CN115975422B

CN115975422B - 一种防腐防火一体化涂料及其应用

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Publication number: CN115975422B
Application number: CN202211291142.9A
Authority: CN
Inventors: 陈刚; 李涛; 杨建明; 徐晓晖; 胡夏闽; 梅江涛; 李林; 黄峰; 全有维
Original assignee: Third Construction Co Ltd of China Construction Eighth Engineering Divison Co Ltd; Sanjiang University
Current assignee: Third Construction Co Ltd of China Construction Eighth Engineering Divison Co Ltd; Sanjiang University
Priority date: 2022-10-20
Filing date: 2022-10-20
Publication date: 2023-09-29
Anticipated expiration: 2042-10-20
Also published as: CN115975422A

Abstract

本发明提供一种防腐防火一体化涂料，其包括防腐底层涂料和防火面层涂料；所述防腐底层涂料包括A组分、B组分和C组分，所述防火面层涂料包括B组分、C组分和D组分；其中，所述A组分包括：死烧氧化镁粉、超细石英粉、死烧氧化铝粉、玄武岩纤维、硼砂、十二水合磷酸氢二钠；所述B组分包括：磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙；所述C组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷、水为；所述D组分包括：死烧氧化镁粉、偏高岭土、钛白粉、白刚玉砂、膨胀珍珠岩散料、玄武岩纤维、硼砂、十二水合磷酸氢二钠。本发明防腐、防火性能优异，耐久性好，对环境友好且应用便捷。

Description

一种防腐防火一体化涂料及其应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体是一种防腐防火一体化涂料及其应用。

背景技术

钢结构具有强度高、自重轻、抗震性好、安装施工快捷等一系列优点，被越来越多应用于高层建筑、大跨度结构和轻型结构等。由于钢材中两相分布不均，且碳化物电位高于铁素体电位，在裸露环境下钢材易受腐蚀介质 (H₂O、O₂、Cl^-、SO₄ ^2-等) 侵蚀，在钢材表面形成无数个微小腐蚀原电池，引起电化学腐蚀。钢结构设施在使用过程中不可避免的会接触到水蒸汽、酸、碱、盐等物质，加快了钢材的腐蚀速度进而缩短了钢结构的使用寿命。因此，对钢结构必须采取防腐保护措施。

钢材是不燃材料，钢结构属非燃烧体，但普通建筑用钢的导热率高（常温达58.2W/m·K，升温或遇火时则更高）、传热迅速，一般在300～400℃时钢材强度开始迅速下降，到500℃左右时强度下降到40～50%，其力学性能（如屈服点、抗拉强度、弹性模量）以及负载能力均迅速下降，这个过程（即耐火极限）仅0.25 h。因此，若建筑钢结构未采取任何防火保护措施，一旦遇到火灾，会迅速坍塌。

在钢结构的各种防腐和防火保护措施中，在其表面涂覆各类涂料是较为简单易行、可靠和经济实用的方法，可明显提高钢构件的防腐等级和耐火极限。无论是钢材防腐涂料还是防火涂料，按所用胶粘剂的性质可分为有机型、无机型和有机无机复合型三类。

无机非金属涂料本身不会释放有毒气体和老化，较有机涂料更有优势，若涂覆在钢基材上，无机非金属涂料可以通过物理屏障保护钢结构表面免受磨损，还可通过本身渗透与钢结构表面铁原子化学结合形成一层化学结合的无机聚合防腐涂层，持续对钢结构表面进行保护。无机非膨胀厚型防火涂料，其厚度在8～50mm范围内变化，遇火时依靠涂料中的绝热材料阻止热的传递来保护基材；该类涂料多为无机水溶性涂料，耐火极限较高，燃烧时不产生有毒气体和烟雾，且无机组份抵抗外界环境的长期侵蚀作用较好，环境友好性和耐久性均优于有机防火涂料。

但在现有技术中，用于防腐的无机涂层厚度不超过2mm，结构致密和导热率高，不能满足防火要求；用于防火的厚型无机涂层，由于采用了大量的轻质骨料，涂层硬化体间的孔隙多，水分和空气很容易进入和穿过涂层，引起钢结构析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生。目前，仅依靠防腐涂层和防火涂层的简单叠加无法保证不同涂层间的良好粘结和协同作用。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提出一种防腐防火一体化涂料及其应用。

无机水性涂料的粘结剂是影响无机水性涂料综合性能的主要因素。磷酸钾镁胶粘剂（MKPC）类属磷酸盐胶粘剂系列，由碱组份死烧氧化镁、酸组份钾磷酸盐和助剂等按照一定比例制成，其在酸性条件下通过酸碱化学反应及物理作用生成磷酸盐为黏结相，且在常温下通过化学键结合，具备常温固化、快硬、高早强、高体积稳定性、粘结性强等特点。MKPC中的可溶性磷酸盐可与钢结构表面的铁元素结合形成一层致密的磷酸铁类化合物保护层，既可保护钢结构表面的锈蚀，又增强了涂料在钢结构表面的附着力，可克服无机涂料与钢基层附着力差的缺陷，MKPC体系水化硬化过程中碱组份死烧氧化镁为表面反应，硬化体中存在大量未反应的氧化镁，在分层涂覆时，上层塑性MKPC浆体中的磷酸盐会与已硬化底层中未反应的氧化镁发生反应，进而增强了新老MKPC硬化体间的粘结力。MKPC的主要原料死烧氧化镁粉本身就是耐火材料，其硬化体具有较好的防火耐高温性能。

随着钢结构应用范围的扩大和日益突出的环境问题，对钢结构防腐、防火涂料的要求也越来越严格，开发防腐能力强、阻燃性能突出、多功能化、环保及使用寿命长的防火、保温一体化涂料是总的发展趋势。鉴于MKPC的优良性能，以其作为主胶粘剂，用缓蚀剂、红外反射材料、矿物掺合料等作为改性助剂，用耐高温、轻质多孔细骨料作为填料，用耐高温短切纤维等作为增韧材料，通过对上述无机涂料组成结构的优化设计和分层施工，在钢基材、防腐底层和防火面层间采取一定的构造措施，可制备出防腐、防火性能优异，耐久性好、对环境友好且应用便捷的高性能钢结构防腐、防火一体化涂层。

本发明提供的一种防腐防火一体化涂料，其包括防腐底层涂料和防火面层涂料；所述防腐底层涂料包括A组分、B组分和C组分，所述防火面层涂料包括B组分、C组分和D组分；

其中，按质量百分比计，所述A组分包括：死烧氧化镁粉（MKPC胶粘剂碱组分）70～85%、超细石英粉（耐高温填料）6～15%、死烧氧化铝粉（耐高温助剂）2～8%、玄武岩纤维（增韧组分）0.6～1.2%、硼砂（缓凝组分）2～3%、十二水合磷酸氢二钠（缓凝组分）5～7%；

按质量百分比计，所述B组分包括：磷酸二氢钾(MKPC胶粘剂酸组分)85～105%、亚硝酸钠或亚硝酸钙（缓凝组分）4.0～6.0%；

按质量百分比计，所述C组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷10～50%、水为50～90%；

按质量百分比计，所述D组分包括：死烧氧化镁粉(主要碱组分)30～50%、偏高岭土(填料）5.0～10.0%、钛白粉（耐火助剂）0.6～0.2%、白刚玉砂（耐火骨料）30～45%、膨胀珍珠岩散料(轻质骨料)8.0～12.0%、玄武岩纤维（增韧组分）0.6～1.2%、硼砂（缓凝组分）1.0～2.0%、十二水合磷酸氢二钠（缓凝组分）2.0～4.0%。

优选地，所述A组分中，所述超细石英粉中二氧化硅的质量含量为95～99%，所述超细石英粉的粒径为270～300μm；所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为95～99%，所述死烧氧化铝粉的粒径为380～500μm；所述玄武岩纤维的长度为3mm，直径为17～25μm；所述硼砂、十二水合磷酸氢二钠均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。

优选地，所述A组分的制备方法包括：向密封式干粉搅拌机中依次加入死烧氧化镁粉、超细石英粉和死烧氧化铝粉，慢速搅拌均匀，再加入硼砂和十二水合磷酸氢二钠，慢速搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维，慢速搅拌至玄武岩纤维完全分散开，密封包装待用。

优选地，所述B组分中，所述磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。

优选地，所述B组分的制备方法包括：向搅拌机中依次加入磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙，混合均匀后密封包装待用。

优选地，所述C组分的制备方法包括：将异辛丁基三乙氧基硅烷加入水中并混合均匀，得到水稀释的硅烷浸渍液，装入密闭容器中待用。

优选地，所述D组分中，白刚玉砂中Al2O3≥90%，细度为850～425μm，密度为3.95～3.97g/cm3；所述膨胀珍珠岩散料的细度为1.2～3 mm，密度为200～300kg/m3，导热系数为0.066～0.074W/(m•K)。

优选地，所述D组分的制备方法包括：向密封式干粉搅拌机中依次加入死烧氧化镁粉、偏高岭土和钛白粉，慢速搅拌均匀，再加入硼砂、十二水合磷酸氢二钠，慢速搅拌均匀，再加入玄武岩纤维，慢速搅拌至玄武岩纤维完全分散开，最后加入白刚玉砂和膨胀珍珠岩石散料，慢速搅拌均匀，密封包装待用。

优选地，所述防腐底层涂料的制备方法包括：按 A组分：B组分为 1.5～2.0：1 的质量比取A组分和B组分，按C组分：(A组分+B组分)为0.13～0.18：1的质量比取C组分，将C组分与B组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将A组分加入所述酸组分反应液中，搅拌均匀，得到耐高温型MKPC基防腐底层涂料。制得的防腐底层涂料的性能指标符合 JG/T-224-2007《建筑用钢防腐涂料》底漆的要求。

优选地，所述防火面层涂料的制备方法包括：按 D组分：B组分为 1.5～2.0：1的质量比取D组分和B组分，按C组分：(D组分+B组分)为0.18～0.26：1的质量比取C组分，将80%的C组分与B组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将D组分加入所述酸组分反应液中，加入剩余20%的C组分，搅拌均匀，得到厚型防火面层涂料。制得的厚型防火面层涂料的性能指标符合 GB14907-2018《钢结构防火涂料》中厚型防火涂料的性能要求。

本发明还提供一种所述的防腐防火一体化涂料在钢结构涂层中的应用，所述钢结构涂层的施工方法包括下述步骤：

S1、按照现有钢结构表面清洁处理方法对钢结构表面进行除尘、除锈、除污处理，获得表面清洁的钢结构，具体方法同现有技术（达到SA2级），因MKPC基材料对基材湿度不敏感，基材除锈和粗糙处理可采用湿喷砂；

S2、在表面清洁的钢结构上焊接数个镀锌铁丝，所述镀锌铁丝的直径为0.6mm，相邻所述镀锌铁丝的间距为80～100mm；

S3、将所述防腐底层涂料均匀喷涂（局布区域加刮涂或刷涂）在所述钢结构表面，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3～0.5mm，放置至所述防腐底层涂料固化，固化时间为3～5h；

S4、采用白刚玉砂对已固化的防腐底层进行湿喷砂处理；

S5、将所述防火面层涂料均匀涂覆（喷涂、刮涂或刷涂，具体方法同现有技术）在已涂有防腐底层的钢结构表面，每次涂覆8～15mm厚，每两次涂覆间隔为1～3h，直至总的涂覆厚度达到16～45mm；

S6、在已固化的防火面层表面喷涂异辛丁基三乙氧基硅烷水溶液。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明以防腐为主、防火为辅。防腐底层涂料以MKPC为主胶粘剂，玄武岩纤维为增强材料，超细石英粉为填料，死烧氧化铝粉为耐高温助剂，亚硝酸盐（亚硝酸钙或亚硝酸钠）、硼砂和十二水合磷酸氢二钠为缓凝组分，异辛丁基三乙氧基硅烷的水溶液为分散介质。MKPC具有快硬、低收缩、高早强以及环境适应性强的特性，可弥补其他胶粘剂固化时间长、固化收缩大和需养护的缺陷，MKPC中的可溶性磷酸盐可与钢结构表面的铁元素结合形成一层致密的磷酸铁类化合物保护层，既可保护钢结构表面的锈蚀，又增强了涂层在钢结构表面的附着力。凝结时间调控组分由亚硝酸盐、硼砂和十二水合磷酸氢二钠组成，通过调整3种成分的比例和在涂料中的掺量，可在20～90min范围内有效调节磷酸钾镁胶凝材料浆体的凝结时间，且保证磷酸钾镁胶凝材料浆体水化反应时水化热分二阶段释放，水化初期的水化放热量较小，避免水化热集中释放造成的防腐涂层硬化体结构缺陷。耐高温填料超细石英粉和耐高温助剂死烧氧化铝粉可改善涂层在高温下的物理力学稳定性，保证在较高温度下涂层与钢基材的良好粘结和协同受力。玄武岩纤维具有高强度、高模量、耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音等特点，其在涂层体系中形成网状将填料牢牢地束缚在一起，既增强了涂层的韧性，又起到一定的防火隔热作用。以异辛丁基三乙氧基硅烷的水溶液为分散介质，其中的异辛丁基三乙氧基硅烷小分子分布在涂层硬化体内部的毛细孔壁上，在与空气及基体中的水分产生化学反应后，聚合形成网状交联结构的硅酮高分子羟基团（类似硅胶体），这些羟基团将与涂层硬化体或自身缩合产生胶连、堆积，固化结合在毛细孔的内壁和表面，形成坚韧的憎水膜层，改善了涂层硬化体韧性和憎水性，有效阻止水分和空气的进入，避免钢结构析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生。通过将这些原料的合理搭配，获得防腐效果好、防火性能优、与厚型钢结构防火涂层粘结力强、综合成本低、环保节能的耐高温型防腐涂料，该防腐底层涂料能长期耐 400～600℃的高温，不会出现有机防腐漆易软化脱落的现象，在常温和高温下与厚型钢结构防火涂层紧密粘结，适配性强。

2、本发明中厚型防火面层涂料以MKPC为主胶粘剂，以玄武岩纤维为增强材料，以偏高岭土作为填料，以钛白粉作为耐火助剂，以白刚玉砂作为耐火骨料和膨胀珍珠岩散料作为轻质骨料，以亚硝酸盐（亚硝酸钙或亚硝酸钠）、硼砂和十二水合磷酸氢二钠为缓凝组分，以异辛丁基三乙氧基硅烷的水溶液为分散介质。在防火涂料中使用与防腐底漆相同的主胶粘剂（MKPC），新拌MKPC防火涂料浆体中的磷酸盐会与防腐底层涂料硬化体中未反应的死烧氧化镁发生反应，增强了防火涂层与防腐涂层的界面粘结（化学结合）。用偏高岭土作为改性填料，可提高防火涂料的早期强度并改善其体积稳定性、热稳定性和水稳定性；以二氧化钛作为耐火助剂，可利用其红外反射特性改善防火涂料的导热性；用白刚玉砂作填料，可提高防火涂料的体积稳定性和热稳定性；用膨胀珍珠岩散料作填料，可降低防火涂料的干密度、提高其隔热能力；适量的玄武岩纤维可在涂层体系中形成网状将填料牢牢地束缚在一起，既增强了涂层的韧性，又起到一定的防火隔热作用。以亚硝酸盐、硼砂和十二水合磷酸氢二钠复合作为缓凝组分，可在20～90min范围内有效调节涂料浆体的凝结时间且保证浆体水化反应时水化热分二阶段释放，避免水化热集中释放造成的防火涂层硬化体结构缺陷。以异辛丁基三乙氧基硅烷的水溶液为分散介质，其中的异辛丁基三乙氧基硅烷小分子分布在涂层硬化体内部的毛细孔壁上，通过聚合和缩合产生胶连、堆积，固化结合在毛细孔的内壁和表面，形成坚韧的憎水膜层，改善了涂层硬化体韧性和憎水性，有效阻止水分和空气的进入，避免钢结构析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生。通过将这些原料的合理搭配，获得耐候、耐水效果好、防火性能优、与钢结构防腐底层粘结力强的室内外厚型防火涂料，该涂料在生产、施工和燃烧过程均不会产生有毒、有害气体污染环境，综合成本低、绿色环保。

3、本发明制备的耐高温型防腐涂料和室内外厚型防火涂料，以MKPC为主胶粘剂，涂料浆体制备工艺简单，可在常温下施工和固化。对钢结构表面的处理要求可低于传统的钢基材涂料（SA2.5 级），即喷砂除锈过程要保证钢材表面无可见的油脂和污垢，并且氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物已基本清除，不必要清除掉所有氧化铁（达到SA2级），且可以采用湿喷砂，减少了对环境的污染。在防腐底层表干后，用白刚玉砂对防腐涂层表面进行湿喷砂处理，可增加防腐涂层表面的粗糙度，进而增加防火涂层与防腐底层的界面粘结。以亚硝酸盐、硼砂和十二水合磷酸氢二钠复合作为缓凝组分，可在20～90min范围内有效调节防腐涂料浆体和防火涂料浆体的凝结时间且保证浆体水化反应时水化热分二阶段释放，能满足涂层材料在各种环境下的施工操作要求。以异辛丁基三乙氧基硅烷的水溶液喷涂防火涂层表面，利用硅烷特殊的小分子结构穿透防火涂层表面，并向内部渗透几个至十几个毫米，分布在涂层硬化体内部的毛细孔壁上，与空气及基体中的水分产生化学反应，又聚合形成网状交联结构的硅酮高分子羟基团（类似硅胶体），这些羟基团将与基底或自身缩合，产生胶连、堆积，固化结合在毛细孔的内壁和表面，形成坚韧的憎水膜层，提高防火涂层的防水性。通过一体化涂层施工工艺设计，加装铁丝网解决了涂料在 480℃以上脱落的问题。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

一种防腐防火一体化涂料的制备方法，其包括防腐底层涂料和防火面层涂料。

所述防腐底层涂料包括A组分、B1组分和C1组分。按质量百分比计，所述A组分包括：死烧氧化镁粉82.0%、超细石英粉6.4%、死烧氧化铝粉2.6%、玄武岩纤维0.9%、硼砂2.6%、十二水合磷酸氢二钠5.5%。所述B1组分包括：磷酸二氢钾95.2%、亚硝酸钠4.8%。所述C1组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷20%、水为80%。

所述防腐底层涂料的制备方法包括：按 A组分：B1组分为 1.5：1的质量比取A组分和B1组分，按C1组分：(A组分+B1组分)为0.15：1的质量比取C1组分，将C1组分与B1组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将A组分加入所述酸组分反应液中，搅拌均匀，得到耐高温型MKPC基防腐底层涂料。

所述防火面层涂料包括B2组分、C2组分和D组分。按质量百分比计，所述B2组分包括：磷酸二氢钾94.5%、亚硝酸钠5.5%。所述C2组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷30%、水为70%。所述D组分包括：死烧氧化镁粉46.0%、偏高岭土8.0%、钛白粉0.7%、白刚玉砂30.0%、膨胀珍珠岩散料10.0%、玄武岩纤维0.7%、硼砂1.4%、十二水合磷酸氢二钠3.2%。

所述防火面层涂料的制备方法包括：按 D组分：B2组分为2.0：1的质量比取D组分和B2组分，按C2组分：(D组分+B2组分)为0.20：1的质量比取C2组分，将80%的C2组分与B2组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将D组分加入所述酸组分反应液中，加入剩余20%的C2组分，搅拌均匀，得到厚型防火面层涂料。

其中，所述A组分的制备方法包括：向密封式干粉搅拌机中依次加入死烧氧化镁粉、超细石英粉和死烧氧化铝粉，慢速搅拌均匀，再加入硼砂和十二水合磷酸氢二钠，慢速搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维，慢速搅拌至玄武岩纤维完全分散开，密封包装待用。

所述A组分中，所述超细石英粉中二氧化硅的质量含量为97%，所述超细石英粉的粒径为270～300μm；所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为96%，所述死烧氧化铝粉的粒径为380～500μm；所述玄武岩纤维的长度为3mm，直径为17～25μm；所述硼砂、十二水合磷酸氢二钠均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。

所述B1、B2组分中，所述磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。

所述B1、B2组分的制备方法包括：向搅拌机中依次加入磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙，混合均匀后密封包装待用。

所述C1、C2组分的制备方法包括：将异辛丁基三乙氧基硅烷加入水中并混合均匀，得到水稀释的硅烷浸渍液，装入密闭容器中待用。

所述D组分中，白刚玉砂中Al2O3≥90%，细度为850～425μm，密度为3.95～3.97 g/cm³；所述膨胀珍珠岩散料的细度为1.2～3mm，密度为200～300kg/m³，导热系数为0.066～0.074 W/(m•K)。

所述D组分的制备方法包括：向密封式干粉搅拌机中依次加入死烧氧化镁粉、偏高岭土和钛白粉，慢速搅拌均匀，再加入硼砂、十二水合磷酸氢二钠，慢速搅拌均匀，再加入玄武岩纤维，慢速搅拌至玄武岩纤维完全分散开，最后加入白刚玉砂和膨胀珍珠岩石散料，慢速搅拌均匀，密封包装待用。

所述防腐防火一体化涂料应用于钢结构涂层中时，施工方法包括下述步骤：

S2、在表面清洁的钢结构上焊接数个镀锌铁丝，所述镀锌铁丝的直径为0.6mm，相邻镀锌铁丝的间距为90mm；

S3、将所述防腐底层涂料均匀喷涂（局布区域加刮涂或刷涂）在钢结构表面，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.4mm，放置至所述防腐底层涂料固化，固化时间为4h；

S4、采用白刚玉砂对已固化的防腐底层进行湿喷砂处理；

S5、将所述防火面层涂料均匀涂覆（喷涂、刮涂或刷涂，具体方法同现有技术）在已涂有防腐底层的钢结构表面，每次涂覆12mm厚，每两次涂覆间隔为2h，直至总的涂覆厚度达到24mm；

S6、在已固化的防火面层表面喷涂异辛丁基三乙氧基硅烷水溶液（C2组份）。

实施例2

所述防腐底层涂料包括A组分、B1组分和C1组分。按质量百分比计，所述A组分包括：死烧氧化镁粉73.0%、超细石英粉12.0%、死烧氧化铝粉6.0%、玄武岩纤维1.0%、硼砂2.3%、十二水合磷酸氢二钠5.7%。所述B1组分包括：磷酸二氢钾94.6%、亚硝酸钠5.4%。所述C1组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷20%、水为80%。

所述防腐底层涂料的制备方法包括：按 A组分：B1组分为1.75：1的质量比取A组分和B1组分，按C1组分：(A组分+B1组分)为0.14：1的质量比取C1组分，将C1组分与B1组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将A组分加入所述酸组分反应液中，搅拌均匀，得到耐高温型MKPC基防腐底层涂料。

所述防火面层涂料包括B2组分、C2组分和D组分。按质量百分比计，所述B2组分包括：磷酸二氢钾95.4%、亚硝酸钠4.6%。所述C2组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷25%、水为75%。所述D组分包括：死烧氧化镁粉40.0%、偏高岭土10.0%、钛白粉0.8%、白刚玉砂34.0%、膨胀珍珠岩散料10.0%、玄武岩纤维0.8%、硼砂1.4%、十二水合磷酸氢二钠3.0%。

所述防火面层涂料的制备方法包括：按 D组分：B2组分为2.8：1的质量比取D组分和B2组分，按C2组分：(D组分+B2组分)为0.22：1的质量比取C2组分，将80%的C2组分与B2组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将D组分加入所述酸组分反应液中，加入剩余20%的C2组分，搅拌均匀，得到厚型防火面层涂料。

所述A组分中，所述超细石英粉中二氧化硅的质量含量为95%，所述超细石英粉的粒径为270～300μm；所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为99%，所述死烧氧化铝粉的粒径为380～500μm；所述玄武岩纤维的长度为3mm，直径为17～25μm；所述硼砂、十二水合磷酸氢二钠均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。

S2、在表面清洁的钢结构上焊接数个镀锌铁丝，所述镀锌铁丝的直径为0.6mm，相邻镀锌铁丝2的间距为80mm；

S3、将所述防腐底层涂料均匀喷涂（局布区域加刮涂或刷涂）在钢结构表面，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3mm，放置至所述防腐底层涂料固化，固化时间为3h；

S4、采用白刚玉砂对已固化的防腐底层进行湿喷砂处理；

S5、将所述防火面层涂料均匀涂覆（喷涂、刮涂或刷涂，具体方法同现有技术）在已涂有防腐底层的钢结构表面，每次涂覆8mm厚，每两次涂覆间隔为1h，直至总的涂覆厚度达到40mm；

实施例3

所述防腐底层涂料包括A组分、B1组分和C1组分。按质量百分比计，所述A组分包括：死烧氧化镁粉64.0%、超细石英粉17.0%、死烧氧化铝粉8.0%、玄武岩纤维1.0%、硼砂3.0%、十二水合磷酸氢二钠7.0%。所述B1组分包括：磷酸二氢钾94.0%、亚硝酸钙6.0%。所述C1组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷10%、水为90%。

所述防腐底层涂料的制备方法包括：按 A组分：B1组分为 2.0：1的质量比取A组分和B1组分，按C1组分：(A组分+B1组分)为0.14：1的质量比取C1组分，将C1组分与B1组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将A组分加入所述酸组分反应液中，搅拌均匀，得到耐高温型MKPC基防腐底层涂料。

所述防火面层涂料包括B2组分、C2组分和D组分。按质量百分比计，所述B2组分包括：磷酸二氢钾94.3%、亚硝酸钙5.7%。所述C2组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷20%、水为80%。所述D组分包括：死烧氧化镁粉49.0%、偏高岭土9.0%、钛白粉1.0%、白刚玉砂28.0%、膨胀珍珠岩散料7.0%、玄武岩纤维1.0%、硼砂1.5%、十二水合磷酸氢二钠3.5%。

所述防火面层涂料的制备方法包括：按 D组分：B2组分为3.2：1的质量比取D组分和B2组分，按C2组分：(D组分+B2组分)为0.18：1的质量比取C2组分，将80%的C2组分与B2组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将D组分加入所述酸组分反应液中，加入剩余20%的C2组分，搅拌均匀，得到厚型防火面层涂料。

所述A组分中，所述超细石英粉中二氧化硅的质量含量为99%，所述超细石英粉的粒径为270～300μm；所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为95%，所述死烧氧化铝粉的粒径为380～500μm；所述玄武岩纤维的长度为3mm，直径为17～25μm；所述硼砂、十二水合磷酸氢二钠均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。

S2、在表面清洁的钢结构上焊接数个镀锌铁丝，所述镀锌铁丝的直径为0.6mm，相邻镀锌铁丝2的间距为100mm；

S3、将所述防腐底层涂料均匀喷涂（局布区域加刮涂或刷涂）在钢结构表面，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.5mm，放置至所述防腐底层涂料固化，固化时间为5h；

S4、采用白刚玉砂对已固化的防腐底层进行湿喷砂处理；

S5、将所述防火面层涂料均匀涂覆（喷涂、刮涂或刷涂，具体方法同现有技术）在已涂有防腐底层的钢结构表面，每次涂覆15mm厚，每两次涂覆间隔为3h，直至总的涂覆厚度达到45mm；

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims

1.一种防腐防火一体化涂料，其特征在于，其包括防腐底层涂料和防火面层涂料；所述防腐底层涂料包括A组分、B组分和C组分，所述防火面层涂料包括B组分、C组分和D组分；

其中，按质量百分比计，所述A组分包括：死烧氧化镁粉70～85%、超细石英粉6～15%、死烧氧化铝粉2～8%、玄武岩纤维0.6～1.2%、硼砂2～3%、十二水合磷酸氢二钠5～7%；

按质量百分比计，所述B组分包括：磷酸二氢钾85～105%、亚硝酸钠或亚硝酸钙4.0～6.0%；

按质量百分比计，所述D组分包括：死烧氧化镁粉30～50%、偏高岭土5.0～10.0%、钛白粉0.6～0.2%、白刚玉砂30～45%、膨胀珍珠岩散料8.0～12.0%、玄武岩纤维0.6～1.2%、硼砂1.0～2.0%、十二水合磷酸氢二钠2.0～4.0%；

所述防腐底层涂料的制备方法包括：按 A组分：B组分为 1.5～2.0：1 的质量比取A组分和B组分，按C组分：(A组分+B组分)为0.13～0.18：1的质量比取C组分，将C组分与B组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将A组分加入所述酸组分反应液中，搅拌均匀，得到防腐底层涂料；

所述防火面层涂料的制备方法包括：按 D组分：B组分为 1.5～2.0：1的质量比取D组分和B组分，按C组分：(D组分+B组分)为0.18～0.26：1的质量比取C组分，将80%的C组分与B组分混合搅拌均匀得到酸组分反应液，将D组分加入所述酸组分反应液中，加入剩余20%的C组分，搅拌均匀，得到防火面层涂料；

所述的防腐防火一体化涂料在钢结构涂层中应用时，所述钢结构涂层的施工方法包括下述步骤：

S1、按照现有钢结构表面清洁处理方法对钢结构表面进行除尘、除锈、除污处理，获得表面清洁的钢结构；

S2、在表面清洁的钢结构上焊接数个镀锌铁丝，相邻所述镀锌铁丝的间距为80～100mm；

S3、将所述防腐底层涂料均匀喷涂在所述钢结构表面，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3～0.5mm，放置至所述防腐底层涂料固化；

S4、采用白刚玉砂对已固化的防腐底层进行湿喷砂处理；

S5、将所述防火面层涂料均匀涂覆在已涂有防腐底层的钢结构表面，每次涂覆8～15mm厚，每两次涂覆间隔为1～3h，直至总的涂覆厚度达到16～45mm；

2.如权利要求1所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述A组分中，所述超细石英粉中二氧化硅的质量含量为95～99%，所述超细石英粉的粒径为270～300μm；所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为95～99%，所述死烧氧化铝粉的粒径为380～500μm；所述玄武岩纤维的直径为17～25μm；所述硼砂、十二水合磷酸氢二钠均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。

3.如权利要求1或2所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述A组分的制备方法包括：将死烧氧化镁粉、超细石英粉和死烧氧化铝粉混合，搅拌均匀，再加入硼砂和十二水合磷酸氢二钠，搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维，搅拌至玄武岩纤维完全分散开。

4.如权利要求1所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述B组分的制备方法包括：将磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙搅拌混合均匀。

5.如权利要求1所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述C组分的制备方法包括：将异辛丁基三乙氧基硅烷加入水中并混合均匀，得到水稀释的硅烷浸渍液。

6.如权利要求1所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述D组分中，白刚玉砂中Al₂O₃≥90%，细度为850～425μm，密度为3.95～3.97g/cm³；所述膨胀珍珠岩散料的细度为1.2～3 mm，密度为200～300kg/m³，导热系数为0.066～0.074W/(m·K)。

7.如权利要求1或6所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述D组分的制备方法包括：将死烧氧化镁粉、偏高岭土和钛白粉混合，搅拌均匀，再加入硼砂、十二水合磷酸氢二钠，搅拌均匀，再加入玄武岩纤维，搅拌至玄武岩纤维完全分散开，最后加入白刚玉砂和膨胀珍珠岩石散料，搅拌均匀。