CN111117310A - 一种非膨胀型石膏防火涂料及其制备方法 - Google Patents

一种非膨胀型石膏防火涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非膨胀型石膏防火涂料及其制备方法，由以下质量的组分组成：粉料100份，清水80‑120份，所述粉料由以下质量的组分组成：石膏粉60‑90份，凹凸土2‑10份，聚苯乙烯2‑15份，纤维素0‑3份，氧化铝纤维颗粒10‑20份，聚丙烯纤维0‑2份，发泡剂0.1‑5份，缓凝剂0.1‑5份；所述氧化铝纤维颗粒为氧化铝纤维毯工艺处理后并粉碎得到的颗粒物，再将成品粉料与清水按配比为1：0.9的重量比搅拌2分钟至均匀，即得非膨胀型石膏防火涂料。本发明通过上述组分配方，对氧化铝纤维颗粒经过胶凝硬化表面疏水处理后作为隔热耐火填料，再经过疏水处理，最终得到了具有超强耐水率，耐冲击性，干密度低，可大幅增强钢结构的耐火时间的非膨胀型石膏防火涂料。

Description

一种非膨胀型石膏防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体来说，涉及一种非膨胀型石膏防火涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国城市与工业发展步伐加快，钢结构在建筑领域大量使用的同时，因钢结构自身极易导热，在高温作用下会迅速失去刚性而导致建筑物倒塌。其防火涂料的研究与应用也日益受到人们的重视，因此对钢结构建筑进行防火保护具有重要意义。
防火涂料是指涂覆在钢结构表面，遇火时靠自身的涂层厚度阻隔火焰对钢结构的直接加热，从而提高了钢结构耐火时间，为人们提供更多的灭火时间。
目前，传统的膨胀型防火涂料主要是溶剂型、该膨胀型防火涂料的阻燃体系是由聚磷酸铵、三聚氰铵、季戊四醇等成分组成，该防火涂料以有机溶剂为分散介质，在生产或使用时会产生较高的有机挥发物（VOC），对环境造成污染，国家现在对环境污染的重视，我们需开发出一种以水为分散介质，防火效率高、隔热效率高，干密度低的防火涂料产品，产品在生产或使用时降低或零有机挥发物(VOC)对环境造成污染；另外，国内传统的非膨胀型钢结构防火涂料大多是由水泥、珍珠岩、蛭石等材料配制成的防火涂料，该防火涂料施工繁琐，材料成本与人工成本过高，成品易空鼓脱落等问题。从而不能提高钢结构建筑物的耐热时间。
为此，我们需要开发出一种耐火时间高，不宜空鼓脱落、施工成本低的非膨胀型防火涂料，使得在火灾发生时能有效的阻隔火焰对钢结构承重构件直接加热，降低钢结构建筑的倒塌时间，为消防战士赢得更多的灭火时间。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种非膨胀型石膏防火涂料及其制备方法，解决现有防火涂料干密度高、热导率大、隔热效率低的问题。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样的：
制备一种非膨胀型石膏防火涂料，由以下质量的组分组成：粉料100kg，清水80-120份，所述粉料由以下质量的组分组成：石膏粉60-90份，凹凸土2-10份，聚苯乙烯2-15份，纤维素0-3份，氧化铝纤维颗粒10-20份，聚丙烯纤维0-2份，发泡剂0.1-5份，缓凝剂0.1-5份。
进一步，所述粉料由以下质量份数的组分组成：石膏粉68份，凹凸棒土7份，聚苯乙烯2份，纤维素0.5份，氧化铝纤维颗粒10-20份，聚丙烯纤维0.5份，发泡剂1份，缓凝剂1份。
进一步，所述发泡剂为混凝土发泡剂。
进一步，所述缓凝剂为水泥缓凝剂。
进一步，所述氧化铝纤维颗粒为氧化铝纤维毯工艺处理后并粉碎得到的颗粒物。
所述非膨胀型石膏防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，从市场上购得氧化铝纤维毯；
步骤S2，用硅烷偶联剂对步骤S1中的氧化铝纤维毯进行均匀喷覆或浸泡，然后将均匀喷覆或浸泡后的氧化铝纤维毯挂起滴去残留，之后放入烘干箱调温60℃，烘干24小时干燥；
步骤S3，用硅酸钠液体均匀浸泡步骤S2中烘干后的氧化铝纤维毯，然后将均匀浸泡后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温80℃，烘干48小时，进行物体胶凝硬化干燥；
步骤S4，用聚录乙烯烷基胺溶液对步骤S3中烘干后的氧化铝纤维毯表面进行均匀喷覆，然后将喷覆后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温60℃，进行烘干24小时，对氧化铝纤维毯的表面疏水处理干燥；
步骤S5，用筛网超声波粉碎机对步骤S4中烘干后的氧化铝纤维毯进行粉碎处理，即得氧化铝纤维颗粒；
步骤S6，在步骤S5所得氧化铝纤维颗粒中逐步加入以下成分：石膏粉、凹凸棒土、聚笨乙烯、纤维素、聚丙烯纤维、发泡剂、缓凝剂，通过无重力搅拌机混合15分钟即可得成品粉料；
步骤S7，将步骤S6中所得成品粉料与清水按配比为1：0.9的重量比搅拌2分钟至均匀，即得非膨胀型石膏防火涂料。
进一步，步骤S1中所述氧化铝纤维毯的产品指标为：体积密度3-4kg/m³，渣球含量≤2%。
进一步，步骤S2中所述筛网超声波粉碎机的规格为20目，所述氧化铝纤维颗粒的粒径为20-40目。
本发明的有益效果：这种非膨胀型石膏防火涂料，制作成本低，干密度小、热导率消、隔热效率高，使得在火灾发生时能有效的阻隔火焰对钢结构承重构件直接加热，降低钢结构建筑的倒塌时间，为消防战士赢得更多的灭火时间。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面列举三组实施例和一组对比实施例：
实施例一：
根据本发明实施例所述的一种非膨胀型石膏防火涂料，由以下质量的组分组成：粉料100kg，清水80-120kg，所述粉料由以下质量的组分组成：石膏粉68kg，凹凸棒土7kg，聚苯乙烯2kg，纤维素0.5kg，氧化铝纤维颗粒10kg，聚丙烯纤维0.5kg，混凝土发泡剂1kg，水泥缓凝剂1kg。
在本实施例中，所述氧化铝纤维颗粒为氧化铝纤维毯工艺处理后并粉碎得到的颗粒物。
在本实施例中，所述一种非膨胀型石膏防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，从市场上购得氧化铝纤维毯；
步骤S2，用硅烷偶联剂对步骤S1中的氧化铝纤维毯进行均匀喷覆或浸泡，然后将均匀喷覆或浸泡后的氧化铝纤维毯挂起滴去残留，之后放入烘干箱调温60℃，烘干24小时干燥；
步骤S3，用硅酸钠液体均匀浸泡步骤S2中烘干后的氧化铝纤维毯，然后将均匀浸泡后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温80℃，烘干48小时，进行物体胶凝硬化干燥；
步骤S4，用聚录乙烯烷基胺溶液对步骤S3中烘干后的氧化铝纤维毯表面进行均匀喷覆，然后将喷覆后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温60℃，进行烘干24小时，对氧化铝纤维毯的表面疏水处理干燥；
步骤S5，用筛网超声波粉碎机对步骤S4中烘干后的氧化铝纤维毯进行粉碎处理，即得氧化铝纤维颗粒；
步骤S6，在步骤S5所得氧化铝纤维颗粒中逐步加入以下成分：石膏粉、凹凸棒土、聚笨乙烯、纤维素、聚丙烯纤维、发泡剂、缓凝剂，通过无重力搅拌机混合15分钟即可得成品粉料；
步骤S7，将步骤S6中所得成品粉料与清水按配比为1：0.9的重量比搅拌2分钟至均匀，即得非膨胀型石膏防火涂料。
在本实施例中，步骤S1中所述氧化铝纤维毯的产品指标为：体积密度3-4kg/m³，渣球含量≤2%。
在本实施例中，步骤S2中所述筛网超声波粉碎机的规格为20目，所述氧化铝纤维颗粒的粒径为20-40目。
在本实施例中，所得非膨胀型石膏防火涂料样品干密度为354kg/m³，热导率为0.066W/(m.k)，基准隔热效率108分钟。
实施例二：
根据本发明实施例所述的一种非膨胀型石膏防火涂料，由以下质量的组分组成：粉料100kg，清水80-120kg，所述粉料由以下质量的组分组成：石膏粉68kg，凹凸棒土7kg，聚苯乙烯2kg，纤维素0.5kg，氧化铝纤维颗粒15kg，聚丙烯纤维0.5kg，混凝土发泡剂1kg，水泥缓凝剂1kg。
在本实施例中，所述氧化铝纤维颗粒为氧化铝纤维毯工艺处理后并粉碎得到的颗粒物。
在本实施例中，所述一种非膨胀型石膏防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，从市场上购得氧化铝纤维毯；
步骤S2，用硅烷偶联剂对步骤S1中的氧化铝纤维毯进行均匀喷覆或浸泡，然后将均匀喷覆或浸泡后的氧化铝纤维毯挂起滴去残留，之后放入烘干箱调温60℃，烘干24小时干燥；
步骤S3，用硅酸钠液体均匀浸泡步骤S2中烘干后的氧化铝纤维毯，然后将均匀浸泡后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温80℃，烘干48小时，进行物体胶凝硬化干燥；
步骤S4，用聚录乙烯烷基胺溶液对步骤S3中烘干后的氧化铝纤维毯表面进行均匀喷覆，然后将喷覆后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温60℃，进行烘干24小时，对氧化铝纤维毯的表面疏水处理干燥；
步骤S5，用筛网超声波粉碎机对步骤S4中烘干后的氧化铝纤维毯进行粉碎处理，即得氧化铝纤维颗粒；
步骤S6，在步骤S5所得氧化铝纤维颗粒中逐步加入以下成分：石膏粉、凹凸棒土、聚笨乙烯、纤维素、聚丙烯纤维、发泡剂、缓凝剂，通过无重力搅拌机混合15分钟即可得成品粉料；
步骤S7，将步骤S6中所得成品粉料与清水按配比为1：0.9的重量比搅拌2分钟至均匀，即得非膨胀型石膏防火涂料。
在本实施例中，步骤S1中所述氧化铝纤维毯的产品指标为：体积密度3-4kg/m³，渣球含量≤2%。
在本实施例中，步骤S2中所述筛网超声波粉碎机的规格为20目，所述氧化铝纤维颗粒的粒径为20-40目。
在本实施例中，所得非膨胀型石膏防火涂料样品干密度为308kg/m³，热导率为0.058W/(m.k)，基准隔热效率123min。
实施例三：
根据本发明实施例所述的一种非膨胀型石膏防火涂料，由以下质量的组分组成：粉料100kg，清水80-120kg，所述粉料由以下质量的组分组成：石膏粉68kg，凹凸棒土7kg，聚苯乙烯2kg，纤维素0.5kg，氧化铝纤维颗粒20kg，聚丙烯纤维0.5kg，混凝土发泡剂1kg，水泥缓凝剂1kg。
在本实施例中，所述氧化铝纤维颗粒为氧化铝纤维毯工艺处理后并粉碎得到的颗粒物。
在本实施例中，所述一种非膨胀型石膏防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，从市场上购得氧化铝纤维毯；
步骤S2，用硅烷偶联剂对步骤S1中的氧化铝纤维毯进行均匀喷覆或浸泡，然后将均匀喷覆或浸泡后的氧化铝纤维毯挂起滴去残留，之后放入烘干箱调温60℃，烘干24小时干燥；
步骤S3，用硅酸钠液体均匀浸泡步骤S2中烘干后的氧化铝纤维毯，然后将均匀浸泡后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温80℃，烘干48小时，进行物体胶凝硬化干燥；
步骤S4，用聚录乙烯烷基胺溶液对步骤S3中烘干后的氧化铝纤维毯表面进行均匀喷覆，然后将喷覆后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温60℃，进行烘干24小时，对氧化铝纤维毯的表面疏水处理干燥；
步骤S5，用筛网超声波粉碎机对步骤S4中烘干后的氧化铝纤维毯进行粉碎处理，即得氧化铝纤维颗粒；
步骤S6，在步骤S5所得氧化铝纤维颗粒中逐步加入以下成分：石膏粉、凹凸棒土、聚笨乙烯、纤维素、聚丙烯纤维、发泡剂、缓凝剂，通过无重力搅拌机混合15分钟即可得成品粉料；
步骤S7，将步骤S6中所得成品粉料与清水按配比为1：0.9的重量比搅拌2分钟至均匀，即得非膨胀型石膏防火涂料。
在本实施例中，步骤S1中所述氧化铝纤维毯的产品指标为：体积密度3-4kg/m³，渣球含量≤2%。
在本实施例中，步骤S2中所述筛网超声波粉碎机的规格为20目，所述氧化铝纤维颗粒的粒径为20-40目。
在本实施例中，所得非膨胀型石膏防火涂料样品干密度为262kg/m³，热导率为0.05W/(m.k)，基准隔热效率138分钟。
对比实施例：
一种石膏防火涂料，由以下质量份数的组分组成：粉料100kg，清水70kg，所述粉料由以下质量份数的组分组成：石膏粉68kg，凹凸土7kg，聚苯乙烯2kg，纤维素0.5kg，聚丙烯纤维0.5kg，混凝土发泡剂1kg，水泥缓凝剂1kg。
在本实施例中，所述一种石膏防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将石膏粉68kg，凹凸土7kg，聚苯乙烯2kg，纤维素0.5kg，聚丙烯纤维0.5kg，混凝土发泡剂1kg，水泥缓凝剂1kg，通过无重力搅拌机混合15分钟即可得成品粉料；
步骤S2，将步骤S1中所得成品粉料与清水配比为1：0.7的重量比搅拌2分钟至均匀，即得非膨胀型石膏防火涂料。
在本实施例中，所得石膏防火涂料样品干密度为550kg/m³，热导率为0.156W/(m.k)，基准隔热效率91分钟。
综上所述，本发明的非膨胀石膏防火涂料加入了氧化铝纤维颗粒，该颗粒具有耐高温1500℃无损失率，经过疏水处理后具有超强耐水率，耐冲击性，干密度低，可大幅增强钢结构的耐火时间。
本发明的实现原理，这种非膨胀型钢结构防火涂料，以天然石膏粉为粘接剂、以氧化铝纤维颗粒为主要防火材料，加入其它组分填料形成隔热效率较高的防火隔热层，该防火隔热层具有耐冲击，耐火极限高，使用寿命长久等特点。
本发明中的热导率通过QTM-700型导热系数测定仪在室温26℃、湿度低于85％环境下测得；隔热效率通过FDGRXL-1型钢结构防火涂料隔热效率试验炉测得。
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)

1.一种非膨胀型石膏防火涂料，其特征在于，由以下质量的组分组成：粉料100份，清水80-120份，所述粉料由以下质量的组分组成：石膏粉60-90份，凹凸土2-10份，聚苯乙烯2-15份，纤维素0-3份，氧化铝纤维颗粒10-20份，聚丙烯纤维0-2份，发泡剂0.1-5份，缓凝剂0.1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种非膨胀型石膏防火涂料，其特征在于，所述粉料由以下质量份数的组分组成：石膏粉68份，凹凸棒土7份，聚苯乙烯2份，纤维素0.5份，氧化铝纤维颗粒10-20份，聚丙烯纤维0.5份，发泡剂1份，缓凝剂1份。
3.根据权利要求2所述的一种非膨胀型石膏防火涂料，其特征在于，所述发泡剂为混凝土发泡剂。
4.根据权利要求2所述的一种非膨胀型石膏防火涂料，其特征在于，所述缓凝剂为水泥缓凝剂。
5.根据权利要求2所述的一种非膨胀型石膏防火涂料，其特征在于，所述氧化铝纤维颗粒为氧化铝纤维毯工艺处理后并粉碎得到的颗粒物。
6.根据权利要求1所述的一种非膨胀型石膏防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，从市场上购得氧化铝纤维毯；
步骤S2，用硅烷偶联剂对步骤S1中的氧化铝纤维毯进行均匀喷覆或浸泡，然后将均匀喷覆或浸泡后的氧化铝纤维毯挂起滴去残留，之后放入烘干箱调温60℃，烘干24小时干燥；
步骤S3，用硅酸钠液体均匀浸泡步骤S2中烘干后的氧化铝纤维毯，然后将均匀浸泡后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温80℃，烘干48小时，进行物体胶凝硬化干燥；
步骤S4，用聚录乙烯烷基胺溶液对步骤S3中烘干后的氧化铝纤维毯表面进行均匀喷覆，然后将喷覆后的氧化铝纤维毯放入烘干箱调温60℃，进行烘干24小时，对氧化铝纤维毯的表面疏水处理干燥；
步骤S5，用筛网超声波粉碎机对步骤S4中烘干后的氧化铝纤维毯进行粉碎处理，即得氧化铝纤维颗粒；
步骤S6，在步骤S5所得氧化铝纤维颗粒中逐步加入以下成分：石膏粉、凹凸棒土、聚笨乙烯、纤维素、聚丙烯纤维、发泡剂、缓凝剂，通过无重力搅拌机混合15分钟即可得成品粉料；
步骤S7，将步骤S6中所得成品粉料与清水按配比为1：0.9的重量比搅拌2分钟至均匀，即得非膨胀型石膏防火涂料。
7.根据权利要求6所述的一种非膨胀型石膏防火涂料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述氧化铝纤维毯的产品指标为：体积密度3-4kg/m³，渣球含量≤2%。
8.根据权利要求6所述的一种非膨胀型石膏防火涂料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述筛网超声波粉碎机的规格为20目，所述氧化铝纤维颗粒的粒径为20-40目。
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