CN111961384A - 一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，提供了一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法。该防火涂料按照重量份数，包括以下组分：环氧树脂10～200份，固化剂5～200份，阻燃剂5～200份，颜填料5～200份，稀释剂1～30份，分散剂0.1～20份。该防火涂料具有附着力好、涂层薄、防火阻燃效果好、工艺简单、成本低等特点，防火性能等级达到了Ft3.00。

Description

一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法。
背景技术
钢结构是目前主要的建筑结构类型之一，它以其强度高、自身轻、整体刚性好、变形能力强等特点而广泛用于建造大跨度和超高、超重型建筑物。钢结构虽然本身为不燃材料，但其具有耐火性能差的致命缺点。在高温作用下，其屈服强度、弹性模量、荷载能力等力学性能会迅速降低。不加任何保护措施的建筑钢材，在温度达到538℃时，其强度和刚度便会下降一半；在温度达到700℃时，基本丧失全部的力学性能。一般建筑纤维类火的温度会达到800～1000℃，而烃类火的温度更会在5分钟左右时达到1100℃。一旦发生火灾，裸露的钢材会很快发生塑性变形，产生局部破坏，几分钟内便会丧失承载能力而倒塌，造成严重的伤亡事故和经济损失。目前世界各国对钢结构进行保护的措施有很多，其中常用的措施就是使用钢结构防火涂料。
钢结构防火涂料是一种施涂于建筑物钢结构表面，遇火能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。按火灾防护对象分为普通钢结构防火涂料和特种钢结构防火涂料；按防火机理分为膨胀型钢结构防火涂料和非膨胀型钢结构防火涂料；按涂层厚度分为厚型、薄型和超薄型钢结构防火涂料。超薄钢结构防火涂料以其用量少、易施工、装饰性好等优点正逐步取代厚型和薄型钢结构防火涂料。目前市场上销售的一些超薄膨胀型钢结构防火涂料虽然遇火膨胀倍率很高、短期防火效果好，但长期受到火焰的炙烤炭层会分解、残炭量也会减少，从而导致防火效果显著变差。此外，超薄膨胀型钢结构防火涂料成本高也限制了其发展。
发明内容
本发明提出一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，该防火涂料具有附着力好、涂层薄、防火阻燃效果好、工艺简单、成本低等特点。
本发明的技术方案：
一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料，按照重量份数，包括以下组分：环氧树脂10～200份，固化剂5～200份，阻燃剂10～200份，颜填料5～200份，稀释剂1～30份，分散剂0.1～20份。
一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
①将称量好的环氧树脂、稀释剂和分散剂混合后，搅拌1～60分钟；
②向步骤①得到的混合物中加入称量好的阻燃剂，然后搅拌1～60分钟；
③在步骤②得到的混合物中加入称量好的颜填料和固化剂，并搅拌5～100分钟，即得溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料。
所述环氧树脂为E-03、E-06、E-12、E-14、E-20、E-31、E-35、E-42、E-44、E-51、E-55中的一种或两种以上的混合；
所述固化剂为乙二胺、己二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚甲基二胺、酮亚胺、双氰胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、改性聚醚胺环氧固化剂中的一种或两种以上的混合；
所述阻燃剂为磷酸氢二胺、磷酸二氢胺、磷酸尿素、聚磷酸铵、焦磷酸三聚氰胺、蔗糖、淀粉、季戊四醇、二季戊四醇、尿素、尿醛树脂、双氰胺、聚酰胺、三聚氰胺、六亚甲基四胺、可膨胀石墨、三氧化二锑、氢氧化镁中的一种或两种以上的混合；
所述颜填料为炭黑、氧化铁黑、胶体石墨、氢氧化铝、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硼砂、滑石粉、硅灰石、云母粉、水玻璃、氧化锌、钛白粉、蒙脱土、高岭土、黏土、低熔玻璃粉、玄武岩纤维、有机纤维、矿物纤维、玻璃纤维、氧化铝空心微珠、二氧化硅空心微珠中的一种或两种以上的混合；
所述稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、脂肪缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甘油环氧树脂、脂肪族环氧树脂化合物、亚丙基碳酸酯、丙烯酸烷基酯、环氧氯丙烷中的一种或两种以上的混合；
所述分散剂为粉体分散剂AD8030、粉体分散剂AD8098、滤饼松散剂AD8105、纳米碳管分散剂AD8085、云母粉体分散剂AD767、石墨烯分散剂AD8085、粉体表面改性剂AD755、氧化铝表面改性剂AD755、氢氧化铝分散剂AD767、氢氧化镁粉体改性剂AD755、滑石粉体改性剂AD755、炭黑分散剂AD8085、马丙共聚物、焦磷酸钠、含酸性集团的共聚物溶液中的一种或两种以上的混合。
本发明的有益效果：该防火涂料具有附着力好、涂层薄、防火阻燃效果好、工艺简单、成本低等特点，防火性能等级达到了Ft3.00。
具体实施方式
以下结合技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1：
一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，按照重量份数，包括以下组分：
E-51环氧树脂与改性聚醚胺环氧固化剂100份，丁基缩水甘油醚5份，含酸性集团的共聚物溶液0.5份，聚磷酸铵45份，季戊四醇21.5份，三聚氰胺27份，可膨胀石墨11.3份，氢氧化镁7.9份，钛白粉24份，高岭土6份，低熔玻璃粉7.5份，有机纤维0.8份。其制备过程为：
①准备好制备涂料的铁罐，并分别称量好涂料中各组分的量；
②在由步骤①所得的铁罐中加入称量好的E-51环氧树脂、丁基缩水甘油醚、含酸性集团的共聚物溶液，搅拌3～5分钟；
③在由步骤②所得的铁罐中加入称量好的聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、可膨胀石墨、氢氧化镁，然后搅拌10～12分钟；
④在由步骤③所得的铁罐中加入称量好的钛白粉、高岭土、低熔玻璃粉、改性聚醚胺环氧固化剂，并搅拌10～12分钟；
⑤在由步骤④所得的铁罐中加入称量好的有机纤维，然后搅拌3～5分钟，即可得溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料。
将制备的溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料按照GB 14907-2018进行耐火性能等级试验，防火性能等级达到了Ft3.00。
实施例2：
一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，按照重量份数，包括以下组分：
E-51环氧树脂与改性聚醚胺环氧固化剂100份，丁基缩水甘油醚5份，含酸性集团的共聚物溶液0.5份，聚磷酸铵40.5份，季戊四醇19份，三聚氰胺34.1份，可膨胀石墨10.1份，氢氧化镁8.9份，钛白粉24.5份，高岭土5.8份，低熔玻璃粉7.2份，有机纤维0.8份。其制备过程为：
①准备好制备涂料的铁罐，并分别称量好涂料中各组分的量；
②在由步骤①所得的铁罐中加入称量好的E-51环氧树脂、丁基缩水甘油醚、含酸性集团的共聚物溶液，搅拌3～5分钟；
③在由步骤②所得的铁罐中加入称量好的聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、可膨胀石墨、氢氧化镁，然后搅拌10～12分钟；
④在由步骤③所得的铁罐中加入称量好的钛白粉、高岭土、低熔玻璃粉、改性聚醚胺环氧固化剂，并搅拌10～12分钟；
⑤在由步骤④所得的铁罐中加入称量好的有机纤维，然后搅拌3～5分钟，即可得溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料。
将制备的溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料按照GB 14907-2018进行耐火性能等级试验，防火性能等级达到了Ft3.00。
实施例3：
一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，按照重量份数，包括以下组分：
E-51环氧树脂与改性聚醚胺环氧固化剂100份，丁基缩水甘油醚5份，含酸性集团的共聚物溶液0.5份，聚磷酸铵40.5份，季戊四醇19份，三聚氰胺34.1份，可膨胀石墨10.1份，氢氧化镁8.9份，钛白粉24.5份，高岭土5.8份，低熔玻璃粉7.2份，有机纤维0.8份。其制备过程为：
①准备好制备涂料的铁罐，并分别称量好涂料中各组分的量；
②在由步骤①所得的铁罐中加入称量好的E-51环氧树脂、丁基缩水甘油醚、含酸性集团的共聚物溶液，搅拌3～5分钟；
③在由步骤②所得的铁罐中加入称量好的聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、可膨胀石墨、氢氧化镁，然后搅拌10～12分钟；
④在由步骤③所得的铁罐中加入称量好的钛白粉、高岭土、低熔玻璃粉、改性聚醚胺环氧固化剂，并搅拌10～12分钟，即可得溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料。
将制备的溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料按照GB 14907-2018进行耐火性能等级试验，防火性能等级达到了Ft3.00。

Claims (9)

1.一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，按照重量份数，包括以下组分：环氧树脂10～200份，固化剂5～200份，阻燃剂10～200份，颜填料5～200份，稀释剂1～30份，分散剂0.1～20份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为E-03、E-06、E-12、E-14、E-20、E-31、E-35、E-42、E-44、E-51、E-55中的一种或两种以上的混合。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂为乙二胺、己二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚甲基二胺、酮亚胺、双氰胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、改性聚醚胺环氧固化剂中的一种或两种以上的混合。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸氢二胺、磷酸二氢胺、磷酸尿素、聚磷酸铵、焦磷酸三聚氰胺、蔗糖、淀粉、季戊四醇、二季戊四醇、尿素、尿醛树脂、双氰胺、聚酰胺、三聚氰胺、六亚甲基四胺、可膨胀石墨、三氧化二锑、氢氧化镁中的一种或两种以上的混合。
5.根据权利要求1、2或4所述的制备方法，其特征在于，所述颜填料为炭黑、氧化铁黑、胶体石墨、氢氧化铝、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硼砂、滑石粉、硅灰石、云母粉、水玻璃、氧化锌、钛白粉、蒙脱土、高岭土、黏土、低熔玻璃粉、玄武岩纤维、有机纤维、矿物纤维、玻璃纤维、氧化铝空心微珠、二氧化硅空心微珠中的一种或两种以上的混合。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述颜填料为炭黑、氧化铁黑、胶体石墨、氢氧化铝、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硼砂、滑石粉、硅灰石、云母粉、水玻璃、氧化锌、钛白粉、蒙脱土、高岭土、黏土、低熔玻璃粉、玄武岩纤维、有机纤维、矿物纤维、玻璃纤维、氧化铝空心微珠、二氧化硅空心微珠中的一种或两种以上的混合。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、脂肪缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甘油环氧树脂、脂肪族环氧树脂化合物、亚丙基碳酸酯、丙烯酸烷基酯、环氧氯丙烷中的一种或两种以上的混合。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为粉体分散剂AD8030、粉体分散剂AD8098、滤饼松散剂AD8105、纳米碳管分散剂AD8085、云母粉体分散剂AD767、石墨烯分散剂AD8085、粉体表面改性剂AD755、氧化铝表面改性剂AD755、氢氧化铝分散剂AD767、氢氧化镁粉体改性剂AD755、滑石粉体改性剂AD755、炭黑分散剂AD8085、马丙共聚物、焦磷酸钠、含酸性集团的共聚物溶液中的一种或两种以上的混合。
9.一种溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①将称量好的环氧树脂、稀释剂和分散剂混合后，搅拌1～60分钟；
②向步骤①得到的混合物中加入称量好的阻燃剂，然后搅拌1～60分钟；
③在步骤②得到的混合物中加入称量好的颜填料和固化剂，并搅拌5～100分钟，即得溶剂性超薄膨胀型钢结构防火涂料。
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