氨基树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、200#汽油均匀混合，进行高速研磨45～60分钟，至细度15～20μm；
(3)将环氧改性丙烯酸树脂制备、硅酸钾、有机膨润土加入步骤(2)制得的混合物中，高速分散30～45分钟制得成品。
8.根据权利要求7所述钢结构防火涂料的制备方法，其特征在于，所述硅酸钾浓度为40～48波美度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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