CN108342103A - 一种混凝土与砖墙面防火涂料、防火泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混凝土与砖墙面防火涂料、防火泥及其制备方法，属于防火材料领域。该防火涂料包括配合使用的防火泥和防火液；防火泥包括：骨料、生物质粉末、石墨、纳米二氧化硅、甲基纤维醚以及增韧剂；防火液包括：无机硅阻燃剂、甲基硅酸钠、防水剂、润湿剂、分散剂以及消泡剂。经这种防火涂料喷涂后的混凝土与砖墙面表面涂层在遇火高温炙烧时，会随温度升高而逐渐膨胀隆起成一个密闭的大气包，即形成一个密度高的硬质膜壳，可有效地阻挡火焰直接燃烧受保护的基材。同时，涂装后得到的防火涂层，粘结力强、强度高、韧性好，耐候性强，不易开裂和脱落。

Description

一种混凝土与砖墙面防火涂料、防火泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及防火材料领域，具体而言，涉及一种混凝土与砖墙面防火涂料、防火泥及其制备方法。
背景技术
混凝土结构的材料在高温火焰作用下，达到400℃后就会发生脆裂变形崩解，进而倒塌失去承载能力，其会对生命和财产造成极大的损害。因此，对混凝土结构进行防火保护，使其在火灾发生时能够延长发生变形破坏的时间，为灭活赢得时间，减少火灾损失。
目前，防火涂料在水泥混凝土上的应用广泛，其主要通过涂覆于基材表面，降低被涂的水泥混凝土表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，从而提高混凝土的耐火极限。然而，现有的防火涂料对混凝土的防火效果不佳，且粘结力不佳，容易脱落。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种混凝土与砖墙面防火涂料，旨在解决现有技术中的防火涂料的耐火极限低、粘结力弱的问题。
本发明的第二目的在于提供一种混凝土与砖墙面防火泥，用于调制上述混凝土与砖墙面防火涂料。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种混凝土与砖墙面防火涂料，其包括配合使用的防火泥和防火液；
防火泥按重量份数计包括：骨料18～27份、生物质粉末5～9份、石墨0.5～1.6份、纳米二氧化硅0.5～1.5份、甲基纤维醚1.2～2.9份以及增韧剂1.1～3.4份；
防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂40～50份、甲基硅酸钠0.7～2.3份、防水剂15～20份、润湿剂0.1～0.5份、分散剂0.1～0.3份以及消泡剂0.05～0.18份。
一种混凝土与砖墙面防火涂料的制备方法，其包括：
按重量份数，将骨料、生物质粉末、石墨、纳米二氧化硅、甲基纤维醚和增韧剂混合，得到防火泥；
按重量份数，将无机硅阻燃剂、防水剂、润湿剂、分散剂和消泡剂混合，得到防火液；
将防火泥与防火液按照质量比1：0.8～1.2混合。
一种用于混凝土与砖墙面的防火泥，按重量份数计包括：骨料18～27份、生物质粉末5～9份、石墨0.5～1.6份、甲基纤维醚1.2～2.9份、纳米二氧化硅0.5～1.5份以及增韧剂1.1～3.4份。
与现有技术相比，本发明的有益效果例如包括：
本发明提供的这种混凝土与砖墙面防火涂料，采用水性无机材料和有机材料相结合的方式，提升了涂料的粘结力，使其可有效的粘附在混凝土结构(或砖结构)的表面，可作为腻子层或腻子打底层。在碳层复配中加入纳米二氧化硅，纳米二氧化硅材料在高温下膨胀形成密集网状膨胀体骨架，所加入的生物质天然粉末和有机成碳物质(石墨)，在无机膨胀体中形成细小碳层空腔，其可有效阻隔温度的传导，对混凝土结构进行有效保护，防止过高温度对混凝土结构的炙烤，从而避免混凝土在火灾中脆裂坍塌。
经这种防火涂料喷涂后的混凝土与砖墙面表面涂层在遇火高温炙烧时，会随温度升高而逐渐膨胀隆起一个密闭的大气包，形成一个密度高的硬质膜壳。该硬质膜壳隆起高度达10cm，可有效地阻挡火焰直接燃烧受保护的基材，同时由硬质膜壳形成的密闭空间有效地隔阻烈火高温热辐射传导到受保护的基材。同时，涂装后得到的防火涂层，粘结力强、强度高、韧性好，且耐候性强、不易开裂和脱落。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施方式提供一种混凝土与砖墙面防火涂料，其包括配合使用的防火泥和防火液；
防火泥按重量份数计包括：骨料18～27份、生物质粉末5～9份、石墨0.5～1.6份、甲基纤维醚1.2～2.9份、纳米二氧化硅0.5～1.5份以及增韧剂1.1～3.4份；
或者，防火泥按重量份数计包括：骨料20～24份、生物质粉末6～8份、石墨0.7～1.4份、甲基纤维醚1.6～2.3份、纳米二氧化硅0.7～1.3份以及增韧剂1.7～2.3份；
或者，防火泥按重量份数计包括：骨料23份、生物质粉末7份、石墨1.0份、甲基纤维醚2.0份、纳米二氧化硅0.9～1.1份以及增韧剂2份；
进一步地，骨料包括按重量份数计的下列组分：硅藻土4～7份、膨润土1～4份、滑石粉13～16份。
或者，骨料包括按重量份数计的下列组分：硅藻土5～7份、膨润土2～3份、滑石粉14～15份。
或者，骨料包括按重量份数计的下列组分：硅藻土6份、膨润土2.3份、滑石粉14.7份。
进一步地，增韧剂为高分子可溶性胶粉，高分子可溶性胶粉包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯和羟丙基甲基纤维素。
进一步地，生物质粉末包括植物秸秆粉末或木材粉末。
防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂40～50份、甲基硅酸钠0.7～2.3份、防水剂15～20份、润湿剂0.1～0.5份、分散剂0.1～0.3份以及消泡剂0.05～0.18份。
或者，防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂43～46份、甲基硅酸钠1.1～1.9份、防水剂17.4～19.5份、润湿剂0.2～0.4份、分散剂0.15～0.25份以及消泡剂0.08～0.13份。
或者，防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂44份、甲基硅酸钠1.5份、防水剂18.9份、润湿剂0.3份、分散剂0.2份以及消泡剂0.1份。
进一步地，防水剂为有机硅树脂。
进一步地，润湿剂为阴离子型表面活性剂，阴离子型表面活性剂包括由烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐和磷酸酯组成的群组中选择的至少一个。
进一步地，分散剂包括由六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和水玻璃组成的群组中选择的至少一个。
进一步地，消泡剂包括乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚组成的群组中选择的至少一个。
本实施方式另一方面提供一种混凝土与砖墙面防火涂料的制备方法，其包括：
按重量份数，将骨料、生物质粉末、石墨、甲基纤维醚、纳米二氧化硅和增韧剂混合，得到防火泥；
按重量份数，将无机硅阻燃剂、防水剂、润湿剂、分散剂和消泡剂混合，得到防火液；
将防火泥与防火液按照质量比1：0.8～1.2混合。
这种混凝土与砖墙面防火涂料的施工方法包括：
a.对墙体保护部位中易脱落或松软部位进行清理(防止底层松软脱落)；
b.使用前，将防火泥与防火液按照质量比1：0.8～1.2混合，再次充分搅拌即可使用(按4小时内用量配制防火涂料，调配好的防火涂料在4小时内使用，超时会逐渐稠化)。
c.将配置好的防火涂料均匀喷涂在混凝土与砖墙表面，每遍涂布量为1.3～2.0kg/m2，第一遍表面干固后再涂刷第二遍，共需涂刷三遍，涂层厚度为3～5mm；如天热干燥，底涂料变稠不易喷涂时，可适当加水再搅拌均匀后使用。
d.第三遍刷完约48小时干燥后须喷涂抗碱涂料。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供一种混凝土与砖墙面防火涂料，其包括配合使用的防火泥和防火液；
防火泥按重量份数计包括：骨料18份、木材粉末9份、石墨0.5份、甲基纤维醚2.9份、纳米二氧化硅1.5份以及高分子可溶性胶粉1.1份；
防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂40份、甲基硅酸钠2.3份、有机硅树脂15份、阴离子型表面活性剂0.5份、六偏磷酸钠0.1份以及聚氧丙烯甘油醚0.18份。
其制备方法为：分别将上述原料混合，得到防火泥和防火液，在使用前将防火泥和防火液在室温下按照质量比1：0.8混合搅拌均匀。
实施例2
本实施例提供一种混凝土与砖墙面防火涂料，其包括配合使用的防火泥和防火液；
防火泥按重量份数计包括：骨料27份、木材粉末5份、石墨1.6份、甲基纤维醚1.2份、纳米二氧化硅0.5份以及高分子可溶性胶粉3.4份；
防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂50份、甲基硅酸钠0.7份、有机硅树脂20份、阴离子型表面活性剂0.1份、六偏磷酸钠0.3份以及聚氧丙烯甘油醚0.05份。
其制备方法为：分别将上述原料混合，得到防火泥和防火液，在使用前将防火泥和防火液在室温下按照质量比1：1.2混合搅拌均匀。
实施例3
本实施例提供一种混凝土与砖墙面防火涂料，其包括配合使用的防火泥和防火液；
防火泥按重量份数计包括：硅藻土6份、膨润土2.3份、滑石粉14.7份、植物秸秆粉末7份、石墨1.0份、甲基纤维醚2.0份、纳米二氧化硅1份以及高分子可溶性胶粉2份；
防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂44份、甲基硅酸钠1.5份、有机硅树脂18.9份、阴离子型表面活性剂0.3份、三聚磷酸钠0.2份以及乳化硅油0.1份。
其制备方法为：分别将上述原料混合，得到防火泥和防火液，在使用前将防火泥和防火液在室温下按照质量比1：1混合搅拌均匀。
实施例4
本实施例提供一种混凝土与砖墙面防火涂料，其包括配合使用的防火泥和防火液；
防火泥按重量份数计包括：硅藻土5份、膨润土3份、滑石粉14份、植物秸秆粉末6份、石墨1.4份、甲基纤维醚2.3份、纳米二氧化硅0.7份以及高分子可溶性胶粉1.7份；
防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂46份、甲基硅酸钠1.1份、有机硅树脂19.5份、阴离子型表面活性剂0.2份、三聚磷酸钠0.25份以及乳化硅油0.08份。
其制备方法为：分别将上述原料混合，得到防火泥和防火液，在使用前将防火泥和防火液在室温下按照质量比1：1.1混合搅拌均匀。
实施例5
本实施例提供一种混凝土与砖墙面防火涂料，其包括配合使用的防火泥和防火液；
防火泥按重量份数计包括：硅藻土7份、膨润土2份、滑石粉15份、植物秸秆粉末8份、石墨0.7份、甲基纤维醚1.6份、纳米二氧化硅1.1份以及高分子可溶性胶粉2.3份；
防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂43份、甲基硅酸钠1.9份、有机硅树脂17.4份、阴离子型表面活性剂0.4份、焦磷酸钠0.15份以及乳化硅油0.13份。
其制备方法为：分别将上述原料混合，得到防火泥和防火液，在使用前将防火泥和防火液在室温下按照质量比1：0.9混合搅拌均匀。
实验例1
防火性能测试：
在300mm*200mm*5mm的碳酸钙板涂刷样品，白板(空白实验)、普通腻子粉5mm(对照组)、本发明实施例3提供的防火涂料5mm(实验组)。
测试结果如下所示：
(1)白板(即空白试验)
表1.白板的防火性能测试结果
时间 正面火焰温度 背温 是否穿火
1min 950 237 否
3min 950 489 裂痕
(2)普通腻子(对照组)
表2.普通腻子的防火性能测试结果
时间 正面火焰温度 背温 是否穿火
1min 950 137 否
3min 950 387 否
5min 950 468 裂痕
(3)实施例3的防火涂料(实验组)
表3.水泥砂浆的防火性能测试结果
时间 正面火焰温度 背温 是否穿火
1min 950 25 否
3min 950 56 否
5min 950 73 否
10min 950 98 否
15min 950 103 否
20min 950 119 否
30min 950 189 否
40min 950 459 裂痕
对比可知，本发明实施例3提供的混凝土与砖墙面防火涂料，在相同正面火焰温度下防火性能优于普通腻子，表现出优异的防火性能。
实验例2
采用国家标准采用国家标准采用国家标准《钢结构防火涂料通用技术条件》(GB14907-2002)对本发明实施例3提供的混凝土与砖墙面防火涂料进行检测，结果如表4所示：
表4.混凝土与砖墙面防火涂料性能检测结果
由表4可知，本发明实施例3提供的这种防火涂料各项指标都符合国家标准，且部分指标远优于国家标准。
另外，将其它实施例提供的混凝土与砖墙面防火涂料进行上述实验，其结果与实施例3基本一致，故不逐一赘述。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种混凝土与砖墙面防火涂料，其特征在于，其包括配合使用的防火泥和防火液；
所述防火泥按重量份数计包括：骨料18～27份、生物质粉末5～9份、石墨0.5～1.6份、纳米二氧化硅0.5～1.5份、甲基纤维醚1.2～2.9份以及增韧剂1.1～3.4份；
所述防火液按重量份数计包括：无机硅阻燃剂40～50份、甲基硅酸钠0.7～2.3份、防水剂15～20份、润湿剂0.1～0.5份、分散剂0.1～0.3份以及消泡剂0.05～0.18份。
2.根据权利要求1所述的混凝土与砖墙面防火涂料，其特征在于，所述骨料包括按重量份数计的下列组分：硅藻土4～7份、膨润土1～4份、滑石粉13～16份。
3.根据权利要求1所述的混凝土与砖墙面防火涂料，其特征在于，所述增韧剂为高分子可溶性胶粉，所述高分子可溶性胶粉包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯和羟丙基甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述的混凝土与砖墙面防火涂料，其特征在于，生物质粉末包括植物秸秆粉末或木材粉末。
5.根据权利要求1所述的混凝土与砖墙面防火涂料，其特征在于，所述防水剂为有机硅树脂。
6.根据权利要求1所述的混凝土与砖墙面防火涂料，其特征在于，所述润湿剂为阴离子型表面活性剂，所述阴离子型表面活性剂包括由烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐和磷酸酯组成的群组中选择的至少一个。
7.根据权利要求1所述的混凝土与砖墙面防火涂料，其特征在于，所述分散剂包括由六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和水玻璃组成的群组中选择的至少一个。
8.根据权利要求1所述的混凝土与砖墙面防火涂料，其特征在于，所述消泡剂包括乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚组成的群组中选择的至少一个。
9.根据权利要求1～8任一项所述的混凝土与砖墙面防火涂料的制备方法，其特征在于，其包括：
按重量份数，将所述骨料、所述生物质粉末、所述石墨、所述纳米二氧化硅、所述甲基纤维醚和所述增韧剂混合，得到所述防火泥；
按重量份数，将所述无机硅阻燃剂、防水剂、润湿剂、分散剂和消泡剂混合，得到所述防火液；
将所述防火泥与所述防火液按照质量比1：0.8～1.2混合。
10.一种用于混凝土与砖墙面的防火泥，其特征在于，按重量份数计包括：骨料18～27份、生物质粉末5～9份、石墨0.5～1.6份、甲基纤维醚1.2～2.9份、纳米二氧化硅0.5～1.5份以及增韧剂1.1～3.4份。
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