CN108822591B - 一种无机防火隔热涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机防火隔热涂料及其制备方法,该涂料按照重量百分比包括:硅溶胶4%~18%、硫氧镁水泥10%~30%、膨润土3%~6%、膨胀珍珠岩微粉4%~15%、碱式硫酸镁晶须2%~5%、硅藻土5%~20%、轻钙6%~35%、柠檬酸0.1%~0.6%、分散剂0.01%~0.8%、乳液0.2%~5%、消泡剂0.01%~0.2%、防腐剂0.01%~0.5%、流平助剂0.01%~0.6%、保水剂0.1%~0.5%、憎水剂0.1%~0.4%;其制备时将各组分按照比例混合搅拌即可。该涂料具有轻质、不燃、绝热、吸音的特点,可涂覆于各种无机结构、木质结构、钢结构表面,能极好的应用于防火涂料领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种无机防火隔热涂料及其制备方法,属于特种材料技术领域。
背景技术
火灾发生主要是低燃点物质没有得到保护,如果能将一种耐高温涂料涂覆于家具表面,降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延,用以提高被涂材料耐火极限,将有效保护低燃点物质,延迟或防止火灾的发生。因此,防火涂料的应用空间非常大,适用于各种建筑高效防火的涂料具有较大的开发价值。
从防火涂料的组成上看,可分为两种:一种由有机物与无机物复合而成,该种防火涂料的耐老化性及降解性能较差,长期使用被氧化后可能达不到防火效果,并且产生大量的有毒烟雾,即使加入大量阻燃剂,其防火性能仍不理想(因一般阻燃剂的沸点不足300℃,火灾发生时,环境温度可高达1000~1200℃,阻燃剂挥发)。另一种为无机成分组成,该种防火涂料稳定性较好,耐氧化、耐辐射,可通过增加涂层厚度以提高耐火极限,但是其装饰效果较差,所占面积大,附着力及物理机械性能较差,易龟裂、粉化、剥落,且有些无机防火涂料在施工后需要进行养护,否则会影响涂层的整体强度,并存在表面泛白及疏松的现象,增加了运用难度。现在,世界各国日益重视国家公共安全问题,消防产业尤其备受各国政府关注。然而,我国的防火涂料发展较晚,产品竞争力不强,急需发展优质的防火涂料。
发明内容
技术问题:本发明的目的是提供针一种无机防火隔热涂料及其制备方法,该方法以无机材料制备出对钢结构、隧道、混凝土预制件等结构进行有效防火隔热的涂料,提高钢结构、隧道、混凝土预制件的高温安全性。
技术方案:本发明提供了一种无机防火隔热涂料,所述防火隔热涂料按照重量百分比包括以下原料:硅溶胶4%~18%、硫氧镁水泥10%~30%、膨润土3%~6%、膨胀珍珠岩微粉4%~15%、碱式硫酸镁晶须2%~5%、硅藻土5%~20%、轻钙6%~35%、柠檬酸0.1%~0.6%、分散剂0.01%~0.8%、乳液0.2%~5%、消泡剂0.01%~0.2%、防腐剂0.01%~0.5%、流平助剂0.01%~0.6%、保水剂0.1%~0.5%、憎水剂0.1%~0.4%。
其中:
所述硅溶胶中SiO2的含量为30wt%~45wt%,pH为8~10。
所述硫氧镁水泥是轻烧氧化镁与硫酸镁或其水合物按摩尔比7~11:1混合而成;所述碱式硫酸镁晶须的长径比L/D>30,含水量<1%。
所述膨胀珍珠岩微粉的密度<80Kg/m3,细度<2mm;所述硅藻土的细度为40目筛余物为0,含水率<1%。
所述轻钙为普通工业沉淀碳酸钙,其沉降体积为2.4~3.0ml/g。
所述的膨润土水分<10%,24h膨胀倍数>12ml/g。
所述的消泡剂、防腐剂、分散剂、流平助剂、保水剂、柠檬酸、憎水剂均选用市售粉剂型产品,乳液为液体产品。
本发明还提供了一种无机防火隔热涂料的制备方法,该方法包括以下步骤:
1)按比例先将硫氧镁水泥、膨胀珍珠岩微粉、碱式硫酸镁晶须、硅藻土、轻钙混合搅拌,得到混合料;
2)向步骤1)得到的混合料中按比例加入柠檬酸、防腐剂、保水剂、憎水剂、分散剂、流平助剂,搅拌分散均匀,最后包装即为固态料;
3)将硅溶胶、乳液混合包装为液态料;
4)使用时将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀即得无机防火隔热涂料。
步骤4)所述的使用时将固态料与液态料按比例混合得过程中,为达到施工要求,在混合后的涂料中加入适量水分。
本发明中采用的所有原料均为市售商品,本技术领域内的普通技术人员很容易能够获得:
其中,硫氧镁水泥是一种气硬性无机胶凝材料,其特点是:凝结硬化快,强度高,质量轻,凝固时产生微膨胀,硬化后不产生裂缝;硬化体遇到火灾时,由于结晶水蒸发吸收热量,表面生成具有良好绝缘体的无水物屏蔽。
硅溶胶是一种优良的高温无机粘结剂,长期工作温度达1000~1200℃,可提高防火涂料的耐火性能。
硅藻土在涂料中不仅可消除甲醛、净化空气、保持湿度,而且自身多孔,遇高温时微孔中的水分受热蒸发而膨胀,发泡率高、隔热效果明显。
珍珠岩微粉可有效降低涂料的密度,起到吸音的效果同时缓冲钢结构受热膨胀对涂层的冲击;碱式硫酸镁晶须不仅容重轻还可提高体系的体积稳定性,促进硫氧镁水泥强度的发展,膨润土有利于提高涂料的施工性能,而少量的乳液可辅助成膜。
本发明的产品可使用刮涂、涂抹、喷涂施工;施工时只需将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀,为达到施工要求,可在液体料中加入适量水分。
有益效果:
1)本发明利用硫氧镁水泥作为一部分的胶凝材料,可有效解决硅溶胶涂料收缩开裂的问题,同时提高了涂料与基层的粘结强度,降低生产成本;所用材料主要为无机材料,在发生火灾时基本无对人体有害的气体产生,保障了人身安全;
2)本发明使用的材料在发生火灾时质量损失极少,且均为隔热材料,具有良好的隔热作用,有效降低了热量传递;
3)本发明制备的无机涂料粘结性好、硬度高,能够在钢材、混凝土、木材等基材表面形成连续封闭的漆膜,耐久性好;
4)本发明克服了硫氧镁水泥耐水性差的缺点,增加了硫氧镁水泥的实用范围;
5)本发明综合造价低,原材料来源广泛,具有很强的实用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1:
一种无机防火隔热涂料,按照重量百分比包括:硅溶胶18%,硫氧镁水泥20%,膨润土3%,膨胀珍珠岩微粉4%,碱式硫酸镁晶须2%,硅藻土20%,轻钙32%,柠檬酸0.1%,分散剂0.41%,消泡剂0.07%,防腐剂0.01%,乳液0.2%,流平助剂0.01%,保水剂0.1%,憎水剂0.1%。
其中所述硅溶胶SiO2的含量为30wt%,pH为9;所述硫氧镁水泥是轻烧氧化镁与七水硫酸镁按摩尔比9:1混合而成;所述碱式硫酸镁晶须的长径比L/D>30,含水量<1%;所述膨胀珍珠岩微粉的密度<80Kg/m3,细度<2mm;所述硅藻土的细度为40目筛余物为0,含水率<1%;所述膨润土水分<10%,24h膨胀倍数>12ml/g;所述轻钙为普通工业沉淀碳酸钙,其沉降体积为2.4~3.0ml/g;其余均为市售产品。
该无机轻质防火隔热涂料的制备方法如下:
1)按比例先将硫氧镁水泥、膨胀珍珠岩微粉、碱式硫酸镁晶须、硅藻土、轻钙混合搅拌,得到混合料;
2)向步骤1)得到的混合料中按比例加入柠檬酸、防腐剂、保水剂、憎水剂、分散剂、流平助剂,搅拌分散均匀,最后包装即为固态料;
3)将硅溶胶、乳液混合包装为液态料。
4)使用时将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀即得无机防火隔热涂料。
本实施例制得的无机防火隔热涂料的粘结强度为0.25MPa,初期干燥无裂纹,涂层厚度26mm时,耐火极限230min。
实施例2:
一种无机防火隔热涂料,按照重量百分比包括:硅溶胶15%,硫氧镁水泥25%,膨润土4%,膨胀珍珠岩微粉5%,碱式硫酸镁晶须3%,硅藻土15%,轻钙30%,柠檬酸0.25%,分散剂0.05%,消泡剂0.2%,乳液0.8%,防腐剂0.5%,流平助剂0.6%,保水剂0.4%,憎水剂0.2%。
其中所述硅溶胶SiO2的含量为45wt%,pH为9;所述硫氧镁水泥是轻烧氧化镁与七水硫酸镁按摩尔比8:1混合而成;所述碱式硫酸镁晶须的长径比L/D>30,含水量<1%;所述膨胀珍珠岩微粉的密度<80Kg/m3,细度<2mm;所述硅藻土的细度为40目筛余物为0,含水率<1%;所述膨润土水分<10%,24h膨胀倍数>12ml/g;所述轻钙为普通工业沉淀碳酸钙,其沉降体积为2.4~3.0ml/g;其余均为市售产品。
该无机轻质防火隔热涂料的制备方法如下:
1)按比例先将硫氧镁水泥、膨胀珍珠岩微粉、碱式硫酸镁晶须、硅藻土、轻钙混合搅拌,得到混合料;
2)向步骤1)得到的混合料中按比例加入柠檬酸、防腐剂、保水剂、憎水剂、分散剂、流平助剂,搅拌分散均匀,最后包装即为固态料;
3)将硅溶胶、乳液混合包装为液态料。
4)使用时将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀即得无机防火隔热涂料。
本实施例制得的无机防火隔热涂料的粘结强度为0.3MPa,初期干燥无裂纹,涂层厚度4.9mm时,耐火极限150min。
实施例3:
一种无机防火隔热涂料,按照重量百分比包括:硅溶胶10%,硫氧镁水泥30%,膨润土5%,膨胀珍珠岩微粉10%,碱式硫酸镁晶须5%,硅藻土15%,轻钙18%,柠檬酸0.6%,乳液5%,分散剂0.08%,消泡剂0.2%,防腐剂0.11%,流平助剂0.11%,保水剂0.5%,憎水剂0.4%。
其中所述硅溶胶SiO2的含量为35wt%,pH为8;所述硫氧镁水泥是轻烧氧化镁与七水硫酸镁按摩尔比7:1混合而成;所述碱式硫酸镁晶须的长径比L/D>30,含水量<1%;所述膨胀珍珠岩微粉的密度<80Kg/m3,细度<2mm;所述硅藻土的细度为40目筛余物为0,含水率<1%;所述膨润土水分<10%,24h膨胀倍数>12ml/g;所述轻钙为普通工业沉淀碳酸钙,其沉降体积为2.4~3.0ml/g;其余均为市售产品。
该无机轻质防火隔热涂料的制备方法如下:
1)按比例先将硫氧镁水泥、膨胀珍珠岩微粉、碱式硫酸镁晶须、硅藻土、轻钙混合搅拌,得到混合料;
2)向步骤1)得到的混合料中按比例加入柠檬酸、防腐剂、保水剂、憎水剂、分散剂、流平助剂,搅拌分散均匀,最后包装即为固态料;
3)将硅溶胶、乳液混合包装为液态料。
4)使用时将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀即得无机防火隔热涂料。
本实施例制得的无机防火隔热涂料的粘结强度为0.33MPa,初期干燥无裂纹,涂层厚度24mm时,耐火极限215min。
实施例4:
一种无机防火隔热涂料,按照重量百分比包括:硅溶胶4%,硫氧镁水泥30%,膨润土6%,膨胀珍珠岩微粉4%,碱式硫酸镁晶须2%,硅藻土20%,轻钙28.5%,乳液4%,柠檬酸0.6%,分散剂0.04%,消泡剂0.01%,防腐剂0.04%,流平助剂0.01%,保水剂0.4%,憎水剂0.4%。
其中所述硅溶胶SiO2的含量为40wt%,pH为10;所述硫氧镁水泥是轻烧氧化镁与七水硫酸镁按摩尔比10:1混合而成;所述碱式硫酸镁晶须的长径比L/D>30,含水量<1%;所述膨胀珍珠岩微粉的密度<80Kg/m3,细度<2mm;所述硅藻土的细度为40目筛余物为0,含水率<1%;所述膨润土水分<10%,24h膨胀倍数>12ml/g;所述轻钙为普通工业沉淀碳酸钙,其沉降体积为2.4~3.0ml/g;其余均为市售产品。
该无机轻质防火隔热涂料的制备方法如下:
1)按比例先将硫氧镁水泥、膨胀珍珠岩微粉、碱式硫酸镁晶须、硅藻土、轻钙混合搅拌,得到混合料;
2)向步骤1)得到的混合料中按比例加入柠檬酸、防腐剂、保水剂、憎水剂、分散剂、流平助剂,搅拌分散均匀,最后包装即为固态料;
3)将硅溶胶、乳液混合包装为液态料。
4)使用时将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀即得无机防火隔热涂料。
本实施例制得的无机防火隔热涂料的粘结强度为0.4MPa,初期干燥无裂纹,涂层厚度6mm时,耐火极限170min。
实施例5:
一种无机防火隔热涂料,按照重量百分比包括:硅溶胶18%,硫氧镁水泥10%,膨润土6%,膨胀珍珠岩微粉15%,碱式硫酸镁晶须5%,硅藻土5%,轻钙35%,乳液5%,柠檬酸0.1%,分散剂0.04%,消泡剂0.01%,防腐剂0.04%,流平助剂0.01%,保水剂0.4%,憎水剂0.4%。
其中所述硅溶胶SiO2的含量为30wt%,pH为9;所述硫氧镁水泥是轻烧氧化镁与七水硫酸镁按摩尔比11:1混合而成;所述碱式硫酸镁晶须的长径比L/D>30,含水量<1%;所述膨胀珍珠岩微粉的密度<80Kg/m3,细度<2mm;所述硅藻土的细度为40目筛余物为0,含水率<1%;所述膨润土水分<10%,24h膨胀倍数>12ml/g;所述轻钙为普通工业沉淀碳酸钙,其沉降体积为2.4~3.0ml/g;其余均为市售产品。
该无机轻质防火隔热涂料的制备方法如下:
1)按比例先将硫氧镁水泥、膨胀珍珠岩微粉、碱式硫酸镁晶须、硅藻土、轻钙混合搅拌,得到混合料;
2)向步骤1)得到的混合料中按比例加入柠檬酸、防腐剂、保水剂、憎水剂、分散剂、流平助剂,搅拌分散均匀,最后包装即为固态料;
3)将硅溶胶、乳液混合包装为液态料。
4)使用时将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀即得无机防火隔热涂料。
本实施例制得的无机防火隔热涂料的粘结强度为0.4MPa,初期干燥无裂纹,涂层厚度1.17mm时,耐火极限75min。
实施例6:
一种无机防火隔热涂料,按照重量百分比包括:硅溶胶18%,硫氧镁水泥30%,膨润土6%,膨胀珍珠岩微粉15%,碱式硫酸镁晶须5%,硅藻土11.4%,轻钙6%,乳液5%,柠檬酸0.6%,分散剂0.8%,消泡剂0.2%,防腐剂0.5%,流平助剂0.6%,保水剂0.5%,憎水剂0.4%。
其中所述硅溶胶SiO2的含量为35wt%,pH为8.5;所述硫氧镁水泥是轻烧氧化镁与七水硫酸镁按摩尔比9:1混合而成;所述碱式硫酸镁晶须的长径比L/D>30,含水量<1%;所述膨胀珍珠岩微粉的密度<80Kg/m3,细度<2mm;所述硅藻土的细度为40目筛余物为0,含水率<1%;所述膨润土水分<10%,24h膨胀倍数>12ml/g;所述轻钙为普通工业沉淀碳酸钙,其沉降体积为2.4~3.0ml/g;其余均为市售产品。
该无机轻质防火隔热涂料的制备方法如下:
1)按比例先将硫氧镁水泥、膨胀珍珠岩微粉、碱式硫酸镁晶须、硅藻土、轻钙混合搅拌,得到混合料;
2)向步骤1)得到的混合料中按比例加入柠檬酸、防腐剂、保水剂、憎水剂、分散剂、流平助剂,搅拌分散均匀,最后包装即为固态料;
3)将硅溶胶、乳液混合包装为液态料。
4)使用时将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀即得无机防火隔热涂料。
本实施例制得的无机防火隔热涂料的粘结强度为0.45MPa,初期干燥无裂纹,涂层厚度4.9mm时,耐火极限160min。
Claims (7)
1.一种无机防火隔热涂料,其特征在于:所述防火隔热涂料按照重量百分比包括以下原料:
硅溶胶4%~18%、硫氧镁水泥10%~30%、膨润土3%~6%、膨胀珍珠岩微粉4%~15%、碱式硫酸镁晶须2%~5%、硅藻土5%~20%、轻钙6%~35%、柠檬酸0.1%~0.6%、分散剂0.01%~0.8%、乳液0.2%~5%、消泡剂0.01%~0.2%、防腐剂0.01%~0.5%、流平助剂0.01%~0.6%、保水剂0.1%~0.5%、憎水剂0.1%~0.4%;
其中所述硫氧镁水泥是轻烧氧化镁与硫酸镁或其水合物按摩尔比7~11:1混合而成;所述碱式硫酸镁晶须的长径比L/D>30,含水量<1%。
2.按权利要求1所述的一种无机防火隔热涂料,其特征在于:所述硅溶胶中SiO2的含量为30wt%~45wt%,pH为8~10。
3.按权利要求1所述的一种无机防火隔热涂料,其特征是:所述膨胀珍珠岩微粉的密度<80Kg/m3,细度<2mm;所述硅藻土的细度为40目筛余物为0,含水率<1%。
4.按权利要求1所述的一种无机防火隔热涂料,其特征是:所述轻钙为普通工业沉淀碳酸钙,其沉降体积为2.4~3.0ml/g。
5.按权利要求1所述的一种无机防火隔热涂料,其特征在于:所述的膨润土水分<10%,24h膨胀倍数>12ml/g。
6.按权利要求1所述的一种无机防火隔热涂料,其特征在于:所述的消泡剂、防腐剂、分散剂、流平助剂、保水剂、柠檬酸、憎水剂均选用市售粉剂型产品,乳液为液体产品。
7.一种如权利要求1所述的无机防火隔热涂料的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
1)按比例先将硫氧镁水泥、膨胀珍珠岩微粉、碱式硫酸镁晶须、硅藻土、轻钙混合搅拌,得到混合料;
2)向步骤1)得到的混合料中按比例加入柠檬酸、防腐剂、保水剂、憎水剂、分散剂、流平助剂,搅拌分散均匀,最后包装即为固态料;
3)将硅溶胶、乳液混合包装为液态料;
4)使用时将固态料与液态料按比例混合,搅拌均匀即得无机防火隔热涂料;
其中步骤4)所述的使用时将固态料与液态料按比例混合得过程中,为达到施工要求,在混合后的涂料中加入适量水分。
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