CN105820626A - 一种用于隧道防火的涂料及制备方法 - Google Patents

一种用于隧道防火的涂料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于隧道防火的涂料，主要由下列原料制备而成，均为质量份：硅酸钠19‑25，铝矾土4.9‑5.8，苯甲醇2.5‑3.2，钛白粉1.8‑2.5，聚酰胺4.3‑5.6，四硼酸钠3.8‑4.4，滑石粉4.9‑6.2，伊利石5.7‑6.8，蛭石5.3‑6.2，乙二醇2.3‑2.8，可再分散乳胶乳0.5‑1，防腐剂0.1‑0.4。本发明所制产品具有较好的粘结强度，优良的耐火性能，无毒无味安全性好。

Description

一种用于隧道防火的涂料及制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种用于隧道防火的涂料及制备方法。
背景技术
隧道防火涂料是在饰面型防火涂料基础上结合自身要求发展起来的，作为特种涂料，除了具有普通涂料的装饰作用和对电缆基材提供物理保护外，还具有阻燃耐火的特殊功能，这就要求它们在一定温度下能发泡形成防火隔热层。适用于公路隧道、铁路隧道的防火，还适用于石化工程、高层建筑、钢结构、地下车库的防火需要。
公布号CN 104861798 A（申请号201510361205.7）的中国专利文献公开了一种隧道防火涂料，其包括以下重量份数的原料 ：三聚磷酸铝 20-23，水玻璃21-23，膨胀珍珠岩10-12，云母粉 7-10，硅酸铝纤维7-9，氢氧化镁30-35，聚蜡酸乙烯酯乳液15-18，硅酸盐水泥13-15，海泡石18-20，重铬酸铵35-40，528 树脂1.5-2，纤维素醚3-3.5。公布号CN103992703 A（申请号201410216188.3）的中国专利文献公开了一种隧道防火涂料，由以下组分组成 ：醋丙乳液 50-60份、耐火水泥30-36份、苯丙乳液25-30份、羧甲基纤维素6-7份、膨胀珍珠岩12-14份、高岭土16-18份、三聚氰胺7-9份、季戊四醇8-10份、硼酸15-17份、氢氧化镁20-30份、氢氧化铝15-20份、减水剂1-3份。公布号CN 103992670 A（申请号201410216328.7）的中国专利文献公开了一种新型隧道防火涂料，由以下重量份的组分组成：水玻璃22-30份、硅酸盐10-15份、苯丙乳液15-20份、硅酸铝纤维3-5份、氢氧化镁30-40份、氧化锡5-7份、硼酸铵2-4份、海泡石10-12份、轻质碳酸钙25-27份、膨胀珍珠岩12-14份、三聚氰胺10-11份、季戊四醇3-5份、蛭石3-4份、重铬酸铵1-3份、分散剂0.8-2 份。
我国关于隧道防火涂料研究的基础比较薄弱，产品参差不齐，给隧道防火涂料施工和性能检测带来很大困难。现今国内防火涂料存在涂层太厚，粘结强度低，耐水性较差等缺点，因此仍需加强该方面的研究，改善隧道防火涂料现状。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工艺科学、防火耐水性好的用于隧道防火的涂料及制备方法。
本发明的技术方案是:
一种用于隧道防火的涂料，主要由下列原料制备而成，均为质量份：硅酸钠19-25，铝矾土4.9-5.8，苯甲醇2.5-3.2，钛白粉1.8-2.5，聚酰胺4.3-5.6，四硼酸钠3.8-4.4，滑石粉4.9-6.2，伊利石5.7-6.8，蛭石5.3-6.2，乙二醇2.3-2.8，可再分散乳胶粉0.5-1，防腐剂0.1-0.4。
优选的方案中，硅酸钠21-23，铝矾土5.2-5.5，苯甲醇2.7-3.0，钛白粉2-2.3，聚酰胺4.8-5.1，四硼酸钠4-4.2，滑石粉5-6.1，伊利石6-6.5，蛭石5.5-6，乙二醇2.5-2.6，可再分散乳胶粉0.6-0.9，防腐剂0.2-0.3。
更加优选的，硅酸钠22，铝矾土5.35，苯甲醇2.85，钛白粉2.15，聚酰胺4.95，四硼酸钠4.1，滑石粉5.55，伊利石6.25，蛭石5.75，乙二醇2.55，可再分散乳胶粉0.75，防腐剂0.25。
所述的一种用于隧道防火的涂料，所述防腐剂为均三嗪和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的混合物，两者的质量比为2:1。
所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，步骤是：
（1）取铝矾土和伊利石1000℃下煅烧30分钟，取出，用水消解，常温烘干；
（2）将硅酸钠、聚酰胺、四硼酸钠、滑石粉、蛭石和步骤（1）所制铝矾石和伊利石分别粉碎过筛，除去粗颗粒，制成粉末；
（3）将步骤（2）所制的铝矾土、聚酰胺和蛭石粉投入研磨机内，研磨2小时混匀，所制混合物转入搅拌机内，依次加入硅酸钠、四硼酸钠、滑石粉、伊利石、可再分散乳胶粉、乙二醇、苯甲醇、钛白粉和防腐剂搅拌，混合均匀；
（4）将步骤（3）所制最终产物投入双螺杆挤出机内，挤出，制粒，冷却至常温，粉碎，过筛，分装，即得涂料。
所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，步骤（2）粉碎过100-150目筛（优选的，粉碎过110-140目筛；更加优选的，粉碎过125目筛）。
所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，步骤（3）搅拌速度为600-1000转/分钟（优选的，搅拌速度为700-900转/分钟；更加优选的，搅拌速度为800转/分钟）。
所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，步骤（3）搅拌40-70分钟（优选的，搅拌50-60分钟；更加优选的，搅拌55分钟）。
所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，步骤（4）挤出温度为140-160℃（优选的，挤出温度为145-155℃；更加优选的，挤出温度为150℃）。
所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，步骤（4）过150-200目筛（优选的，过170-180目筛；更加优选的，过175目筛）。
本发明提供的一种用于隧道防火的涂料制备科学，性能稳定。除此之外，本发明的优良效果还表现在：本发明所制产品具有较好的粘结强度，优良的耐火性能，无毒无味安全性好。
具体实施方式
下面结合实施例和实验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。
本发明所用原料如硅酸钠购自寿光市鲁科化工有限责任公司，铝矾土购自淄博卓越耐火材料有限公司，苯甲醇购自济南创世化工有限公司，钛白粉购自济南宏泉钛业有限公司，聚酰胺购自上海塑赢塑胶材料有限公司，四硼酸钠购自临沂海星化工有限公司，滑石粉购自临沂凯奥化工有限公司，伊利石和蛭石购自灵寿县德洋矿产品加工厂，乙二醇购自济南宝辉化工有限公司，可再分散乳胶粉购自济南悦凯化工有限公司，均三嗪购自济南弗兰德化工有限公司，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮购自济南荣信精细化工有限公司。
实施例1 一种用于隧道防火的涂料，主要由下列原料制备而成（每份10kg）：硅酸钠19份，铝矾土4.9份，苯甲醇2.5份，钛白粉1.8份，聚酰胺4.3份，四硼酸钠3.8份，滑石粉4.9份，伊利石5.7份，蛭石5.3份，乙二醇2.3份，可再分散乳胶粉0.5份，防腐剂0.1份。
一种用于隧道防火的涂料的制备方法是：
（1）取铝矾土和伊利石1000℃下煅烧30分钟，取出，用水消解，常温烘干；
（2）将硅酸钠、聚酰胺、四硼酸钠、滑石粉、蛭石和步骤（1）所制铝矾土和伊利石分别粉碎过100目筛，除去粗颗粒，制成粉末；
（3）将步骤（2）所制的铝矾土、聚酰胺和蛭石粉投入研磨机内，研磨2小时混匀，所制混合物转入搅拌机内，依次加入硅酸钠、四硼酸钠、滑石粉、伊利石、可再分散乳胶粉、乙二醇、苯甲醇、钛白粉和防腐剂（防腐剂为均三嗪和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的混合物，两者的质量比为2:1）搅拌40分钟，搅拌速度为600转/分钟，混合均匀；
（4）将步骤（3）所制最终产物投入双螺杆挤出机内，140℃下挤出，制粒，冷却至常温，粉碎，过150目筛，分装，即得涂料。
实施例2 一种用于隧道防火的涂料，主要由下列原料制备而成（每份10kg）：硅酸钠25份，铝矾土5.8份，苯甲醇3.2份，钛白粉2.5份，聚酰胺5.6份，四硼酸钠4.4份，滑石粉6.2份，伊利石6.8份，蛭石6.2份，乙二醇2.8份，可再分散乳胶粉1份，防腐剂0.4份。
一种用于隧道防火的涂料的制备方法是：
（1）取铝矾土和伊利石1000℃下煅烧30分钟，取出，用水消解，常温烘干；
（2）将硅酸钠、聚酰胺、四硼酸钠、滑石粉、蛭石和步骤（1）所制铝矾土和伊利石分别粉碎过150目筛，除去粗颗粒，制成粉末；
（3）将步骤（2）所制的铝矾土、聚酰胺和蛭石粉投入研磨机内，研磨2小时混匀，所制混合物转入搅拌机内，依次加入硅酸钠、四硼酸钠、滑石粉、伊利石、可再分散乳胶粉、乙二醇、苯甲醇、钛白粉和防腐剂（防腐剂为均三嗪和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的混合物，两者的质量比为2:1）搅拌70分钟，搅拌速度为1000转/分钟，混合均匀；
（4）将步骤（3）所制最终产物投入双螺杆挤出机内，160℃下挤出，制粒，冷却至常温，粉碎，过200目筛，分装，即得涂料。
实施例3 一种用于隧道防火的涂料，主要由下列原料制备而成（每份10kg）：硅酸钠21份，铝矾土5.2份，苯甲醇2.7份，钛白粉2份，聚酰胺4.8份，四硼酸钠4份，滑石粉5份，伊利石6份，蛭石5.5份，乙二醇2.5份，可再分散乳胶粉0.6份，防腐剂0.2份。
一种用于隧道防火的涂料的制备方法是：
（1）取铝矾土和伊利石1000℃下煅烧30分钟，取出，用水消解，常温烘干；
（2）将硅酸钠、聚酰胺、四硼酸钠、滑石粉、蛭石和步骤（1）所制铝矾土和伊利石分别粉碎过110目筛，除去粗颗粒，制成粉末；
（3）将步骤（2）所制的铝矾土、聚酰胺和蛭石粉投入研磨机内，研磨2小时混匀，所制混合物转入搅拌机内，依次加入硅酸钠、四硼酸钠、滑石粉、伊利石、可再分散乳胶粉、乙二醇、苯甲醇、钛白粉和防腐剂（防腐剂为均三嗪和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的混合物，两者的质量比为2:1）搅拌50分钟，搅拌速度为700转/分钟，混合均匀；
（4）将步骤（3）所制最终产物投入双螺杆挤出机内，145℃下挤出，制粒，冷却至常温，粉碎，过170目筛，分装，即得涂料。
实施例4 一种用于隧道防火的涂料，主要由下列原料制备而成（每份10kg）：硅酸钠23份，铝矾土5.5份，苯甲醇3.0份，钛白粉2.3份，聚酰胺5.1份，四硼酸钠4.2份，滑石粉6.1份，伊利石6.5份，蛭石6份，乙二醇2.6份，可再分散乳胶粉0.9份，防腐剂0.3份。
一种用于隧道防火的涂料的制备方法是：
（1）取铝矾土和伊利石1000℃下煅烧30分钟，取出，用水消解，常温烘干；
（2）将硅酸钠、聚酰胺、四硼酸钠、滑石粉、蛭石和步骤（1）所制铝矾土和伊利石分别粉碎过140目筛，除去粗颗粒，制成粉末；
（3）将步骤（2）所制的铝矾土、聚酰胺和蛭石粉投入研磨机内，研磨2小时混匀，所制混合物转入搅拌机内，依次加入硅酸钠、四硼酸钠、滑石粉、伊利石、可再分散乳胶粉、乙二醇、苯甲醇、钛白粉和防腐剂（防腐剂为均三嗪和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的混合物，两者的质量比为2:1）搅拌60分钟，搅拌速度为900转/分钟，混合均匀；
（4）将步骤（3）所制最终产物投入双螺杆挤出机内，155℃下挤出，制粒，冷却至常温，粉碎，过180目筛，分装，即得涂料。
实施例5 一种用于隧道防火的涂料，主要由下列原料制备而成（每份10kg）：硅酸钠22份，铝矾土5.35份，苯甲醇2.85份，钛白粉2.15份，聚酰胺4.95份，四硼酸钠4.1份，滑石粉5.55份，伊利石6.25份，蛭石5.75份，乙二醇2.55份，可再分散乳胶粉0.75份，防腐剂0.25份。
一种用于隧道防火的涂料的制备方法是：
（1）取铝矾土和伊利石1000℃下煅烧30分钟，取出，用水消解，常温烘干；
（2）将硅酸钠、聚酰胺、四硼酸钠、滑石粉、蛭石和步骤（1）所制铝矾土和伊利石分别粉碎过125目筛，除去粗颗粒，制成粉末；
（3）将步骤（2）所制的铝矾土、聚酰胺和蛭石粉投入研磨机内，研磨2小时混匀，所制混合物转入搅拌机内，依次加入硅酸钠、四硼酸钠、滑石粉、伊利石、可再分散乳胶粉、乙二醇、苯甲醇、钛白粉和防腐剂（防腐剂为均三嗪和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的混合物，两者的质量比为2:1）搅拌55分钟，搅拌速度为800转/分钟，混合均匀；
（4）将步骤（3）所制最终产物投入双螺杆挤出机内，150℃下挤出，制粒，冷却至常温，粉碎，过175目筛，分装，即得涂料。
本发明所用原料如下：
硅酸钠：为无色正交双锥结晶或白色至灰白色块状物或粉末，分析试剂、防火剂、黏合剂。
铝矾土：是一种土状矿物，有杂质的水合氧化铝，呈白色或灰白色，主要用于炼铝，制耐火材料。
苯甲醇：为无色液体，有芳香味，用于涂料溶剂。
钛白粉：为白色颜料，钛白粉的主要应用领域：涂料、塑料、油墨、造纸，化妆品、化纤、电子、陶瓷、搪瓷、焊条、合金、玻璃等领域。
聚酰胺：为透明或不透明乳白或淡黄的粒料，具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。
四硼酸钠：有无色晶体的白色粉末，可用做洗衣粉和肥皂的填料，也是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料，也可制造人造宝石、焊药等。
滑石粉：为白色或类白色、微细、无砂性的粉末，具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，用于橡胶、塑料、油漆、等化工行业作为强化改质填充剂。
伊利石：一种黏土矿物，具有富钾、高铝、低铁及光滑、明亮、细腻、耐热等优越的化学、物理性能。可用于制作钾肥、高级涂料及填料、陶瓷配件、高级化妆品、土壤调整剂、家禽饲料添加剂、高层建筑的骨架配料和水泥配料、核工业的污染净化和环境保护。
蛭石：一种天然、无毒的矿物质，用作防火耐热材料如壁面材料、防火板、防火砂浆、耐火砖；保温、隔热、吸音材料如管道、温室管道保温材料，室内和隧道内装、公共场所墙壁和天花板。
可再分散乳胶粉：为水溶性白色或者类白色可流动性粉末，具有极突出的防水性能，粘结强度好，增加砂浆的弹性并有较长之开放时间，赋予砂浆优良的耐碱性,改善砂浆的粘附性/粘合性、抗折强度、可塑性、耐磨性能和施工性外，在柔性抗裂砂浆中更具有较强的柔韧性。
均三嗪：为无色结晶，主要用于造纸、涂料等中性、弱碱性、碱性作业环境，对设备无腐蚀。
1,2-苯并异噻唑啉-3-酮：一种主要的工业杀菌、防腐、防酶剂。具有突出的抑制霉菌（真菌、细菌），藻类等微生物在有机介质中的滋生作用，广泛用于乳胶制品，水溶性树脂，涂料（乳胶漆），丙烯酸，聚合物。聚氨制品，照相洗液，造纸，油墨，皮革，润滑油等产品中。
试验例1本发明所得一种用于隧道防火的涂料的性能测试：
按照规范 GA98-2005《混凝土结构防火涂料》中的规定测定实施例1-5所制产品的理化性能测试，同时从市面上购买隧道用防火涂料与本发明所制产品一起测定耐火极限。
表1 隧道防火涂料的技术要求
结果测得，实施例1-5的各项理化性能均符合上述技术要求标准。耐火极限测得实施例1-5所制产品的耐火性结果如表2所示，从中可知，实施例5的耐火极限最高，说明实施例5的耐火性能最为突出。
表2 各实施例所制产品的耐火极限
应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于隧道防火的涂料，其特征在于，主要由下列原料药制备而成，均为质量份：硅酸钠19-25，铝矾土4.9-5.8，苯甲醇2.5-3.2，钛白粉1.8-2.5，聚酰胺4.3-5.6，四硼酸钠3.8-4.4，滑石粉4.9-6.2，伊利石5.7-6.8，蛭石5.3-6.2，乙二醇2.3-2.8，可再分散乳胶粉0.5-1，防腐剂0.1-0.4。
2.如权利要求1所述的一种用于隧道防火的涂料，其特征在于，硅酸钠21-23，铝矾土5.2-5.5，苯甲醇2.7-3.0，钛白粉2-2.3，聚酰胺4.8-5.1，四硼酸钠4-4.2，滑石粉5-6.1，伊利石6-6.5，蛭石5.5-6，乙二醇2.5-2.6，可再分散乳胶粉0.6-0.9，防腐剂0.2-0.3。
3.如权利要求1所述的一种用于隧道防火的涂料，其特征在于，硅酸钠22，铝矾土5.35，苯甲醇2.85，钛白粉2.15，聚酰胺4.95，四硼酸钠4.1，滑石粉5.55，伊利石6.25，蛭石5.75，乙二醇2.55，可再分散乳胶粉0.75，防腐剂0.25。
4.如权利要求1-3任一所述的一种用于隧道防火的涂料，其特征在于，所述防腐剂为均三嗪和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的混合物，两者的质量比为2:1。
5.如权利要求1-3任一所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，其特征在于，步骤是：
（1）取铝矾土和伊利石1000℃下煅烧30分钟，取出，用水消解，常温烘干；
（2）将硅酸钠、聚酰胺、四硼酸钠、滑石粉、蛭石和步骤（1）所制铝矾土和伊利石分别粉碎过筛，除去粗颗粒，制成粉末；
（3）将步骤（2）所制的铝矾土、聚酰胺和蛭石粉投入研磨机内，研磨2小时混匀，所制混合物转入搅拌机内，依次加入硅酸钠、四硼酸钠、滑石粉、伊利石、可再分散乳胶粉、乙二醇、苯甲醇、钛白粉和防腐剂搅拌，混合均匀；
（4）将步骤（3）所制最终产物投入双螺杆挤出机内，挤出，制粒，冷却至常温，粉碎，过筛，分装，即得涂料。
6.如权利要求5所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）粉碎过100-150目筛（优选的，粉碎过110-140目筛；更加优选的，粉碎过125目筛）。
7.如权利要求5所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）搅拌速度为600-1000转/分钟（优选的，搅拌速度为700-900转/分钟；更加优选的，搅拌速度为800转/分钟）。
8.如权利要求5所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）搅拌40-70分钟（优选的，搅拌50-60分钟；更加优选的，搅拌55分钟）。
9.如权利要求5所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）挤出温度为140-160℃（优选的，挤出温度为145-155℃；更加优选的，挤出温度为150℃）。
10.如权利要求5所述的一种用于隧道防火的涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）过150-200目筛（优选的，过170-180目筛；更加优选的，过175目筛）。
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