CN106118345A - 一种用于轻钢结构的耐腐防火胶 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于轻钢结构的耐腐防火胶，包括质量份的以下成分：三聚氰胺甲醛树脂100份，抗紫外线剂10～20份，耐久剂20份，阻燃剂5～15份，增韧剂5～10份，磷酸5～20份。本发明的产品原料配比科学、工艺简单、产品质量稳定。本发明提出的产品，具有较高的粘度，可以在轻钢表面形成致密涂层，涂层可耐高温400℃，耐酸碱，耐腐蚀，延长了轻钢结构寿命。

Description

一种用于轻钢结构的耐腐防火胶
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种轻钢建筑专用的防腐材料。
背景技术
轻钢结构即轻型钢结构建筑体系，是以热轧轻型H钢、轻型焊接型钢、高频焊接型钢、冷弯薄壁型钢、薄钢板和薄壁钢管等高效能结构钢材和高效功能材料为主，以各类高效装饰连接材料为辅组装而成。轻钢结构主要构件钢板厚度：≤10mm。轻钢结构采用高效轻型薄壁型材，自重轻、强度高、占用面积小。构配件均为自动化、高精度生产，产品规格可系列化定型。轻钢结构建筑没有湿作业，型材经过镀锌、涂层后即可。房子可以搬迁，材料回收利用，布置灵活。
轻钢构建构造完成后需要进行防腐处理，钢材喷砂打磨后涂布防腐涂料。现有的防腐涂料包括醇酸调合漆、脂肪族聚氨脂漆、环氧面漆和氟碳漆等。这些防腐涂料均没有考虑防火性能。
虽然钢结构本身不会燃烧，但事实上防火能力差恰恰是轻钢结构建筑的一大弱点,钢结构建筑如果遇到火灾,在周围环境温度达到1000℃以上时，钢构件会瞬间失去80％的机械强度，造成建筑物的倒塌。
发明内容
针对本领域的不足之处，本发明的目的是提出一种用于轻钢结构的耐腐防火胶。
本发明的第二个目的是提出所述耐腐防火胶的制备方法。
本发明的第三个目的是提出所述耐腐防火胶的应用。
为实现本发明的目的，具体技术方案为：
一种用于轻钢结构的耐腐防火胶，其包括质量份的以下成分：三聚氰胺甲醛树脂100份，抗紫外线剂10～20份，耐久剂20份，阻燃剂5～15份，增韧剂5～10份，磷酸5～20份。
所述的耐腐防火胶，优选地，包括质量份的以下成分：三聚氰胺甲醛树脂100份，抗紫外线剂14～16份，耐久剂20份，阻燃剂7～9份，增韧剂8份，磷酸5～20份。
其中，所述抗紫外线剂为钛白粉、氧化锌、炭黑中的一种，所述耐久剂为非离子类表面活性剂、氟碳聚合物类改性剂、季茂四醇、双酚A、丙酮-二苯胺高温缩合物(BLE)、对苯二酚二苄醚(DBH)或季戊四醇中的一种；
耐久剂是保持材料的阻燃性能的关键组分。耐久剂在较低温度下释放出无机酸，在稍高于释放酸的温度下发生酯化反应，防火胶体系在受热过程中熔化，产生的水蒸气和由气源产生的不燃性气体使体系膨胀发泡，覆盖在钢构表面，保护钢构不会直接受热形变。从生产成本、单位用量形成的泡沫提及等方面综合考虑，优选以季戊四醇为耐久剂。磷酸用于残余聚合反应，使反应体系发生聚合，提高了产物的粘度，从而可在钢构表面获得致密的涂层。
其中，所述增韧剂为石蜡或氯化石蜡，POE热塑性弹性体，乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，三元乙丙橡胶(EPDM)聚乙烯(PE)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的一种或多种。
本发明中，所述阻燃剂为阻燃聚醚，所述阻燃聚醚采用以下方法制备而得：质量份数分别为1-2、0.5-0.8、1.4-2.3、1.5-3的氟化物、环氧丁烷、催化剂、聚四氟乙烯、在温度为500-700℃、压力为50～80MPa、电压1.2-2.0万伏反应条件下，经过2-4小时反应得到；
其中所述氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化稀土、氟化镁中的一种或多种；所述催化剂为甲醇0.6-0.8质量份、硅油0.4-0.7质量份、硅酸钠0.3-0.5质量份、碳酸氢钠0.1-0.3质量份的混合物。
本发明所述耐腐防火胶的制备方法，是将三聚氰胺甲醛(MF)树脂升温40～50℃时，加入抗紫外线剂、阻燃剂、耐久剂反应15分钟，再加入增韧剂氯化石蜡反应20～60分钟，加入磷酸进行聚合反应。
所述的制备方法中，加入抗紫外线剂、阻燃剂、耐久剂后反应10～20分钟，再加入增韧剂氯化石蜡，升温至60～70℃反应20～40分钟。
本发明所述耐腐防火胶在轻钢结构构建中的应用。
应用本发明所述耐腐防火胶进行轻钢结构表面处理的方法，在轻钢构件表面的涂覆量为0.5～1.5公斤/m2。
三聚氰胺甲醛树脂具有较大的化学活性、很高的胶接强度；采用本发明方法合成为耐腐防火胶后，可在钢材表面形成耐化学腐蚀的防护层。涂覆本发明的耐腐防火胶的方法可以是滚涂、喷涂、涂刷等本领域常规的方法，也可以加入常规的有机溶剂以改变粘度。
本发明的有益效果在于：
本发明的产品原料配比科学、工艺简单、产品质量稳定。本发明提出的产品，具有较高的粘度，可以在轻钢表面形成致密涂层，涂层可耐高温400℃，耐酸碱，耐腐蚀，延长了轻钢结构寿命。
燃烧试验的结果表明。涂布有本发明耐腐防火胶的钢构在1200℃下的耐火时间超过3小时，构件无形变。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不应用来限制本发明的范围。实施例中，如无特别说明，所用手段均为本领域常规技术手段。
本发明中所述的质量份为本领域技术人员常用的质量单位，例如可以是克，千克，吨，或为了操作方便自定的质量单位。在同一个配方中，“份”表示的单位质量相同。
实施例中，开孔闭孔测试仪购自贝士德仪器科技(北京)有限公司。
阻燃剂为阻燃聚醚，采用圆柱形密闭的反应容器反应合成。反应容器用氮气和二氧化碳(体积比100:1.5)充满，使容器内压力为80MPa。
催化剂为甲醇0.6质量份、硅油0.5质量份、硅酸钠0.3质量份、碳酸氢钠0.1质量份的混合物。质量份数分别为1、0.5、1.5、1.5的氟化稀土、环氧丁烷、催化剂、聚四氟乙烯，在温度为580℃、压力为80MPa、电压1.5万伏、微波频率100GHz反应条件下，经过2.5小时反应得到。
实施例1：
原料(以下为重量份数)：三聚氰胺甲醛树脂(MF树脂)100份，抗紫外线剂钛白粉15份，耐久剂季戊四醇20份，阻燃剂8份，增韧剂采用氯化石蜡52#，用量为8份，磷酸20份。
在带搅拌和加热管的反应釜中，将MF树脂升温至45℃，加入钛白粉、阻燃剂、季戊四醇反应15分钟，加入氯化石蜡，升温至65℃，反应30分钟，此时反应体系的粘度不大，为悬浮液。加入磷酸20份，开始聚合，反应体系的粘度有明显增加时，停止反应(约15分钟)。
产品颜色为白色，涂4杯(25℃)粘度为20秒。
实施例2：
原料(以下为重量份数)：三聚氰胺甲醛树脂(MF树脂)100份，抗紫外线剂氧化锌(400目)15份，耐久剂双酚A15份，阻燃剂8份，增韧剂采用氯化石蜡52#，用量为7份，磷酸(市购，质量含量85％，下同)20份。
在带搅拌和加热管的反应釜中，将MF树脂升温至45℃，加入氧化锌粉、阻燃剂、季戊四醇反应15分钟，加入氯化石蜡，升温至65℃，反应30分钟，此时反应体系的粘度不大，为悬浮液。加入磷酸20份，开始聚合，反应体系的粘度有明显增加时，停止反应(约15分钟)。
产品颜色为黑色，涂4杯(25℃)粘度为18秒。
实施例3
原料(以下为重量份数)：三聚氰胺甲醛树脂(MF树脂)100份，抗紫外线剂炭黑15份，耐久剂BLE 15份，阻燃剂8份，增韧剂采用氯化石蜡52#，用量为7份，磷酸15份。
在带搅拌和加热管的反应釜中，将MF树脂升温至45℃，加入氧化锌粉、阻燃剂、季戊四醇反应15分钟，加入氯化石蜡，升温至65℃，反应30分钟，此时反应体系的粘度不大，为悬浮液。加入磷酸20份，开始聚合，反应体系的粘度有明显增加时，停止反应(约15分钟)。
涂4杯(25℃)粘度为16秒。
实验例1防腐试验
2cm×2cm×1mm的轻钢试片用盐雾试验机试验。在2cm×2cm×1mm(长×宽×厚度)热镀锌钢板表面涂覆1.0公斤/m2实施例1～3制备的耐腐防火胶，制成试片。在35℃下均匀地喷射5wt％的盐水，通过肉眼观察经过72小时、168小时、960小时后的试片表面，72小时和168小时后试片表面没有变色或形变；960小时后试片只是发生微小程度的脱色，试片的表面未发生变形。经过72小时之后，对试片进行十字交叉胶带划格的附着力测试，结果表明，被剥离的表面涂层的面积占总面积的5％以下。
同样大小的试片，在10wt％氢氧化钠溶液中进行浸渍，用电化学工作站(郑州世瑞思仪器科技有限公司)进行动电位极化试验，求得其中实施例1耐腐防火胶涂布样片腐蚀速度为0.0015mm/yr，实施例2涂布样片腐蚀速度为0.0016mm/yr，实施例3涂布样片腐蚀速度为0.0018mm/yr。
实验例2耐火试验
实验仪器为JCB－2建材不燃性试验炉。炉内平均温升△T≤50℃。
实施例1～3涂布的各试件在400℃下燃烧，试件表面涂层均发生膨胀，燃烧12小时后刮去涂层，肉眼观察钢材表面，没有变色或形变，燃烧试验证明其耐高温可达400℃。
以长度为0.5m的H型轻钢进行试验。在轻钢表面涂覆1.0公斤/m2实施例制备的耐腐防火胶(实施例1～3每个实施例制2个样片，共6片)。按照现行中华人民共和国GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》的A级标准测试其防火能力
各试件在1200℃下燃烧3小时，只有涂实施例3防腐耐火胶的一件发生微小形变，燃烧时间达4小时后，其中五件均有形变。说明涂布有本发明耐腐防火胶的钢构在1200℃下的耐火时间可超过3小时。
虽然，上文中已经本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于轻钢结构的耐腐防火胶，其特征在于，包括质量份的以下成分：三聚氰胺甲醛树脂100份，抗紫外线剂10～20份，耐久剂20份，阻燃剂5～15份，增韧剂5～10份，磷酸5～20份。
2.根据权利要求1所述的耐腐防火胶，其特征在于，包括质量份的以下成分：三聚氰胺甲醛树脂100份，抗紫外线剂14～16份，耐久剂20份，阻燃剂7～9份，增韧剂8份，磷酸5～20份。
3.根据权利要求1所述的耐腐防火胶，其特征在于，所述抗紫外线剂为钛白粉、氧化锌、炭黑中的一种，所述耐久剂为非离子类表面活性剂、氟碳聚合物类改性剂、季茂四醇、双酚A、丙酮-二苯胺高温缩合物、对苯二酚二苄醚或季戊四醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的耐腐防火胶，其特征在于，所述增韧剂为石蜡或氯化石蜡，POE热塑性弹性体，乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，三元乙丙橡胶、聚乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种。
5.根据权利要求1～4任一所述的耐腐防火胶，其特征在于，所述耐火粉为阻燃聚醚，所述阻燃聚醚采用以下方法制备而得：质量份数分别为1-2、0.5-0.8、1.4-2.3、1.5-3的氟化物、环氧丁烷、催化剂、聚四氟乙烯、在温度为500-700、压力为50～80MPa、电压1.2-2.0万伏反应条件下，经过2-4小时反应得到；
其中所述氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化稀土、氟化镁中的一种或多种；所述催化剂为甲醇0.6-0.8质量份、硅油0.4-0.7质量份、硅酸钠0.3-0.5质量份、碳酸氢钠0.1-0.3质量份的混合物。
6.权利要求1～5任一所述耐腐防火胶的制备方法，其特征在于，是将三聚氰胺甲醛树脂升温40～50℃时，加入抗紫外线剂、阻燃剂、耐久剂反应15分钟，再加入增韧剂氯化石蜡反应20～60分钟，加入磷酸进行聚合反应。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，加入抗紫外线剂、阻燃剂、耐久剂后反应10～20分钟，再加入增韧剂氯化石蜡，升温至60～70℃反应20～40分钟。
8.权利要求1～5任一所述耐腐防火胶在轻钢结构构建中的应用。
9.应用权利要求1～5任一所述耐腐防火胶进行轻钢结构表面处理的方法，其特征在于，在轻钢构件表面的涂覆量为0.5～1.5公斤/m2。
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