CN111233421A - 一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料及其施工方法 - Google Patents

一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑用材料技术领域，具体涉及一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料及其施工方法，该防火材料为双组份体系，分别为组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：石膏30‑80份、聚苯乙烯颗粒0‑30份、蛭石0‑30份、纤维1‑15份、碳酸钠60‑110份、石墨1‑6份、石膏缓凝剂2‑10份、填料1‑3份、硅酸二钙1‑3份、α‑烯烃磺酸钠1‑5份、助剂1‑4份、粉煤灰2‑3份；组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的5‑30%。上述改进，一方面避免了纳米级蒙脱石的团聚，另一方面可以提高可膨胀型石墨的膨胀倍数，从而提高了水泥基防火材料的阻燃和耐火时间。本发明所添加的填料能够形成非常致密的保护层，从而有效阻止了水、空气等的进入，从而减少了腐蚀现象的发生。

Description

一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料及其施 工方法
技术领域
本发明涉及建筑用材料技术领域，具体涉及一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料及其施工方法。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，各部件或构件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，因其自身重量较轻、强度高、整体港独好、抵抗变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；钢制材料匀质性和各向同性好，结构可靠性好、密封性能好，又因其施工简便，所以广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。
但是作为金属，钢制材料容易被腐蚀，而金属腐蚀势必会造成严重的经济损失，因此，钢结构必须涂刷防腐涂料。钢结构的另一致命缺陷是耐火等级低，温度在300-400℃时钢材强度和弹性模量均显著下降，温度升高至600℃时钢材的强度趋于零，因此，钢结构的防火性能差，而建筑起火对人们的人身、财产损失较大。因此，对钢结构进行防火涂刷已成为强制措施。
目前国内对钢结构进行防火和防腐性能改善多是通过分别多次涂刷防腐涂料、防火涂料来达到目的，这就使得操作繁琐、复杂，提高了成本。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料为双组份体系，分别为组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：石膏30-80份、聚苯乙烯颗粒0-30份、蛭石0-30份、纤维1-15份、碳酸钠60-110份、石墨1-6份、石膏缓凝剂2-10份、填料1-3份、硅酸二钙1-3份、α-烯烃磺酸钠1-5份、助剂1-4份、粉煤灰2-3份；组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的5-30%。
优选地，所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料为双组份体系，分别为组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：石膏40-70份、聚苯乙烯颗粒10-25份、蛭石8-20份、纤维5-12份、碳酸钠80-100份、石墨2-6份、石膏缓凝剂4-8份、填料2-3份、硅酸二钙2-3份、α-烯烃磺酸钠2-5份、助剂3-4份、粉煤灰2-3份；组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的10-20%。
优选地，所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料为双组份体系，分别为组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：石膏65份、聚苯乙烯颗粒20份、蛭石10份、纤维10份、碳酸钠90份、石墨4份、石膏缓凝剂6份、填料3份、硅酸二钙3份、α-烯烃磺酸钠4份、助剂4份、粉煤灰3份；组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的15%。
优选地，所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
优选地，所述的石墨为经改性的可膨胀型石墨，经改性的可膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得经改性的可膨胀型石墨，其中，纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比例为5:1:0.5。
优选地，所述的填料包括煅烧高岭土、滑石粉、云母粉、石棉粉、纳米二氧化硅、硅酸铝中的一种或几种的混合物。
优选地，所述的填料为改性高岭土，改性高岭土的制备方法为：首先将重量份数比为1：5的水和高岭土加入球磨机中进行球磨处理1.5h得到浆液，其次将浆液放入离心机经离心沉淀得固体颗粒，然后将固体颗粒加入高速搅拌机中，边搅拌边滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后搅拌40min，最后洗涤、烘干得改性高岭土。
优选地，所述的石膏缓凝剂包括谷氨酰胺10份、天冬酰胺15份、柠檬酸钠25份、丙烯酸钠18份，该石膏缓凝剂的制备方法为：将谷氨酰胺、天冬酰胺、柠檬酸钠、丙烯酸钠磨粉并搅拌混合即得。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，其特征在于至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为(1.1-1.45):1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为(1.4-1.6):1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:(0.02-0.33)；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在40-50mm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：通过添加粉煤灰提高了水泥的抗硫酸盐侵蚀的性能，以克服铝酸三钙易造成水泥抗硫酸盐性能差的缺点；本发明中通过纳米级蒙脱石对可膨胀型石墨进行改性，一方面避免了纳米级蒙脱石的团聚，另一方面可以提高可膨胀型石墨的膨胀倍数，从而提高了水泥基防火材料的阻燃和耐火时间。本发明所添加的填料能够形成非常致密的保护层，从而有效阻止了水、空气等的进入，从而减少了腐蚀现象的发生；通过本发明中各材料的合理搭配，使得该钢结构防火材料具有防火、防腐蚀、速凝的功能，并且环境友好，可以广泛的应用在航天、石油、冶金等室外建筑中。此外，本发明可以实现一次喷涂40-50mm厚度而不出现流挂现象，可以实现一次喷涂成型，减少了工人的劳动量，节约了多次喷涂中等待的时间，提高了生产效率。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容，除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义，当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含义”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其他要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但其与相关的常规杂志除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主题的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求外。
当量、浓度或者其他值或参数以范围、优选范围或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述技术问题，本发明第一个方面提供了一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料为双组份体系，分别为组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：石膏30-80份、聚苯乙烯颗粒0-30份、蛭石0-30份、纤维1-15份、碳酸钠60-110份、石墨1-6份、石膏缓凝剂2-10份、填料1-3份、硅酸二钙1-3份、α-烯烃磺酸钠1-5份、助剂1-4份、粉煤灰2-3份；组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的5-30%。
作为一种较优的实施方案，本发明中的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
碳酸钠，又名纯碱、苏打或碱灰，是一种重要的化工原料，主要用于玻璃制品、陶瓷釉的生产，还广泛用于生活洗涤、酸类中和食品加工等方面。碳酸钠常温下为白色无气味的粉末或颗粒，有吸水性。
本发明的碳酸钠并没有特别的限制，可为市售的任一牌号的碳酸钠。
石墨，是碳的一种同素异形体，是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。石墨由于其特殊结构而具有一些特殊性质，如耐高温性、导电、润滑性、化学稳定性。石墨可用于生产耐火材料、导电材料、耐磨材料、润滑剂、耐高温密封材料、耐腐蚀材料、隔热材料、吸附材料、摩擦材料和防辐射材料等，这些材料广泛应用于冶金、石油化工、机械工业、电子产业、核工业和国防等行业中。
在本发明中石墨并没有特别的限制，可购自市售的任一种牌号的石墨。
优选地，所述的石墨为可膨胀型石墨。
优选地，所述的可膨胀型石墨为经改性的可膨胀型石墨，经改性的可膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干即得。其中，纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比例为5:1:0.5。
本发明中α-烯烃磺酸钠并没有特别的限定，本发明中使用的α-烯烃磺酸钠为市售获得。
石膏缓凝剂，本发明中使用的石膏缓凝剂没有特别的限定，为市售获得的。
优选地，石膏缓凝剂包括谷氨酰胺10份、天冬酰胺15份、柠檬酸钠25份、丙烯酸钠18份，该石膏缓凝剂的制备方法为：将谷氨酰胺、天冬酰胺、柠檬酸钠、丙烯酸钠磨粉并搅拌混合即得。
填料，本发明中的填料并没有特别的限定，本发明中使用的填料为市售获得。
作为一种较优的实施方案，本发明中的填料选自煅烧高岭土、滑石粉、云母粉、石棉粉、纳米二氧化硅、硅酸铝中的一种或几种的混合物。
作为一种较优的实施方案，填料为改性高岭土，改性高岭土的制备方法为：首先将重量份数比为1：5的水和高岭土加入球磨机中进行球磨处理1.5h得到浆液，其次将浆液放入离心机经离心沉淀得固体颗粒，然后将固体颗粒加入高速搅拌机中，边搅拌边滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后搅拌40min，最后洗涤、烘干得改性高岭土。
本发明的第二个方面提供了一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为(1.1-1.45):1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为(1.4-1.6):1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:(0.02-0.33)；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在40-50mm。
下面，通过实施例对本发明进行具体的描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质性的改进和调整仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏40份；
纤维15份；
碳酸钠60份；
石墨1份；
石膏缓凝剂3份；
填料2份；
硅酸二钙2份；
α-烯烃磺酸钠2份；
助剂1份；
粉煤灰2份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的6%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为可膨胀型石墨。
所述的填料为煅烧高岭土。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.1:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.6:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.02；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度为40mm。
实施例2
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏30份；
聚苯乙烯颗粒1份；
纤维1份；
碳酸钠110份；
石墨6份；
石膏缓凝剂10份；
填料3份；
硅酸二钙3份；
α-烯烃磺酸钠5份；
助剂4份；
粉煤灰2份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的5%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为可膨胀型石墨。
所述的填料为滑石粉。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.2:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.4:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.1；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在42mm。
实施例3
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏50份；
聚苯乙烯颗粒5份；
蛭石2份；
纤维5份；
碳酸钠80份；
石墨2份；
石膏缓凝剂4份；
填料2份；
硅酸二钙1份；
α-烯烃磺酸钠1份；
助剂3份；
粉煤灰3份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的8%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为可膨胀型石墨。
所述的填料为云母粉和石棉粉的混合物，二者的质量比例为1:1。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.2:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.6:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.3；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度为46mm。
实施例4
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏80份；
聚苯乙烯颗粒30份；
蛭石8份；
纤维10份；
碳酸钠100份；
石墨6份；
石膏缓凝剂8份；
填料1.5份；
硅酸二钙3份；
α-烯烃磺酸钠5份；
助剂2份；
粉煤灰3份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的15%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为可膨胀型石墨。
所述的填料为纳米二氧化硅和硅酸铝1:1（质量）的混合物。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.3:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.5:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.33；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在50mm。
实施例5
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏65份；
聚苯乙烯颗粒20份；
蛭石10份；
纤维10份；
碳酸钠90份；
石墨4份；
石膏缓凝剂6份；
填料3份；
硅酸二钙3份；
α-烯烃磺酸钠4份；
助剂4份；
粉煤灰3份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的15%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为经改性的可膨胀型石墨，经改性的可膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得经改性的可膨胀型石墨，其中，纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比例为5:1:0.5。
所述的填料为煅烧高岭土与硅酸铝1:1（质量）的混合物。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.1:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.6:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.2；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在48mm。
实施例6
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏70份；
聚苯乙烯颗粒10份；
蛭石20份；
纤维12份；
碳酸钠70份；
石墨5份；
石膏缓凝剂2.5份；
填料3份；
硅酸二钙2.5份；
α-烯烃磺酸钠3.5份；
助剂3.5份；
粉煤灰3份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的30%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为经改性的可膨胀型石墨，经改性的可膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得经改性的可膨胀型石墨，其中，纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比例为5:1:0.5。
所述的填料为改性高岭土，改性高岭土的制备方法为：首先将重量份数比为1：5的水和高岭土加入球磨机中进行球磨处理1.5h得到浆液，其次将浆液放入离心机经离心沉淀得固体颗粒，然后将固体颗粒加入高速搅拌机中，边搅拌边滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后搅拌40min，最后洗涤、烘干得改性高岭土。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.3:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.5:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.02；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在45mm。
实施例7
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏65份；
聚苯乙烯颗粒25份；
蛭石30份；
纤维10份；
碳酸钠78份；
石墨3份；
石膏缓凝剂7份；
填料1份；
硅酸二钙1.5份；
α-烯烃磺酸钠3份；
助剂2份；
粉煤灰2.7份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的20%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为经改性的可膨胀型石墨，经改性的可膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得经改性的可膨胀型石墨，其中，纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比例为5:1:0.5。
所述的填料为改性高岭土，改性高岭土的制备方法为：首先将重量份数比为1：5的水和高岭土加入球磨机中进行球磨处理1.5h得到浆液，其次将浆液放入离心机经离心沉淀得固体颗粒，然后将固体颗粒加入高速搅拌机中，边搅拌边滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后搅拌40min，最后洗涤、烘干得改性高岭土。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.3:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.6:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.1；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在41mm。
实施例8
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏65份；
聚苯乙烯颗粒20份；
蛭石15份；
纤维8份；
碳酸钠90份；
石墨2份；
石膏缓凝剂9份；
填料2.8份；
硅酸二钙1.8份；
α-烯烃磺酸钠4份；
助剂3.8份；
粉煤灰2.5份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的17%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为经改性的可膨胀型石墨，经改性的可膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得经改性的可膨胀型石墨，其中，纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比例为5:1:0.5。
所述的填料为改性高岭土，改性高岭土的制备方法为：首先将重量份数比为1：5的水和高岭土加入球磨机中进行球磨处理1.5h得到浆液，其次将浆液放入离心机经离心沉淀得固体颗粒，然后将固体颗粒加入高速搅拌机中，边搅拌边滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后搅拌40min，最后洗涤、烘干得改性高岭土。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
所述的石膏缓凝剂包括谷氨酰胺10份、天冬酰胺15份、柠檬酸钠25份、丙烯酸钠18份，该石膏缓凝剂的制备方法为：将谷氨酰胺、天冬酰胺、柠檬酸钠、丙烯酸钠磨粉并搅拌混合即得。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.4:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.4:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.08；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在50mm。
实施例9
一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，包括组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：
石膏30份；
聚苯乙烯颗粒1份；
蛭石18份；
纤维9份；
碳酸钠110份；
石墨6份；
石膏缓凝剂6份；
填料1.5份；
硅酸二钙3份；
α-烯烃磺酸钠5份；
助剂4份；
粉煤灰3份；
组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的12%。
所述的碳酸钠为市售获得，购于河南奇峰化工有限公司。
所述的石墨为经改性的可膨胀型石墨，经改性的可膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得经改性的可膨胀型石墨，其中，纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比例为5:1:0.5。
所述的填料为改性高岭土，改性高岭土的制备方法为：首先将重量份数比为1：5的水和高岭土加入球磨机中进行球磨处理1.5h得到浆液，其次将浆液放入离心机经离心沉淀得固体颗粒，然后将固体颗粒加入高速搅拌机中，边搅拌边滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后搅拌40min，最后洗涤、烘干得改性高岭土。
所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
所述的石膏缓凝剂包括谷氨酰胺10份、天冬酰胺15份、柠檬酸钠25份、丙烯酸钠18份，该石膏缓凝剂的制备方法为：将谷氨酰胺、天冬酰胺、柠檬酸钠、丙烯酸钠磨粉并搅拌混合即得。
具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为1.45:1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为1.45:1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:0.3；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在47mm。
性能评价
参照国标GB 14907-2018《钢结构防火涂料》，按照实施例14的配方和施工方法制备样品，所制得的样品性能如表1所示。该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的其他性能测试如表2所示。
表1 样品检测结果
Figure 98858DEST_PATH_IMAGE001
表2 其他性能测试
Figure 314358DEST_PATH_IMAGE002
此外，该产品的隔音性能达到45dB，而产烟毒性危险级别为AQ2。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域在具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，其特征在于：所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料为双组份体系，分别为组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：石膏30-80份、聚苯乙烯颗粒0-30份、蛭石0-30份、纤维1-15份、碳酸钠60-110份、石墨1-6份、石膏缓凝剂2-10份、填料1-3份、硅酸二钙1-3份、α-烯烃磺酸钠1-5份、助剂1-4份、粉煤灰2-3份；组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的5-30%。
2.根据权利要求1所述的一种具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，其特征在于：所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料为双组份体系，分别为组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：石膏40-70份、聚苯乙烯颗粒10-25份、蛭石8-20份、纤维5-12份、碳酸钠80-100份、石墨2-6份、石膏缓凝剂4-8份、填料2-3份、硅酸二钙2-3份、α-烯烃磺酸钠2-5份、助剂3-4份、粉煤灰2-3份；组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的10-20%。
3.根据权利要求1所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，其特征在于：所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料为双组份体系，分别为组分A和组分B，组分A以重量份计包括以下物料：石膏65份、聚苯乙烯颗粒20份、蛭石10份、纤维10份、碳酸钠90份、石墨4份、石膏缓凝剂6份、填料3份、硅酸二钙3份、α-烯烃磺酸钠4份、助剂4份、粉煤灰3份；组分B为改性氢氧化铝，组分B占组分A重量的15%。
4.根据权利要求1-3任一所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，其特征在于：所述的助剂包括以下重量份的原料：乙酸钠3份、钼酸钠3份、磷酸锌1.5份、异辛酸锌1.5份、苯甲酸钠3份。
5.根据权利要求1所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，其特征在于：所述的石墨为经改性的可膨胀型石墨，经改性的可膨胀型石墨的制备方法包括以下步骤：将纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷加入到水中，搅拌均匀后加热至100℃反应2h后经过滤、洗涤、烘干后制得经改性的可膨胀型石墨，其中，纳米级蒙脱石、可膨胀型石墨、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比例为5:1:0.5。
6.根据权利要求1所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，其特征在于：所述的填料包括煅烧高岭土、滑石粉、云母粉、石棉粉、纳米二氧化硅、硅酸铝中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，其特征在于：所述的填料为改性高岭土，改性高岭土的制备方法为：首先将重量份数比为1：5的水和高岭土加入球磨机中进行球磨处理1.5h得到浆液，其次将浆液放入离心机经离心沉淀得固体颗粒，然后将固体颗粒加入高速搅拌机中，边搅拌边滴加硅烷偶联剂，滴加完毕后搅拌40min，最后洗涤、烘干得改性高岭土。
8.根据权利要求1所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，其特征在于：所述的石膏缓凝剂包括谷氨酰胺10份、天冬酰胺15份、柠檬酸钠25份、丙烯酸钠18份，该石膏缓凝剂的制备方法为：将谷氨酰胺、天冬酰胺、柠檬酸钠、丙烯酸钠磨粉并搅拌混合即得。
9.根据上述权利要求所述的具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料的施工方法，其特征在于至少包括以下步骤：（1）将组分A中的各物料混合均匀，并将水与组分A按照质量比为(1.1-1.45):1的比例混合并搅拌均匀得到浆料；（2）将水与组分B按照质量比为(1.4-1.6):1的比例混合得到固化剂溶液；（3）将浆料和固化剂溶液分别加入双分组的喷涂机中以使固化剂溶液在枪口处与浆料混合均匀；浆料与固化剂溶液的质量比例为1:(0.02-0.33)；（4）向基材上喷涂一层该具有防锈防腐保护功能的石膏基钢结构防火材料，一次喷涂厚度在40-50mm。
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