CN108148453A - 一种隧道防火涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道防火涂料及其制备方法，所述隧道防火涂料的原料按重量份包括：高铝水泥10‑15份、硅酸盐水泥25‑35份、膨胀珍珠岩1‑5份、膨胀蛭石1‑5份、超细粉1‑5份、引气剂1‑5份、助剂3‑5份。本发明加入粒径为0.01—0.1μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，强涂层的粘接强度和防冲刷性能，加入丙烯酸乳液与高铝水泥、硅酸盐水泥组合，发生化学反应，既形成表面涂层防水，又能渗透到底材内部形成结晶体阻遏水的通过，达到双重防水效果，并且使结构稳固，降低涂层厚度，具备涂层薄、粘接强度高、耐火强、耐水性好、绿色环保的优点。

Description

一种隧道防火涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及隧道防火涂料技术领域，尤其涉及一种隧道防火涂料及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，城市建设加快，流动人口迅速增加，交通建设及完善显得尤为重要。而隧道以其实现目标距离最短、占地面积最少、对自然环境及景观破坏程度最小、造价低的特点受到了规划建设者的青睐。但是隧道结构一般是由石块和钢筋混凝土垒砌而成，温度升至600℃时，混凝土强度损失达50％以上，钢材的屈服应力降到常温下屈服力1/3以下。而隧道发生火灾时，温度一般在1000℃以上，隧道砌体难以承受如此高温，严重部分容易烧塌，再加上隧道环境相对密闭，人流密度大，一旦发生火灾，疏散和扑救相当困难，容易造成重大人员伤亡和财产损失，因此对隧道进行防火处理显得十分重要。

现有技术中，隧道防火涂料主要由粘结剂、耐火填料、发泡材料和助剂组成，如按ISO834曲线升温，耐火性能达到3h，一般涂料涂层厚度约需20～30mm；由于涂层较厚，需要多次喷涂，施工困难。如按碳氢曲线升温，隧道防火涂料不能承受快速升温的热冲击，可能在几分钟内就发生爆裂，不能满足隧道的特殊防火要求，另外，隧道防火涂料的粘结强度一般为0.1MPa，车辆在隧道通行时，会产生强风和震动，不能满足隧道的实际需要。

因此，非常需要通过配方的改进，以提供一种涂层薄、粘接强度高、耐火强、耐水性好、绿色环保的隧道防火涂料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道防火涂料及其制备方法，具备涂层薄、粘接强度高、耐火强、耐水性好、绿色环保的优点，解决了现有隧道防火涂料的涂层厚、粘接强度低的问题。

根据本发明实施例的一种隧道防火涂料，其原料按重量份包括：高铝水泥10-15份、硅酸盐水泥25-35份、膨胀珍珠岩1-5份、膨胀蛭石1-5份、超细粉1-5份、引气剂1-5份、助剂3-5份。

在上述方案基础上，还包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液5-10份、消泡剂0.04-0.06份、防腐剂0.2-0.4份、非离子表面活性剂0.2-0.4份、水5-10份。

在上述方案基础上，还包括以下重量份的原料：阻燃剂6-10份。

在上述方案基础上，所述超细粉包括粒径为0.01—0.1μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，所述助剂包括可再分散胶乳、高效减水剂。

在上述方案基础上，所述消泡剂A为通用型强力消泡剂，防腐剂为纳米硼酸锌，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)。

在上述方案基础上，所述阻燃剂为硼化物、锌化物及氢氧化铝、氢氧化镁中两种以上的混合物。

一种隧道防火涂料的制备方法，S1.按配方重量份将高铝水泥、硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石加入搅拌机内搅拌分散，再加入超细粉、引气剂、助剂、阻燃剂混合搅拌均匀，得到粉状混合体；

S2.按配方重量份将丙烯酸乳液、消泡剂、防腐剂、非离子表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合乳液；

S3.将粉状混合体、混合乳液装入搅拌机混合均匀，熟化5-9min后出料，得隧道防火涂料。

优选的，所述步骤S1中，搅拌机搅拌分散的时间为30－35min，搅拌速度为550－650r/min。

该隧道防火涂料中采用的可再分散乳胶粉是水溶性的,在混合料与水拌和,乳胶粉遇水后变为乳液,在砂浆凝结硬化过程中乳液可再一次脱水,聚合物颗粒在砂浆中形成聚合物体结构,从而与聚合物乳液的作用过程相似,对砂浆起改性作用。在防火涂料砂浆加水搅拌时,聚合物颗粒自行分散,并不会同水泥粘聚,一方面由于可再分散聚合物乳胶粉颗粒之间的润滑效应,使砂浆的组分能够单独流动；另一方面可再分散聚合物乳胶粉对空气有诱导效应,赋予砂浆可压缩性。因此,可以改善砂浆的施工和易性。在固化过程中,聚合物乳胶粉颗粒填充了水泥凝胶内存在的细小空隙,形成了连续凝胶结构,抑制了固化过程中水的迅速蒸发,保证了水化作用完全。同时,可再分散乳胶粉充当了不同组分之间粘结桥作用。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1.硅酸盐水泥具有不燃、耐水、耐碱、耐久、耐候、水溶性等优越性能，高铝水泥成型后混凝土耐温性可达1300℃以上，但机械强度不如硅酸盐水泥，综合考虑，粘结剂以硅酸盐水泥为主体，添加适量高铝水泥，使混凝土具有最佳的耐温性和强度，有效降低涂层厚度；

2.加入粒径为0.01—0.1μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，其具有的特殊的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应，使其与常规粉体材料相比在补强性、透明性、分散性、触变性和流平性等方面都显示出明显的优势，可增强涂层的粘接强度和防冲刷性能，加入阻燃剂，有效提高涂层的防火性能；

3.加入丙烯酸乳液与高铝水泥、硅酸盐水泥组合，发生化学反应，既形成表面涂层防水，又能渗透到底材内部形成结晶体阻遏水的通过，达到双重防水效果，并且使结构稳固，降低涂层厚度，加入引气剂，形成大量微小气泡，提高涂层的耐冷冻性能和隔音性能，膨胀珍珠岩、膨胀蛭石具备耐高温、导热率低、相对密度小、粒径分布合理等特点，使配制成的涂料能防火、隔热、吸音，能减弱隧道内噪音，火灾时能在较长时间内保护混凝土结构的稳定性和完整性。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供了一种隧道防火涂料，其原料按重量份包括：高铝水泥10份、硅酸盐水泥25份、膨胀珍珠岩1份、膨胀蛭石1份、超细粉1份、引气剂1份、助剂3份、丙烯酸乳液5份、消泡剂0.04份、防腐剂0.2份、非离子表面活性剂0.2份、水5份、阻燃剂6份，所述超细粉包括粒径为0.01μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，所述助剂包括可再分散胶乳、高效减水剂，所述消泡剂A为通用型强力消泡剂，防腐剂为纳米硼酸锌，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)，所述阻燃剂为锌化物及氢氧化铝、氢氧化镁中的混合物。

该隧道防火涂料的制备方法，具体步骤为：

S1.按配方重量份将高铝水泥、硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石加入搅拌机内搅拌分散30min，搅拌速度为550r/min，再加入超细粉、引气剂、助剂、阻燃剂混合搅拌均匀，得到粉状混合体；

S2.按配方重量份将丙烯酸乳液、消泡剂、防腐剂、非离子表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合乳液；

S3.将粉状混合体、混合乳液装入搅拌机混合均匀，熟化5min后出料，得隧道防火涂料。

实施例2

本实施例提供了一种隧道防火涂料，其原料按重量份包括：高铝水泥11份、硅酸盐水泥28份、膨胀珍珠岩2份、膨胀蛭石2份、超细粉2份、引气剂2份、助剂3.5份、丙烯酸乳液6份、消泡剂0.04份、防腐剂0.25份、非离子表面活性剂0.25份、水6份、阻燃剂7份，所述超细粉包括粒径为0.03μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，所述助剂包括可再分散胶乳、高效减水剂，所述消泡剂A为通用型强力消泡剂，防腐剂为纳米硼酸锌，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)，所述阻燃剂为硼化物、锌化物及氢氧化铝的混合物。

隧道防火涂料的制备方法，具体步骤为：

S1.按配方重量份将高铝水泥、硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石加入搅拌机内搅拌分散32min，搅拌速度为580r/min，再加入超细粉、引气剂、助剂、阻燃剂混合搅拌均匀，得到粉状混合体；

S2.按配方重量份将丙烯酸乳液、消泡剂、防腐剂、非离子表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合乳液；

S3.将粉状混合体、混合乳液装入搅拌机混合均匀，熟化6min后出料，得隧道防火涂料。

实施例3

本实施例提供了一种隧道防火涂料，其原料按重量份包括：高铝水泥13份、硅酸盐水泥30份、膨胀珍珠岩3份、膨胀蛭石3份、超细粉3份、引气剂3份、助剂4份、丙烯酸乳液7份、消泡剂0.05份、防腐剂0.3份、非离子表面活性剂0.3份、水7份、阻燃剂8份，所述超细粉包括粒径为0.05μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，所述助剂包括可再分散胶乳、高效减水剂，所述消泡剂A为通用型强力消泡剂，防腐剂为纳米硼酸锌，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)，所述阻燃剂为锌化物及氢氧化铝、氢氧化镁的混合物。

隧道防火涂料的制备方法，具体步骤为：

S1.按配方重量份将高铝水泥、硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石加入搅拌机内搅拌分散33min，搅拌速度为600r/min，再加入超细粉、引气剂、助剂、阻燃剂混合搅拌均匀，得到粉状混合体；

S2.按配方重量份将丙烯酸乳液、消泡剂、防腐剂、非离子表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合乳液；

S3.将粉状混合体、混合乳液装入搅拌机混合均匀，熟化7min后出料，得隧道防火涂料。

实施例4

本实施例提供了一种隧道防火涂料，其原料按重量份包括：高铝水泥14份、硅酸盐水泥32份、膨胀珍珠岩4份、膨胀蛭石4份、超细粉4份、引气剂4份、助剂4.5份、丙烯酸乳液9份、消泡剂0.06份、防腐剂0.4份、非离子表面活性剂0.4份、水9份、阻燃剂9份，所述超细粉包括粒径为0.08μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，所述助剂包括可再分散胶乳、高效减水剂，所述消泡剂A为通用型强力消泡剂，防腐剂为纳米硼酸锌，非离子表面活性剂为高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，所述阻燃剂为锌化物及氢氧化铝的混合物。

该隧道防火涂料的制备方法，具体步骤为：

S1.按配方重量份将高铝水泥、硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石加入搅拌机内搅拌分散34min，搅拌速度为620r/min，再加入超细粉、引气剂、助剂、阻燃剂混合搅拌均匀，得到粉状混合体；

S2.按配方重量份将丙烯酸乳液、消泡剂、防腐剂、非离子表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合乳液；

S3.将粉状混合体、混合乳液装入搅拌机混合均匀，熟化8min后出料，得隧道防火涂料。

实施例5

本实施例提供了一种隧道防火涂料，其原料按重量份包括：高铝水泥15份、硅酸盐水泥35份、膨胀珍珠岩5份、膨胀蛭石5份、超细粉5份、引气剂5份、助剂5份、丙烯酸乳液10份、消泡剂0.06份、防腐剂0.4份、非离子表面活性剂0.4份、水10份、阻燃剂10份，所述超细粉包括粒径为0.1μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，所述助剂包括可再分散胶乳、高效减水剂，所述消泡剂A为通用型强力消泡剂，防腐剂为纳米硼酸锌，非离子表面活性剂为高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁的混合物。

该隧道防火涂料的制备方法，具体步骤为：

S1.按配方重量份将高铝水泥、硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石加入搅拌机内搅拌分散35min，搅拌速度为650r/min，再加入超细粉、引气剂、助剂、阻燃剂混合搅拌均匀，得到粉状混合体；

S2.按配方重量份将丙烯酸乳液、消泡剂、防腐剂、非离子表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合乳液；

S3.将粉状混合体、混合乳液装入搅拌机混合均匀，熟化9min后出料，得隧道防火涂料。

经检测，上述实施例所得到的隧道防火涂料均具备下列技术性能：

1)水性、符合环保要求，减少生产、运输、施工、应用污染；

2)与混凝土有较好的粘结强度；

3)在高温下，不因涂料分解而释放出有毒有害烟气；

4)涂料耐碱、耐水、耐潮湿、耐冻融、耐湿热性好；

5)涂料具有较长的耐火极限，符合ISO834(或RSW)C-H标准曲线，提高标准要符合GA/T714—2007《构件用防火保护材料快速升温耐火试验方法》中耐火材料RABT标准升温曲线试验技术指标要求；

6)其他技术指标符合GA98中表2隧道防火涂料要求。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种隧道防火涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：高铝水泥10-15份、硅酸盐水泥25-35份、膨胀珍珠岩1-5份、膨胀蛭石1-5份、超细粉1-5份、引气剂1-5份、助剂3-5份。

2.根据权利要求1所述的一种隧道防火涂料，其特征在于，还包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液5-10份、消泡剂0.04-0.06份、防腐剂0.2-0.4份、非离子表面活性剂0.2-0.4份、水5-10份。

3.根据权利要求2所述的一种隧道防火涂料，其特征在于，还包括以下重量份的原料：阻燃剂6-10份。

4.根据权利要求1所述的一种隧道防火涂料，其特征在于，所述超细粉包括粒径为0.01—0.1μm的碳酸钙超细粉和云母超细粉，所述助剂包括可再分散胶乳、高效减水剂。

5.根据权利要求2所述的一种隧道防火涂料，其特征在于，所述消泡剂A为通用型强力消泡剂，防腐剂为纳米硼酸锌，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)或高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)。

6.根据权利要求3所述的一种隧道防火涂料，其特征在于，所述阻燃剂为硼化物、锌化物及氢氧化铝、氢氧化镁中两种以上的混合物。

7.如权利要求1-6中任一项所述的一种隧道防火涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

S1.按配方重量份将高铝水泥、硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石加入搅拌机内搅拌分散，再加入超细粉、引气剂、助剂、阻燃剂混合搅拌均匀，得到粉状混合体；

S2.按配方重量份将丙烯酸乳液、消泡剂、防腐剂、非离子表面活性剂、水混合搅拌均匀，得到混合乳液；

S3.将粉状混合体、混合乳液装入搅拌机混合均匀，熟化5-9min后出料，得隧道防火涂料。

8.根据权利要求7所述的一种隧道防火涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，搅拌机搅拌分散的时间为30－35min，搅拌速度为550－650r/min。