CN106883696B - 耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents

耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，所述防火涂料通过采用乙烯‑醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液作为基体乳液的基础上，还添加聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水作为原料组分，使得制备得到的防火涂料不仅阻燃性好、隔热性强、耐火性能优异，而且具有耐紫外线、抗辐射性能好、耐候性好等优点，本发明所述防火涂料用于钢结构中与基体的粘接性强，涂层具有耐候、耐紫外线、抗辐射、防水功能，综合性能好。本发明所述防火涂料可用于室内钢结构，符合GB14907‑2002《钢结构防火涂料》标准，耐火极限达2h。

Description

耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防火涂料技术领域，具体涉及一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。
背景技术
钢结构作为建筑结构的一种形式，以其强度高、质量轻，并有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特点，在建筑业中得到广泛应用。但是由于钢结构自身不燃，钢结构的防火隔热保护问题曾一度被人们忽视。根据国内外有关资料报道及有关机构的试验和统计数字表明，钢结构建筑的耐火性能较砖石结构和钢筋混凝土结构差。钢材的机械强度随温度的升高而降低，在500℃左右，其强度下降到40％-50％，钢材的力学性能，诸如屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等都迅速下降，很快失去支撑能力，导致建筑物垮塌。因此，对钢结构进行保护势在必行，钢结构防火涂料刷涂或喷涂在钢结构表面，可起到防火隔热作用，防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌。
钢结构防火涂料按厚度分为厚型、薄型、超薄型钢结构防火涂料；按使用的溶剂分为溶剂型、水性和粉末状钢结构防火涂料，超薄型钢结构防火涂料由于质量比较轻、占据空间小、防火效率高、具有装饰性等特点，在钢结构火灾防护中得到广泛的应用。然而，现有的超薄型钢结构防火涂料多数为以有机溶剂为分散介质的溶剂型涂料，不仅阻燃性、耐火性和隔热性能欠佳，有机挥发物释放量大，对环境污染严重，而且不耐紫外线辐射，耐候性差，影响钢结构的使用寿命。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种不仅阻燃性好、隔热性强、耐火性能优异，而且具有耐紫外线、抗辐射性能好、耐候性好的水性超薄型钢结构防火涂料。所述水性超薄型钢结构防火涂料用于室内钢结构中与基体的粘接性强，涂层具有耐候、耐紫外线、抗辐射、防水功能，防火阻燃性能好，符合GB14907-2002《钢结构防火涂料》标准，耐火极限达2h。
本发明所采用的技术方案为：
一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，原料组分包括：
乙烯-醋酸乙烯酯乳液，5-15重量份；
聚醋酸乙烯酯乳液，10-30重量份；
聚磷酸铵，20-30重量份；
三聚氰胺，10-15重量份；
双氰胺，0.5-3.5重量份；
季戊四醇，10-15重量份；
硼酸锌，0.5-3.0重量份；
可膨胀石墨，0.5-3.5重量份；
光稳定剂，1-5重量份；
水，20-40重量份。
所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液的粘度为1500-2500MPa·s，所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液的固含量为53-57wt％；
所述聚醋酸乙烯酯乳液的粘度为20000-30000MPa·s，所述聚醋酸乙烯酯乳液的固含量为33-37wt％。
所述聚磷酸铵为聚合度≧1000的聚磷酸铵和聚合度30-100的聚磷酸铵按照质量比3:5-5:5组成的混合物。
所述聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇三者的质量之比为2-3:1:1。
所述硼酸锌的粒径为300-350目。
所述可膨胀石墨的可膨胀倍数为100-1000。
所述光稳定剂为氧化锌、钛白粉、云母粉按照质量比1-2:1-2:1-2组成的混合物。
一种制备所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料的方法，包括如下步骤：
(1)按照所述重量份分别取聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水，充分混合均匀，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所述混合物料中加入所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液，搅拌条件下进行充分混合均匀，即得所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料。
步骤(2)中，所述搅拌速度≤400r/mim，进行所述搅拌的时间为20-30min。
本发明的有益效果为：
本发明所述的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，通过采用乙烯-醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液作为基体乳液的基础上，还添加聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水作为原料组分，使得制备得到的所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，不仅阻燃性好、隔热性强、耐火性能优异，而且具有耐紫外线、抗辐射性能好、耐候性好等优点，本发明所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料用于室内钢结构中与基体的粘接性强，涂层具有耐候、耐紫外线、抗辐射、防水功能，综合性能好。经检测，本发明所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料为可用于钢结构的防火涂料，符合GB14907-2002《钢结构防火涂料》标准，耐火极限达2h。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面实施例中以1重量份代表1g。
实施例1
本实施例提供一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，原料组分包括：
乙烯-醋酸乙烯酯乳液707#(粘度为2000MPa·s，固含量为55wt％)，6重量份；
聚醋酸乙烯酯乳液235#(粘度为25000MPa·s，固含量为35wt％)，15重量份；
聚合度1000的聚磷酸铵和聚合度30的聚磷酸铵按照质量比2:3组成的混合物，25重量份；
三聚氰胺，12.5重量份；
季戊四醇，12.5重量份；
硼酸锌(ZnO占38wt％，B2O3占48wt％，结晶水占14wt％，粒径为325目)，2重量份；
双氰胺，1重量份；
可膨胀石墨(可膨胀倍数500)，1重量份；
光稳定剂为氧化锌、钛白粉、云母粉按照质量比1:1:1组成的混合物，4重量份；
水，23重量份。
进一步，本实施例还提供所述的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照所述重量份分别取聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水，按照先粉料后液料的顺序依次加入到立式球磨机中，进行球磨10min后，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所述混合物料中加入所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液，在搅拌机中以400r/min的搅拌速度进行搅拌混合20min，即得呈细腻流体状的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料。
实施例2
本实施例提供一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，原料组分包括：
乙烯-醋酸乙烯酯乳液707#(粘度为1500MPa·s，固含量为53wt％)，5重量份；
聚醋酸乙烯酯乳液235#(粘度为20000MPa·s，固含量为33wt％)，10重量份；
聚合度1200的聚磷酸铵和聚合度100的聚磷酸铵按照质量比1:1组成的混合物，20重量份；
三聚氰胺，10重量份；
季戊四醇，10重量份；
硼酸锌(ZnO占37wt％，B2O3占46wt％，结晶水占13wt％，粒径为300目)，0.5重量份；
双氰胺，0.5重量份；
可膨胀石墨(可膨胀倍数100)，0.5重量份；
光稳定剂为氧化锌、钛白粉、云母粉按照质量比1:2:1组成的混合物，1重量份；
水，20重量份。
进一步，本实施例还提供所述的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照所述重量份分别取聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水，按照先粉料后液料的顺序依次加入到立式球磨机中，进行球磨15min后，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所述混合物料中加入所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液，在搅拌机中以380r/min的搅拌速度进行搅拌混合15min，即得呈细腻流体状的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料。
实施例3
本实施例提供一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，原料组分包括：
乙烯-醋酸乙烯酯乳液707#(粘度为2500MPa·s，固含量为57wt％)，15重量份；
聚醋酸乙烯酯乳液235#(粘度为30000MPa·s，固含量为37wt％)，30重量份；
聚合度1000的聚磷酸铵和聚合度60的聚磷酸铵按照质量比3:5组成的混合物，30重量份；
三聚氰胺，15重量份；
双氰胺，3.5重量份；
季戊四醇，15重量份；
硼酸锌(ZnO占40wt％，B2O3占49wt％，结晶水占15wt％，粒径为350目)，3.0重量份；
可膨胀石墨(可膨胀倍数1000)，3.5重量份；
光稳定剂为氧化锌、钛白粉、云母粉按照质量比2:1:2组成的混合物，5重量份；
水，40重量份。
进一步，本实施例还提供所述的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照所述重量份分别取聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水，按照先粉料后液料的顺序依次加入到立式球磨机中，进行球磨20min后，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所述混合物料中加入所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液，在搅拌机中以385r/min的搅拌速度进行搅拌混合20min，即得呈细腻流体状的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料。
实施例4
本实施例提供一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，原料组分包括：
乙烯-醋酸乙烯酯乳液707#(粘度为2000MPa·s，固含量为55wt％)，6重量份；
聚醋酸乙烯酯乳液235#(粘度为25000MPa·s，固含量为35wt％)，15重量份；
聚合度1000的聚磷酸铵和聚合度80的聚磷酸铵按照质量比4:5组成的混合物，27重量份；
三聚氰胺，13.5重量份；
季戊四醇，13.5重量份；
硼酸锌(ZnO占39wt％，B2O3占48wt％，结晶水占14wt％，粒径为320目)，2重量份；
可膨胀石墨(可膨胀倍数600)，2重量份；
光稳定剂为氧化锌、钛白粉、云母粉按照质量比1.5:1:1组成的混合物，4重量份；
水，23重量份。
进一步，本实施例还提供所述的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照所述重量份分别取聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水，按照先粉料后液料的顺序依次加入到立式球磨机中，进行球磨10min后，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所述混合物料中加入所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液，在搅拌机中以400r/min的搅拌速度进行搅拌混合20min，即得呈细腻流体状的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料。
实施例5
本实施例提供一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，原料组分包括：
乙烯-醋酸乙烯酯乳液707#(粘度为2500MPa·s，固含量为57wt％)，6重量份；
聚醋酸乙烯酯乳液235#(粘度为30000MPa·s，固含量为37wt％)，15重量份；
聚合度1000的聚磷酸铵和聚合度80的聚磷酸铵按照质量比5:5组成的混合物，30重量份；
三聚氰胺，10重量份；
季戊四醇，10重量份；
硼酸锌(ZnO占38wt％，B2O3占47wt％，结晶水占14wt％，粒径为330目)，2重量份；
可膨胀石墨(可膨胀倍数600)，2重量份；
光稳定剂为氧化锌、钛白粉、云母粉按照质量比2:1:1组成的混合物，4重量份；
水，23重量份。
进一步，本实施例还提供所述的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照所述重量份分别取聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水，按照先粉料后液料的顺序依次加入到立式球磨机中，进行球磨10min后，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所述混合物料中加入所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液，在搅拌机中以400r/min的搅拌速度进行搅拌混合20min，即得呈细腻流体状的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料。
本发明所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，进行喷涂时，先喷涂第一层，经24h后，待第一层实干(手抠不动)后再喷涂第二层，待第二层表干后，即指触不粘时可继续施工，直至要求厚度。
实验例
将本发明实施例1-5所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料进行喷涂形成的涂层(厚度分别为2.05mm、2.2mm、1.8mm、1.6mm、2mm)在温度5-35℃、相对湿度为50-80％的条件下养护55d后，按照GB14907-2002进行耐火性能试验，检测结果分别如表1所示。其中实施例1所述涂料形成的涂层按照GB14907-2002进行理化性能检测，结果如表2所示。
表1-本发明所述能分解甲醛水性超薄型钢结构防火涂料涂层的耐火性能
从表1中可以看出，本发明所述的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料形成涂层的耐火极限均超过60min，即超过标准规定的耐火极限60min，从而说明本发明所述涂料形成的涂层具有优良的耐火性能。
表2-本发明所述能分解甲醛水性超薄型钢结构防火涂料涂层的理化性能
从表2中可以看出，本发明实施例1所述的耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料形成涂层，耐候性好，防水性强，能耐紫外线、抗辐射，综合性能好，各项理化性能均符合标准规定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，由以下原料组分制成：
乙烯-醋酸乙烯酯乳液，5-15重量份；
聚醋酸乙烯酯乳液，10-30重量份；
聚磷酸铵，20-30重量份；
三聚氰胺，10-15重量份；
双氰胺，0.5-3.5重量份；
季戊四醇，10-15重量份；
粒径为300-350目的硼酸锌，0.5-3.0重量份；
可膨胀倍数为100-1000的可膨胀石墨，0.5-3.5重量份；
光稳定剂，1-5重量份；
水，20-40重量份；
所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液的粘度为1500-2500mPa·s，所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液的固含量为53-57wt％；所述聚醋酸乙烯酯乳液的粘度为20000-30000mPa·s，所述聚醋酸乙烯酯乳液的固含量为33-37wt％；所述聚磷酸铵为聚合度≧1000的聚磷酸铵和聚合度30-100的聚磷酸铵按照质量比3:5-5:5组成的混合物；
所述聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇三者的质量之比为2-3:1:1；所述光稳定剂为氧化锌、钛白粉、云母粉按照质量比1-2:1-2:1-2组成的混合物；
所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照所述重量份分别取聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、季戊四醇、硼酸锌、可膨胀石墨、光稳定剂和水，充分混合均匀，得到混合物料；
(2)向步骤(1)所述混合物料中加入所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液，以≤400r/mim的搅拌速度进行搅拌20-30min，充分混合均匀，即得所述耐紫外线防辐射水性超薄型钢结构防火涂料。
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