CN109651856A - 一种新型无机膨胀钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型无机膨胀钢结构防火涂料及其制备方法，属于防火涂料领域，其特征在于，所述的防火涂料主要包含以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5‑6份，液体硅酸钠干重25～44份，氢氧化铝20～40份，低熔点玻璃粉3～10份，氧化镁5～20份，可再分散乳胶粉0～10份，防水剂0.1～5份，消泡剂0.1～1份，水0～20份。与现有技术相比，本发明具有膨胀层强度高、烟气量小、成膜及防火性能优良，且成本低廉制备工艺简单、操作便利等优点。

Description

一种新型无机膨胀钢结构防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防火涂料，尤其是一种新型无机膨胀钢结构防火涂料及其制备方法，属于防火涂料领域。
背景技术
钢结构以其强度高、韧性好、抗震性好、延伸性好等特点而被广泛应用于建筑领域。钢结构是热的良导体，其承载力与温度关系表明，承载能力会随温度的升高迅速下降，导致其耐火性差。实验证明，当钢结构温度达550℃左右时，钢结构会失去大部分承载能力。发生火灾时，火场温度可达1000℃左右，在此温度下，建筑物因钢结构失去承载力变形而倒塌，造成大量人员伤亡和财产损失。对此，人们通常采用混凝土包覆、绝热隔板包覆、矿物纤维与水泥混合后喷涂以及钢结构防火涂料喷涂等防火方法对钢结构进行防火阻燃保护。其中，涂覆防火涂料是最直接、便利、有效的方法，且还具有优异的装饰性，因而得到了广泛的应用。
钢结构防火涂料根据阻燃机理的不同，可分为膨胀型和非膨胀型防火涂料；根据使用范围可分为室内和室外防火涂料；根据使用的分散介质的不同，可分为水性防火涂料和溶剂型防火涂料；根据涂层厚度的不同，可分为厚型(＞7mm)、薄型(3～7mm)和超薄型(＜3mm)防火涂料。
厚涂型钢结构防火涂料多以无机防火涂料为主，这类涂料价格低廉，阻燃时有害气体释放少，对环境友好，但其存在厚度较大、施工不便、粘结力不足、装饰性差等缺点；薄型膨胀钢结构防火涂料以水溶型为主，施工中涂层厚度一般在3～7mm之间，装饰和理化性能较好，在火灾中以膨胀发泡所形成的膨胀层阻隔钢材和火源，保护建筑钢构件。这类防火涂料多由有机聚合物基料作粘结剂，阻燃时会伴随大量有害气体的生成，对环境不友好；超薄型钢结构防火涂料具有优异的粘结性能，流平性能优秀，饰面性好。涂层超薄低于3mm，施工方便，涂层干燥快。但目前超薄型钢结构防火涂料多以有机型为主，其在生产、施工中污染环境，阻燃中释放大量有毒烟气，危害人体健康；另外，存在价格高、耐候性和耐老化性能不佳等不足，不符合绿色环保材料的未来发展趋势。
在中国专利CN 105885488A中公开了一种新型无机超薄膨胀钢结构防火涂料的制备方法，按配方称量液体硅酸钠，膨胀石墨、低熔点玻璃粉、氢氧化镁、乳胶粉和水，混合均匀后加入搅拌机中搅拌使涂料分散均匀，装罐备用，该专利中单独使用液体硅酸钠作为粘结剂，而经过实验证明，单独使用液体硅酸钠时，模数较低时液体硅酸钠的固化时间过长，耐水性太差，而随着模数的增大，液体硅酸钠的固化时间变短，耐水性增强，但是膨胀性较差，而且涂料成膜后存在褶皱，燃烧时间一长极易发生开裂的情况，防火性能达不到要求；另外，该专利中大量使用氢氧化镁又会导致涂层发生开裂，且涂层膨胀性差，降低防火性能。
因此，针对上述技术问题，本申请提出了一种新型无机膨胀钢结构防火涂料及其制备方法，该防火材料具有膨胀层强度高、烟气量小、成膜及防火性能优良，且成本低廉、制备工艺简单、操作便利、绿色环保等特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种膨胀层强度高、烟气量小、成膜及防火性能优良，且成本低廉、制备工艺简单、操作便利、绿色环保的新型无机膨胀钢结构防火涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种新型无机膨胀钢结构防火涂料，主要包含以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5-6份，液体硅酸钠干重25～44份，氢氧化铝20～40份，低熔点玻璃粉3～10份，氧化镁5～20份，可再分散乳胶粉0～10份，防水剂0.1～5份，消泡剂0.1～1份，水0～20份，
并通过以下方法制备：
a、分别称取固体硅酸钠5～6重量份、氢氧化铝20～40重量份、低熔点玻璃粉3～10重量份、氧化镁5～20重量份、可再分散乳胶粉0～10重量份和防水剂0.1～5重量份，混合均匀后进行粉碎研磨，并全部通过380～420目筛，得A组分；
b、分别称取液体硅酸钠25～44重量份和消泡剂0.1～1重量份，加入水0～20重量份，混合分散均匀，得B组分；
c、将上述步骤制得的A组分和B组分混合、分散均匀，即得一种新型无机膨胀钢结构防火涂料。
上述干重为去除水分后的重量，也可以说是净重。
作为优选，包含以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5.3～5.6份，液体硅酸钠干重30～40份，氢氧化铝25～35重量份，低熔点玻璃粉6～9重量份，氧化镁6～9重量份，可再分散乳胶粉2～6重量份，防水剂0.5～3重量份，消泡剂0.15～0.25重量份，水0-10重量份。
进一步的，上述固体硅酸钠的模数不高于2.0，固体硅酸钠的模数不低于2.5，波美度为40。
作为优选，上述固体硅酸钠的模数为0.5～1.5，固体硅酸钠的模数为2.5～3.5。
进一步的，上述低熔点玻璃粉的熔程为：250～550℃，优选为：Bi2O3～B2O3～ZnO，熔程为325～460℃；P2O5～B2O3～ZnO，熔程为260～430℃；P2O5～B2O3～MgO，熔程为325～450℃；PbO～B2O3～SiO2，熔程为325～450℃。
进一步的，上述防水剂为有机硅防水剂。
进一步的，上述消泡剂为磷酸三丁酯。
一种新型无机膨胀钢结构防火涂料的制备方法，步骤如下：
a、分别称取固体硅酸钠5～6重量份、氢氧化铝20～40重量份、低熔点玻璃粉3～10重量份、氧化镁5～20重量份、可再分散乳胶粉0～10重量份和防水剂0.1～5重量份，混合均匀后进行粉碎研磨，并全部通过380～420目筛，所得粉末为A组分；
b、分别称取液体硅酸钠25～44重量份和消泡剂0.1～1重量份，加入水0～20重量份，混合分散均匀，为B组分；
c、将上述步骤所得的A组分和B组分混合分散均匀，密封保存，即得一种新型无机膨胀钢结构防火涂料。
进一步的，粉碎时使用粉碎机或球磨机。
作为优选方案，上述各原料分别独立包装，实际使用时，按照上述步骤进行制备即可得到新型无机膨胀钢结构防火涂料。
本发明适用的钢板基材的预处理方法与有机防火涂料一致，使用时可采用刷涂、刮涂、喷涂等方法将防火涂料涂覆于处理好的钢板基材表面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、原料无毒无害，配比科学，制备工艺简单，而且在使用过程中，不会有气味放出，涂料显弱碱性，对皮肤几乎无伤害，不粘皮肤，清水即可洗掉。
2、采用固液硅酸钠的混合组分做成膜剂与发泡剂，使用低模数的固体硅酸钠与高模数的液体硅酸钠复合，涂料固化时间适宜，成膜性良好，而且具有优异的高温膨胀性以及高温发泡隔热防火性能。
3、氢氧化铝的发泡温度在200℃左右，与硅酸钠加热膨胀温度相符，利于膨胀，而且氧化镁作为耐高温填料，其对膨胀层的形成及防火能力都起着重要作用。
4、在保证优异低温成膜和粘结性能的基础上，具有与建筑同寿命的耐候性和耐老化性能。
5、显著减少有毒烟气的释放，烟气量低于有机防火涂料的10％。
附图说明
图1是液体硅酸钠配方防火曲线；
图2是不同模数液体硅酸钠配方防火前后外观；
图3是不同模数固体硅酸钠配方成膜外观；
图4是固液硅酸钠混合比配方防火前后外观图；
图5是固液硅酸钠重量比的防火曲线；
图6是固液硅酸钠成膜剂掺量对涂层外观的影响；
图7是固液硅酸钠成膜剂掺量对涂料防火性能的影响；
图8是不同发泡剂的阻燃曲线；
图9是不同发泡剂的防火后外观图；
图10是Al(OH)3掺量对涂料防火性能的影响；
图11是不同Al(OH)3掺量样品阻燃后外观图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1：本实施例为单独使用液体硅酸钠对防火涂料成膜性及防火性能的影响，对模数为1.5、2.0、2.5、3.0、3.3的液体硅酸钠的成膜性进行研究，其样品成膜性如表1所示。
表1液体硅酸钠模数对涂料成膜性能的影响
由表1可知，低模数液体硅酸钠作成膜剂时，固化时间较长，当模数为1.5时固化时间大于96h，且固化时间随着液体硅酸钠模数的增大而减小，模数达3.0以上时，固化时间仅2h，但由于高模数样品干燥太快，会出现褶皱，不利于成膜，在燃烧的过程中容易开裂，而防火涂料一旦开裂，就达不到防火的目的，还可以得出，模数越低时，样品膨胀性越好。
对模数为2.0、2.5、3.0、3.3的液体硅酸钠样品进行防火性能测试，其测试结果如图1所示。
根据图1中防火曲线显示，图中曲线a、b、c、d分别对应模数2.0、2.5、3.0、3.3，在测试时间20min内，钢板升温速度随液体硅酸钠模数增大先增大后减小，这主要是由于当液体硅酸钠模数较小时，体系中水含量高，在升温过程中不仅吸收热量，同时产生涂层中空隙含量，降低涂层热传导系数，减缓钢板升温速度。但在测试后期，不同模数液体硅酸钠样品最终温度均稳定在350℃左右，其主要原因是不同模数液体硅酸钠样品在防火时发生膨胀，膨胀层附着在钢板上，延缓火焰热量传递，达到良好的防火效果。
图2为不同模数液体硅酸钠配方防火前后外观图，图中e、f、g、h分别对应a、b、c、d防火后的外观图。
由图2可知，不同模数液体硅酸钠样品均发生了膨胀，但低模数的样品存在较严重的烧穿现象，这是由于低模数样品膨胀高度大，膨胀层壁薄，强度偏低，在火焰的猛烈冲击下，出现熔穿，而随着模数的增大，膨胀层强度也增大，但膨胀性有所降低，综上所述，模数为3.0的液体硅酸钠做单独成膜剂的样品性能较优，但其成膜性及防火性能仍存在问题，如样品表面存在褶皱，膨胀倍数较低，防火性能还有待提高。
实施例2：本实施例为单独使用固体硅酸钠模数对涂料成膜性的影响：为致力于制备一种纯固相的涂料，对模数为1.0、2.0、2.5、3.3的固体硅酸钠的成膜性进行研究，其成膜性能及样品外观如表2和图3所示。
表2固体硅酸钠模数对涂料成膜性能的影响
模数 1.0 2.0 2.5 3.3
用水量(固液比) 1.7:1 1.7:1 1.7:1 1.7:1
裂缝数/(条/cm<sup>2</sup>) - 0.6 0.8 0.8
裂缝长/cm - 0.7 1 1
裂缝宽/cm - 0.1 0.1 0.2
固化情况 ＞24h 约2h 约2h 约2h
由表2、图3可知，图3中a、b、c、d分别对应模数1.0、2.0、2.5、3.3，除模数为1.0的固体硅酸钠外，其他模数的固体硅酸钠作成膜剂时，均出现严重的开裂现象，且模数越大样品开裂现象越明显，且出现脱落现象，这是由于随着硅酸钠模数不断增大，固体硅酸钠在水中的溶解度降低，模数为3.3时只溶于热水，而对无机防火涂料而言，起主要粘结作用的物质是硅酸钠溶液，故高模数固体硅酸钠粘结性差，造成样品开裂现象严重。而模数为1.0的固体硅酸钠样品虽粘结性较好，但其硬化时间长，12h样品不硬化，故固体硅酸钠不适单独成膜作无机防火涂料成膜剂。
实施例3：本实施例为固液硅酸钠混合比对防火涂料成膜性能及防火性的影响，硅酸钠为最理想的无机成膜剂，但通过实施例1和实施例2可知，不论是液体硅酸钠还是固体硅酸钠单独作成膜剂时，均存在一些不足之处，为了使得涂料成膜性及防火性能最佳，同时也为了尽可能的降低含水量(由于在干燥失水的过程中，样品体积收缩会导致开裂)，故本实施例根据上述实验结果分析，选用模数为3.0的液体硅酸钠为主，少量模数为1.0的固体硅酸钠为辅，采用固液混合硅酸钠作为钢结构防火涂料的成膜剂，对固液硅酸钠质量比为0:40、1:39、1:12、1:7、1:5成膜剂的成膜性及防火性能进行研究，如表3、图4所示。
表3硅酸钠混合作成膜剂对涂料成膜性能的影响
质量比(固：液) 0:40 1:39 1:12 1:7 1:5
成膜情况 稍有褶皱 褶皱严重 稍有褶皱 光滑平整 光滑平整
固化情况 1h 1.5h 2h 2h 6h
膨胀倍数 9 9 10 11 13
由表3、图4可知，图4中a、b、c、d、e分别对应固液质量比为0:40、1:39、1:12、1:7、1:5，图中f、g、h、i、j分别对应a、b、c、d、e防火后的外观图，未加入固体硅酸钠时，样品表面有褶皱现象，随着固液硅酸钠质量比增大，即固体硅酸钠加入量增大，样品表面逐渐光滑，膨胀倍数也随之增大，当固液硅酸钠质量比为1:7时，样品外表光滑平整，未出现褶皱，成膜性最佳，而且膨胀层为多层结构，具有优异的防火性能。这主要由于加入固体硅酸钠不仅达到固液硅酸钠间的复合，更充分结合不同模数硅酸钠成膜性及膨胀性的优点，使样品浆液更适合涂抹，且固化时间合适，防火时能形成结构优异的膨胀层。当固液硅酸钠质量比高于1:7时，虽然成膜良好，但由于低模数硅酸钠的掺量逐渐增加，其膨胀层发生严重的烧穿现象，且涂层固化时间延长，不利于成膜及防火。
由图5不同固液硅酸钠重量比的防火曲线可得，随加入固体硅酸钠的量增加，样品防火性能得到较大提升，未加入固体硅酸钠时，样品60min测试温度缓慢升温至350℃，当低模数与高模数固液硅酸钠质量比为1:7时，样品60min测试温度升温至300℃，与未添加固体硅酸钠样品相比，最终温度降低约50℃，显示出更优异的防火性能，这主要是由于固体低模数与液体高模数硅酸钠混合，不仅具有液体硅酸钠优良的成膜性与低模数固体硅酸钠的发泡性，同时高低模数硅酸钠混合使膨胀层结构及强度达到最佳，使涂层具有更优异的防火性能。但当固体硅酸钠添加量过高时，由于膨胀层强度的降低导致烧穿，进而其防火性能下降。
实施例4：本实施例为固液硅酸钠混合成膜剂掺量对防火涂料性能的影响
探究固体硅酸钠与液体硅酸钠质量比为1:7时，成膜剂掺量对防火涂料成膜性及防火性能的影响，如表4、图6所示。
表4固液硅酸钠混合成膜剂掺量对涂料成膜性能的影响
掺量/重量份 20 30 40 50
成膜情况 开裂严重 稍微粗糙 光滑平整 光滑平整
固化情况 1h 1.5h 2h 2h
膨胀倍数 - 3 10 13
由表4、图6可知，图6中a、b、c、d分别对应掺量为20、30、40、50，当成膜剂掺量为20重量份时，由于其掺量较少而不足以对整个涂层起到粘结作用，故样品出现严重的开裂现象，随着成膜剂掺量逐渐增加，涂层外观趋于良好，实验结果表明成膜剂掺量达30重量份以上即可满足成膜。
对成膜剂掺量为30重量份、40重量份和50重量份的样品进行防火性能测试，测试结果如图7所示。
由图7可得，样品防火测试60min后，钢板最终温度随成膜剂掺量的增加先降低后增加，当成膜剂掺量为30重量份时，样品中硅酸钠比重较少，膨胀性能较掺量为40重量份的样品差，故其防火性能较差，当成膜剂掺量为50重量份时，样品防火性能最差，这是由于成膜剂掺量为50重量份时，占涂料总比重过高，膨胀层强度较低，在防火时易发生烧穿现象，故导致其防火性能显著下降，当成膜剂掺量为40重量份时，样品防火性能最好，60min测试后钢板最终温度约330℃。
实施例5：本实施例分别对3种不同发泡温度的阻燃剂：Al(OH)3200℃左右、Mg(OH)2350℃左右、MgCO3500℃左右对涂料防火性能的影响进行研究，结果如图8、图9所示。
由图8可知，Al(OH)3做发泡剂的样品显示最佳的防火性能，防火60min时，钢板背面温度为280℃左右，其膨胀层结构为多层膨胀结构，故而性能最好。由图9可知，图9中a、b、c、d分别对应氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸镁、氢氧化铝侧面，Mg(OH)2做发泡剂的样品未发生膨胀，MgCO3做发泡剂的样品为大空泡且内部未发生膨胀，只有Al(OH)3做发泡剂的样品为多层膨胀结构，这是由于Al(OH)3的发泡温度与我们所使用硅酸钠熔融发泡温度相符。
实施例6：本实施例为氢氧化铝掺量对涂料成膜性及防火性能的影响：对氢氧化铝掺量(重量份)分别为10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份和45份的防火涂料进行成膜性及防火性能的研究，结果如图10、图11所示，其中图11中a、b、c、d、e、f、g、h分别对应掺量为10、15、20、25、30、35、40、45。
由图10可知，防火性能随Al(OH)3掺量的增加，先增强后减弱，掺量在35％左右时，性能达到最佳；对应图11，Al(OH)3掺量较低时，出现严重的烧穿现象，随着掺量的增加烧穿现象得到改善，这是由于Al(OH)3在充当阻燃剂的同时也是优异的无机填料，其反应产物氧化铝也是耐高温材料，可以增强涂层的耐火性能。
实施例7：
包括以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5份，液体硅酸钠干重25份，即硅酸钠固液比为1:5，固体硅酸钠的模数为0.5，固体硅酸钠的模数为3，氢氧化铝20份，低熔点玻璃粉10份，氧化镁5份，美国迈图HP8029可再分散乳胶粉0份，有机硅防水剂3份，磷酸三丁酯0.6份，水10份；
通过以下步骤制备：
a、按上述重量份准确称取固体硅酸钠、氢氧化铝、Bi2O3-B2O3-ZnO、氧化镁、可再分散乳胶粉、有机硅防水剂，混合置于粉碎机或球磨机等设备中，粉碎研磨均匀，细度达380目过筛，即得A组分。
b、按上述重量份准确称取液体硅酸钠及磷酸三丁酯，加入水，混合分散均匀，即得B组分。
c、将上述步骤中A、B组分置于搅拌器中，混合分散均匀，即得新型无机膨胀钢结构防火涂料。
对通过上述方法制备的新型无机膨胀钢结构防火涂料的性能进行测试，过程如下：
将上述制得的新型无机膨胀钢结构防火涂料一次性刷涂在钢板上(10mm×10mm×1.5mm)，涂料层厚度为2.9mm，在湿度为60％±5％，温度25℃左右的条件下进行养护，标准养护14天后进行耐火测试：将涂有防火涂料的一侧置于酒精喷灯火焰上，距离火焰10cm，用表面热电偶测量钢板另一侧的温度并记录温度和时间数据。
结果如下表所示：
检测项目 新型无机膨胀钢结构防火涂料
初期干燥抗裂性能 表面无裂纹
表干时间/min 180
耐火时间/min ＞100
涂层厚度/mm 3.0
阻火温度/℃ 308
附着力/级 1
铅笔硬度/H 5
烟气量/(无机：有机) 1:20
实施例8：
包括以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5.4份，液体硅酸钠干重40.5份，即硅酸钠固液比为1:7.5，固体硅酸钠的模数为1.5，固体硅酸钠的模数为3.3，氢氧化铝24份，低熔点玻璃粉9份，氧化镁7份，瓦克5044N可再分散乳胶粉10份，有机硅防水剂0.1份，磷酸三丁酯1份，水20份；
通过以下步骤制备：
a、按上述重量份准确称取固体硅酸钠、氢氧化铝、Bi2O3-B2O3-ZnO、氧化镁、可再分散乳胶粉、有机硅防水剂，混合置于粉碎机或球磨机等设备中，粉碎研磨均匀，细度达410目过筛，即得A组分。
b、按上述重量份准确称取液体硅酸钠及磷酸三丁酯，加入水，混合分散均匀，即得B组分。
c、将上述步骤中A、B组分置于搅拌器中，混合分散均匀，即得新型无机膨胀钢结构防火涂料。
对通过上述方法制备的新型无机膨胀钢结构防火涂料的性能进行测试，过程如下：
将上述制得的新型无机膨胀钢结构防火涂料一次性刷涂在钢板上(10mm×10mm×1.5mm)，涂料层厚度为2.9mm，在湿度为60％±5％，温度25℃左右的条件下进行养护，标准养护14天后进行耐火测试：将涂有防火涂料的一侧置于酒精喷灯火焰上，距离火焰10cm，用表面热电偶测量钢板另一侧的温度并记录温度和时间数据。
结果如下表所示：
检测项目 新型无机膨胀钢结构防火涂料
初期干燥抗裂性能 表面光滑无裂纹
表干时间/min 150
耐火时间/min ＞120
涂层厚度/mm 3.0
阻火温度/℃ 299
附着力/级 1
铅笔硬度/H 5
烟气量/(无机：有机) 1:10
实施例9：
包括以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5.5份，液体硅酸钠干重44份，即硅酸钠固液比为1:8，固体硅酸钠的模数为1，固体硅酸钠的模数为2.8，氢氧化铝30份，低熔点玻璃粉8份，氧化镁10份，瓦克5044N可再分散乳胶粉6份，有机硅防水剂1份，磷酸三丁酯0.8份，水0份；
通过以下步骤制备：
a、按上述重量份准确称取固体硅酸钠、氢氧化铝、Bi2O3-B2O3-ZnO、氧化镁、可再分散乳胶粉、有机硅防水剂，混合置于粉碎机或球磨机等设备中，粉碎研磨均匀，细度达400目过筛，即得A组分。
b、按上述重量份准确称取液体硅酸钠及磷酸三丁酯，加入水，混合分散均匀，即得B组分。
c、将上述步骤中A、B组分置于搅拌器中，混合分散均匀，即得新型无机膨胀钢结构防火涂料。
对通过上述方法制备的新型无机膨胀钢结构防火涂料的性能进行测试，过程如下：
将上述制得的新型无机膨胀钢结构防火涂料一次性刷涂在钢板上(10mm×10mm×1.5mm)，涂料层厚度为2.9mm，在湿度为60％±5％，温度25℃左右的条件下进行养护，标准养护14天后进行耐火测试：将涂有防火涂料的一侧置于酒精喷灯火焰上，距离火焰10cm，用表面热电偶测量钢板另一侧的温度并记录温度和时间数据。
结果如下表所示：
检测项目 新型无机膨胀钢结构防火涂料
初期干燥抗裂性能 表面光滑无裂纹
表干时间/min 120
耐火时间/min ＞120
涂层厚度/mm 2.9
阻火温度/℃ 292
附着力/级 1
铅笔硬度/H 5
烟气量/(无机：有机) 1:12
实施例10：
包括以下重量份的原料：固体硅酸钠干重6份，液体硅酸钠干重39份，即硅酸钠固液比为1:6.5，固体硅酸钠的模数为1，固体硅酸钠的模数为3，氢氧化铝40份，低熔点玻璃粉6份，氧化镁15份，皖维WWJF8020可再分散乳胶粉8份，有机硅防水剂2份，磷酸三丁酯0.6份，水3份；
通过以下步骤制备：
a、按上述重量份准确称取固体硅酸钠、氢氧化铝、Bi2O3-B2O3-ZnO、氧化镁、可再分散乳胶粉、有机硅防水剂，混合置于粉碎机或球磨机等设备中，粉碎研磨均匀，细度达390目过筛，即得A组分。
b、按上述重量份准确称取液体硅酸钠及磷酸三丁酯，加入水，混合分散均匀，即得B组分。
c、将上述步骤中A、B组分置于搅拌器中，混合分散均匀，即得新型无机膨胀钢结构防火涂料。
对通过上述方法制备的新型无机膨胀钢结构防火涂料的性能进行测试，过程如下：
将上述制得的新型无机膨胀钢结构防火涂料一次性刷涂在钢板上(10mm×10mm×1.5mm)，涂料层厚度为2.9mm，在湿度为60％±5％，温度25℃左右的条件下进行养护，标准养护14天后进行耐火测试：将涂有防火涂料的一侧置于酒精喷灯火焰上，距离火焰10cm，用表面热电偶测量钢板另一侧的温度并记录温度和时间数据。
结果如下表所示：
检测项目 新型无机膨胀钢结构防火涂料
初期干燥抗裂性能 表面光滑无裂纹
表干时间/min 180
耐火时间/min ＞120
涂层厚度/mm 2.9
阻火温度/℃ 310
附着力/级 1
铅笔硬度/H 5
烟气量/(无机：有机) 1:11
实施例11：
包括以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5.7份，液体硅酸钠干重34份，即硅酸钠固液比为1:5.9，固体硅酸钠的模数为0.8，固体硅酸钠的模数为2.5，氢氧化铝27份，低熔点玻璃粉3份，氧化镁12份，皖维WWJF8020可再分散乳胶粉2份，有机硅防水剂4份，磷酸三丁酯0.4份，水6份；
通过以下步骤制备：
a、按上述重量份准确称取固体硅酸钠、氢氧化铝、Bi2O3-B2O3-ZnO、氧化镁、可再分散乳胶粉、有机硅防水剂，混合置于粉碎机或球磨机等设备中，粉碎研磨均匀，细度达420目过筛，即得A组分。
b、按上述重量份准确称取液体硅酸钠及磷酸三丁酯，加入水，混合分散均匀，即得B组分。
c、将上述步骤中A、B组分置于搅拌器中，混合分散均匀，即得新型无机膨胀钢结构防火涂料。
对通过上述方法制备的新型无机膨胀钢结构防火涂料的性能进行测试，过程如下：
将上述制得的新型无机膨胀钢结构防火涂料一次性刷涂在钢板上(10mm×10mm×1.5mm)，涂料层厚度为2.9mm，在湿度为60％±5％，温度25℃左右的条件下进行养护，标准养护14天后进行耐火测试：将涂有防火涂料的一侧置于酒精喷灯火焰上，距离火焰10cm，用表面热电偶测量钢板另一侧的温度并记录温度和时间数据。
结果如下表所示：
检测项目 新型无机膨胀钢结构防火涂料
初期干燥抗裂性能 表面光滑无裂纹
表干时间/min 120
耐火时间/min ＞150
涂层厚度/mm 2.9
阻火温度/℃ 280
附着力/级 1
铅笔硬度/H 5
烟气量/(无机：有机) 1:15
实施例12：
包括以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5.8份，液体硅酸钠干重40.6份，即硅酸钠固液比为1:7，固体硅酸钠的模数为1.2，固体硅酸钠的模数为3.5，氢氧化铝33份，低熔点玻璃粉7份，氧化镁20份，美国迈图HP8029可再分散乳胶粉5份，有机硅防水剂5份，磷酸三丁酯0.2份，水17份；
通过以下步骤制备：
a、按上述重量份准确称取固体硅酸钠、氢氧化铝、Bi2O3-B2O3-ZnO、氧化镁、可再分散乳胶粉、有机硅防水剂，混合置于粉碎机或球磨机等设备中，粉碎研磨均匀，细度达400目过筛，即得A组分。
b、按上述重量份准确称取液体硅酸钠及磷酸三丁酯，加入水，混合分散均匀，即得B组分。
c、将上述步骤中A、B组分置于搅拌器中，混合分散均匀，即得新型无机膨胀钢结构防火涂料。
对通过上述方法制备的新型无机膨胀钢结构防火涂料的性能进行测试，过程如下：
将上述制得的新型无机膨胀钢结构防火涂料一次性刷涂在钢板上(10mm×10mm×1.5mm)，涂料层厚度为2.9mm，在湿度为60％±5％，温度25℃左右的条件下进行养护，标准养护14天后进行耐火测试：将涂有防火涂料的一侧置于酒精喷灯火焰上，距离火焰10cm，用表面热电偶测量钢板另一侧的温度并记录温度和时间数据。
结果如下表所示：
检测项目 新型无机膨胀钢结构防火涂料
初期干燥抗裂性能 表面光滑无裂纹
表干时间/min 120
耐火时间/min ＞140
涂层厚度/mm 2.9
阻火温度/℃ 288
附着力/级 1
铅笔硬度/H 5
烟气量/(无机：有机) 1:13
实施例13：
包括以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5.2份，液体硅酸钠干重36份，即硅酸钠固液比为1:6.9，固体硅酸钠的模数为1，固体硅酸钠的模数为3，氢氧化铝37份，低熔点玻璃粉4份，氧化镁18份，瓦克5044N可再分散乳胶粉4份，有机硅防水剂0.1份，磷酸三丁酯0.1份，水13份；
通过以下步骤制备：
a、按上述重量份准确称取固体硅酸钠、氢氧化铝、Bi2O3-B2O3-ZnO、氧化镁、可再分散乳胶粉、有机硅防水剂，混合置于粉碎机或球磨机等设备中，粉碎研磨均匀，细度达410目过筛，即得A组分。
b、按上述重量份准确称取液体硅酸钠及磷酸三丁酯，加入水，混合分散均匀，即得B组分。
c、将上述步骤中A、B组分置于搅拌器中，混合分散均匀，即得新型无机膨胀钢结构防火涂料。
对通过上述方法制备的新型无机膨胀钢结构防火涂料的性能进行测试，过程如下：
将上述制得的新型无机膨胀钢结构防火涂料一次性刷涂在钢板上(10mm×10mm×1.5mm)，涂料层厚度为2.9mm，在湿度为60％±5％，温度25℃左右的条件下进行养护，标准养护14天后进行耐火测试：将涂有防火涂料的一侧置于酒精喷灯火焰上，距离火焰10cm，用表面热电偶测量钢板另一侧的温度并记录温度和时间数据。
结果如下表所示：
检测项目 新型无机膨胀钢结构防火涂料
初期干燥抗裂性能 表面光滑无裂纹
表干时间/min 120
耐火时间/min ＞120
涂层厚度/mm 2.8
阻火温度/℃ 293
附着力/级 1
铅笔硬度/H 5
烟气量/(无机：有机) 1:14
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型无机膨胀钢结构防火涂料，主要包含以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5-6份，液体硅酸钠干重25～44份，氢氧化铝20～40份，低熔点玻璃粉3～10份，氧化镁5～20份，可再分散乳胶粉0～10份，防水剂0.1～5份，消泡剂0.1～1份，水0～20份，并通过以下方法制备：
a、分别称取固体硅酸钠5～6重量份、氢氧化铝20～40重量份、低熔点玻璃粉3～10重量份、氧化镁5～20重量份、可再分散乳胶粉0～10重量份和防水剂0.1～5重量份，混合均匀后进行粉碎研磨，并全部通过380～420目筛，得A组分；
b、分别称取液体硅酸钠25～44重量份和消泡剂0.1～1重量份，加入水0～20重量份，混合分散均匀，得B组分；
c、将上述步骤制得的A组分和B组分混合、分散均匀，即可。
2.根据权利要求1所述的新型无机膨胀钢结构防火涂料，其特征在于，主要包含以下重量份的原料：固体硅酸钠干重5.4～5.8份，液体硅酸钠干重30～40份，氧化铝25～35重量份，低熔点玻璃粉6～9重量份，氧化镁6～9重量份，可再分散乳胶粉2～6重量份，防水剂0.5～3重量份，消泡剂0.15～0.25重量份，水0～10重量份。
3.根据权利要求1或2所述的新型无机膨胀钢结构防火涂料，其特征在于，所述固体硅酸钠的模数不高于2.0，液体硅酸钠的模数不低于2.5，波美度为40。
4.根据权利要求1或2所述的新型无机膨胀钢结构防火涂料，其特征在于，所述低熔点玻璃粉的熔程为250～550℃。
5.根据权利要求4所述的新型无机膨胀钢结构防火涂料，其特征在于，所述低熔点玻璃粉为Bi2O3-B2O3-ZnO、P2O5-B2O3-ZnO、P2O5-B2O3-MgO或PbO-B2O3-SiO2中的任一种。
6.根据权利要求1或2所述的新型无机膨胀钢结构防火涂料，其特征在于，所述防水剂为有机硅防水剂。
7.根据权利要求1或2所述的新型无机膨胀钢结构防火涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯。
8.一种新型无机膨胀钢结构防火涂料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
a、分别称取固体硅酸钠5～6重量份、氢氧化铝20～40重量份、低熔点玻璃粉3～10重量份、氧化镁5～20重量份、可再分散乳胶粉0～10重量份和防水剂0.1～5重量份，混合均匀后进行粉碎研磨，并全部通过380～420目筛，所得粉末为A组分；
b、分别称取液体硅酸钠25～44重量份和消泡剂0.1～1重量份，加入水0～20重量份，混合分散均匀，为B组分；
c、将上述步骤所得的A组分和B组分混合分散均匀，密封保存，即得一种新型无机膨胀钢结构防火涂料。
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