CN109133841B - 一种硫氧镁水泥基防火涂料、制备及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硫氧镁水泥基防火涂料，所述防火涂料涂覆后滞后发泡，其性能指标为：表干时间80min‑360min，耐火时间120min‑160min，软化系数：0.8‑0.9，导热系数：0.08‑0.20W/m·K，包括以下重量份原料：低品位轻烧氧化镁粉30‑60份，轻质骨料10‑30份，七水硫酸镁粉末15‑30份，防水剂0.1‑1份，纤维0.1‑1份，早强剂0.1‑10份，活性金属发泡剂1‑5份，其余为水。硫氧镁水泥基防火涂料，导热系数低，热稳定性良好，采用滞后发泡技术，避免了物理、化学发泡在喷涂过程中泡沫破裂，质量均一。防火涂料防腐效果好、安全性能高、质量稳定、耐水，耐高温性良好、耐紫外线性能良好、使用寿命长。满足安全防火要求。

Description

一种硫氧镁水泥基防火涂料、制备及施工方法
技术领域
本发明涉及防火涂料，特别涉及一种硫氧镁水泥基防火涂料及制备方法。
背景技术
我国自80年代中期起，随着钢结构建筑的蓬勃发展，对于钢结构的安全性要求也越来越高，由公安部先后提出了GB14907-1994、GB14907-2002《钢结构防火涂料》、GB12441《饰面型防火涂料》及GA98-2005《混凝土结构防火涂料》等技术标准，对室内外钢结构的钢材的耐火性能提出了明确要求。
目前我国生产防火涂料分为有机防火涂料和无机防火涂料。有机防火涂料主要基于高分子基体，包括三乙醇胺、三聚氰胺、环氧树脂等通过喷涂、滚涂等涂覆在钢结构表面上。然而由于需要具有水溶性的稀释剂、溶剂等作为缓凝剂，使其耐水性降低，造成在雨水冲刷后涂料与结构粘结力下降，容易起皮、脱落，且在暴晒条件下部分防火涂料层发生分解，丧失受火膨胀发泡效果，使涂料失效；无机防火涂料种类较多，主要分为石膏基防火涂料、氢氧化镁基防火涂料等，这些涂料耐水性较差，在潮湿条件下，强度下降，造成安全隐患。
因而，非常需要开发出一种具有优良性能的防火涂料，使得在潮湿环境及强紫外线、高温条件下依然具有良好的耐火性能，提高防火安全等级。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种硫氧镁水泥基防火涂料，防腐、耐水、耐高温、耐紫外线，安全性能高、质量稳定、使用寿命长。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种硫氧镁水泥基防火涂料，所述防火涂料涂覆后滞后发泡，其性能指标为：表干时间80min-360min；耐火时间120min-160min；软化系数0.8-0.9；导热系数0.08-0.20 W/m·K，包括以下重量份原料：低品位轻烧氧化镁粉30-60份，轻质骨料10-30份，七水硫酸镁粉末15-30份，防水剂0.1-1份，纤维0.1-1份，早强剂0.1-10份，活性金属发泡剂1-5份，其余为水。
所述的低品位轻烧氧化镁粉为氧化镁含量80%-85%的氧化镁粉。
所述的纤维为玻璃纤维、岩棉中的一种或两种混合。
所述的轻质骨料为膨胀珍珠岩、蛭石、空心玻璃珠、莫来石中的一种或几种混合。
所述的防水剂为柠檬酸、硬脂酸、硅酮酰胺、木质素磺酸钙、烷基苯磺酸钠中的一种或几种混合。
所述的早强剂为磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硅酸钠、硅酮中的一种或几种混合。
所述的活性金属发泡剂为金属粉末，所述金属粉末为铝粉、镁粉或铁粉。
所述的七水硫酸镁粉末细度大于等于50目。
一种硫氧镁水泥基防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）原料称取：按组分配比称取原料；
2）液体原料混合：将轻烧氧化镁粉、轻质骨料、七水硫酸镁粉末、防水剂、纤维、早强剂、活性金属发泡剂与水混合搅拌均匀，得到硫氧镁水泥基防火涂料。
一种硫氧镁水泥基防火涂料的施工方法，具体步骤如下：
1）将待涂覆防火涂料的基体表面进行喷砂或抛丸处理；
2）硫氧镁水泥基防火涂料制备完后0.5小时内采用涂层工艺将防火涂料涂覆在基体表面，涂层厚度为2-4mm；
3)涂覆1-2.5小时内，活性金属发泡剂反应生成大量气泡，使涂层厚度膨胀至4-10mm；
4）自然养护25-30天。
所述的涂层工艺为静电喷涂工艺、液压喷涂工业、气压喷涂工艺、静电吸附工艺、涂刷或滚涂工艺。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用硫氧镁水泥制备防火涂料，防火涂料涂覆后1-2.5小时滞后发泡，抗压强度为大于2MPa。导热系数低，热稳定性良好，采用滞后发泡技术，避免了物理、化学发泡在喷涂过程中泡沫破裂，质量均一。
本发明防火涂料防腐效果好、安全性能高、质量稳定、耐水，耐高温性良好、耐紫外线性能良好、使用寿命长。满足安全防火要求。解决传统硫氧镁水泥基材料依赖于硫酸镁溶液的限制，操作简单，易于运输；并采用低品位菱镁矿烧制的轻烧氧化镁粉（氧化镁含量80-85%），该法制备的涂料具有外观美观、绿色环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。
实施例1
制备硫氧镁水泥基防火涂料，将轻烧氧化镁粉45份、80目七水硫酸镁粉末23份、珍珠岩10份、柠檬酸0.5份、烷基苯磺酸钠0.5份、无碱短切玻璃纤维1份、铝粉5份、硅酸钠1份、水20份，并通过搅拌机搅拌20分钟，制得硫氧镁水泥基防火涂料。
上述硫氧镁水泥基防火涂料施工方法，将待涂覆防火涂料的钢板表面进行抛丸处理，使试件表面有一定的粗糙度。硫氧镁水泥基防火涂料制备完成后20分钟使用液压喷枪涂覆硫氧镁水泥基防火涂料厚度为2.2mm，2小时后整体厚度膨胀至5.5mm。自然养护28天。
上述硫氧镁水泥基防火涂料性能测试如下：
表干时间：177min
耐火时间：133min
涂层厚度：5.5mm
抗压强度：9.3MPa
软化系数：0.86
附着力：1级
导热系数：0.18W/m·K
防火涂料防火性能测试的方法为将涂有硫氧镁水泥基防火涂料的钢材放入1000℃马弗炉中，使涂有硫氧镁水泥基防火涂料的钢材露出外面一部分，用K型热电偶片测量并记录温度时间。试件放入自来水中浸泡至吸水饱和后检测其抗压强度。（以下实施例测试方法相同）。
实施例2
制备硫氧镁水泥基防火涂料，将轻烧氧化镁粉42份、80目七水硫酸镁粉末23份、珍珠岩10份、柠檬酸0.5份、硬脂酸0.5份、岩棉纤维1份、铝粉5份、硅酸钠1份、水20份，并通过搅拌机搅拌20分钟，制得硫氧镁水泥基防火涂料。
上述硫氧镁水泥基防火涂料施工方法，将待涂覆防火涂料的钢板表面进行抛丸处理，使钢板表面有一定的粗糙度。硫氧镁水泥基防火涂料制备完成后15分钟使用液压喷枪涂覆硫氧镁水泥基防火涂料厚度为2.0mm，2小时后整体厚度膨胀至5.0mm。自然养护28天。
上述硫氧镁水泥基防火涂料性能测试如下：
表干时间：156min
耐火时间：155min
涂层厚度：5mm
抗压强度：8.6MPa
软化系数：0.85
附着力：1级
导热系数：0.15W/m·K
实施例3
制备硫氧镁水泥基防火涂料，将轻烧氧化镁粉50份、80目七水硫酸镁粉末23份、珍珠岩10份、柠檬酸0.5份、硬脂酸0.5份、岩棉纤维1份、铝粉10份、硅酸钠1份、水25份，并通过搅拌机搅拌20分钟，制得硫氧镁水泥基防火涂料。
上述硫氧镁水泥基防火涂料施工方法，将待涂覆防火涂料的钢板表面进行抛丸处理，使钢板表面有一定的粗糙度。硫氧镁水泥基防火涂料制备完成后10分钟使用液压喷枪涂覆硫氧镁水泥基防火涂料厚度为2.3mm，2小时后整体厚度膨胀至7.0mm。自然养护28天。
上述硫氧镁水泥基防火涂料性能测试如下：
表干时间：357min耐火时间：175min
涂层厚度：7mm
抗压强度：2.3MPa
软化系数：0.80
附着力：1级
导热系数：0.11W/m·K
对比例1
一种防火涂料，包含以下重量份的原料：石膏60份、水30份、碳酸钙7份、聚苯乙烯1份、石墨烯1份、玻璃纤维1份，并通过搅拌机搅拌20分钟，混合均匀。
对通过上述方法制备的硫氧镁水泥基防火涂料的施工及性能进行测试，过程如下：将待涂覆防火涂料的钢板表面抛丸处理，使钢板表面有一定的粗糙度。使用液压喷枪涂覆石膏涂料整体厚度为5.5mm，养护28天。
对制备的石膏防火涂料性能测试如下：
表干时间：20min
耐火时间：46min
涂层厚度：5.5mm
抗压强度：5.7MPa
软化系数：0.44
附着力：1级
导热系数：0.34 W/m·K
对比例2
一种防火涂料，包含以下重量份的原料：液体硅酸钠41份、乳胶粉2份、珍珠岩40份、氧化镁7份、磷酸三丁酯0.4份、三聚磷酸钠0.6份、玻璃纤维1份，并通过搅拌机搅拌20分钟，混合均匀。
对通过上述方法制备的硫氧镁水泥基防火涂料的施工及性能进行测试，过程如下：将钢板表面进行抛丸处理，使钢板表面有一定的粗糙度。使用液压喷枪涂覆硅酸钠涂料整体厚度为5.6mm。自然养护28天。
对制备的硅酸钠防火涂料性能测试如下：
表干时间：109min
耐火时间：79min
涂层厚度：5.6mm
抗压强度：21.3MPa
软化系数：0.80
导热系数：0.21 W/m·K
结论：
由对比可知，硫氧镁水泥基防火涂料，具有优异的防火性能、机械性能，良好的耐水性，完全满足防火需要。

Claims (10)

1.一种硫氧镁水泥基防火涂料，其特征在于，所述防火涂料涂覆后滞后发泡，其性能指标为：表干时间80 min -360min；耐火时间120min-160min；软化系数：0.8-0.9；导热系数0.08-0.20W/m·K，包括以下重量份原料：低品位轻烧氧化镁粉30-60份，轻质骨料10-30份，七水硫酸镁粉末15-30份，防水剂0.1-1份，纤维0.1-1份，早强剂0.1-10份，活性金属发泡剂1-5份，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种硫氧镁水泥基防火涂料，其特征在于，所述的低品位轻烧氧化镁粉为氧化镁含量80%-85%的氧化镁粉；所述七水硫酸镁粉末细度大于等于50目。
3.根据权利要求1所述的一种硫氧镁水泥基防火涂料，其特征在于，所述的纤维为玻璃纤维、岩棉中的一种或两种混合。
4.根据权利要求1所述的一种硫氧镁水泥基防火涂料，其特征在于，所述的轻质骨料为膨胀珍珠岩、蛭石、空心玻璃珠、莫来石中的一种或几种混合。
5.根据权利要求1所述的一种硫氧镁水泥基防火涂料，其特征在于，所述的防水剂为硬脂酸。
6.根据权利要求1所述的一种硫氧镁水泥基防火涂料，其特征在于，所述的早强剂为磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硅酸钠中的一种或几种混合。
7.根据权利要求1所述的一种硫氧镁水泥基防火涂料，其特征在于，所述的活性金属发泡剂为金属粉末，所述金属粉末为铝粉、镁粉或铁粉。
8.一种根据权利要求1所述的硫氧镁水泥基防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）原料称取：按组分配比称取原料；
2）液体原料混合：将轻烧氧化镁粉、轻质骨料、七水硫酸镁粉末、防水剂、纤维、早强剂、活性金属发泡剂与水混合搅拌均匀，得到硫氧镁水泥基防火涂料。
9.一种根据权利要求1所述的硫氧镁水泥基防火涂料的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）将待涂覆防火涂料的基体表面进行喷砂或抛丸处理；
2）硫氧镁水泥基防火涂料制备完后0.5小时内采用涂层工艺将防火涂料涂覆在基体表面，涂层厚度为2-4mm；
3)涂覆1-2.5小时内，活性金属发泡剂反应生成大量气泡，使涂层厚度膨胀至4-10mm；
4）自然养护25-30天。
10.根据权利要求9所述的硫氧镁水泥基防火涂料的施工方法，其特征在于，所述的涂层工艺为静电喷涂工艺、液压喷涂工业、气压喷涂工艺、静电吸附工艺、涂刷或滚涂工艺。
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