CN117210074A - 一种室内膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents
一种室内膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117210074A CN117210074A CN202311332756.1A CN202311332756A CN117210074A CN 117210074 A CN117210074 A CN 117210074A CN 202311332756 A CN202311332756 A CN 202311332756A CN 117210074 A CN117210074 A CN 117210074A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aramid fiber
- steel structure
- indoor
- fire retardant
- silicon dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims abstract description 62
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 claims abstract description 18
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 15
- HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenyl acetate Chemical group C=C.CC(=O)OC=C HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 12
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 25
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 19
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 13
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 12
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000001116 FEMA 4028 Substances 0.000 claims description 10
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 10
- WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N beta-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N 0.000 claims description 10
- 235000011175 beta-cyclodextrine Nutrition 0.000 claims description 10
- 229960004853 betadex Drugs 0.000 claims description 10
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 4
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BNEMLSQAJOPTGK-UHFFFAOYSA-N zinc;dioxido(oxo)tin Chemical compound [Zn+2].[O-][Sn]([O-])=O BNEMLSQAJOPTGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 17
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005297 material degradation process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 1
- -1 taking C Chemical compound 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Fireproofing Substances (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种室内膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，按照重量百分比计，包括聚磷酸铵12‑16％、三聚氰胺8‑10％、季戊四醇5‑7％、乙酸乙烯酯‑乙烯共聚物乳液25‑30％、二氧化硅‑芳纶复合物6‑10％、填料3‑5％、抑烟剂0.5‑1％、分散剂3‑5％，余量为水。本发明采用二氧化硅‑芳纶复合物和可膨胀石墨替换聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，不但可以有效的降低高温或火焰燃烧过程中有害气体的释放，而且可以有效地提高膨胀防火涂料的防火性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种室内膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，属于建筑涂料材料领域。
背景技术
膨胀型防火涂料就是在涂料中添加膨胀型阻燃剂而制成的一种具有膨胀作用的涂料。膨胀型防火涂料的膨胀过程为：在高温和火焰的作用下，膨胀型防火涂料中膨胀型阻燃剂会发生一系列化学反应，在涂料表面形成一层致密的碳层，从而可以隔绝氧气和温度，起到阻燃的作用。它是主要以C、P、N为主要阻燃元素的复合型环保阻燃剂，具有无卤、低毒、低烟、防止熔融滴落和环境友好的特点。它的阻燃机理：聚合物燃烧时，酸源会首先生成脱水性无机酸，并与炭源上的羟基反应，释放水分子；同时，气源降解释放不燃性气体。随着温度上升，材料由硬变熔融，惰性气体的释放会将材料发泡、膨胀；温度继续升高，材料进一步酯化、脱水炭化，最终将形成多孔的、致密炭层。在材料降解过程中，在IFR的作用下，材料表面会生成具有一定强度的膨胀炭层，能够隔绝空气与基体的接触，同时隔绝热源，起到良好阻燃性。最经典的IFR阻燃体系是季戊四醇/聚磷酸铵/三聚氰胺的三组分混合体系，三种成分在涂料中占比40％以上，具有很高的阻燃效率，但是存在以下问题：在施工和固化时会产生大量有毒气体，且耐水性差；大部分膨胀型防火涂料都是采用APP-MEL-PE阻燃体系，因此在与火焰冲击或高温状态下，会释放出很多有毒气体。
发明内容
为解决现有APP-MEL-PE阻燃体系耐水性差、高温下容易释放出大量有毒气体的问题。
本发明采用的技术方案为：
一种室内膨胀型钢结构防火涂料，按照重量百分比计，包括聚磷酸铵12-16％、三聚氰胺8-10％、季戊四醇5-7％、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液25-30％、二氧化硅-芳纶复合物6-10％、填料3-5％、抑烟剂0.5-1％、分散剂3-5％，余量为水。
进一步，优选地：所述的聚磷酸铵的聚合度≥1000，所述的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的不挥发物含量54-56％。
进一步，优选地：所述的填料为可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉，所述的可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉的重量比为1:1:3。
进一步，优选地：所述的抑烟剂为氢氧化镁、二茂铁、锡酸锌和三氧化二锑中的一种或一种以上的混合物。
进一步，优选地：所述的分散剂为润湿分散剂。
进一步，优选地：所述的二氧化硅-芳纶复合物的制备方法如下：
(1)将芳纶纤维与乙醇按照1:1的体积比混合均匀，超声波处理；
(2)将超声波处理后的芳纶纤维用纯净水清洗干净，然后蒸汽爆破；
(3)将蒸汽爆破后的芳纶纤维与二氧化硅混合均匀，研磨；
(4)将研磨后的芳纶纤维和二氧化硅混合物加入硅烷偶联剂、β-环糊精和水，温度60-80℃，反应4-6h，转速400-600r/min；
(5)反应后的产物，低温干燥，粉碎，既得二氧化硅-芳纶复合物。
进一步，优选地：所述的超声波处理具体为：超声波功率：300-400W；时间：30-40min。
进一步，优选地：所述的蒸汽爆破具体为：采用顺时弹射爆破，压力3.5-4.5MPa，时间：15-20min。
进一步，优选地：所述的芳纶纤维、二氧化硅、硅烷偶联剂、β-环糊精和水的重量比比例为1：4:0.5:1:5。
本发明的室内膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比，将季戊四醇、二氧化硅-芳纶复合物、填料和抑烟剂混合均匀，搅拌分散30-60min，转速1200-1500r/min；
(2)将搅拌后的原料在常温条件研磨，时间30-40min，800-1000r/min，分散至无明显结块颗粒；
(3)加入剩余原料，转速1200-1500r/min，搅拌分散30-40min,；
(4)检验，包装。
本发明的有益效果：
本发明采用二氧化硅-芳纶复合物和可膨胀石墨替换聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，不但可以有效的降低高温或火焰燃烧过程中有害气体的释放，而且可以有效地提高膨胀防火涂料的防火性能。
本发明的二氧化硅-芳纶复合物采用芳纶纤维、二氧化硅、硅烷偶联剂和β-环糊精的组合，同时采用特殊的工艺进行处理，使其具有良好的膨胀防护性能，具体原理如下：
(1)芳纶纤维和二氧化硅可以互相增强对方的性能。芳纶纤维具有断裂强度高、伸长较大、手感柔软，高温下不软化、不熔融、仅炭化，燃烧时烟雾的浓度低而且发热量低。芳纶纤维可以增加二氧化硅的填充性能，使其在涂料中得到更好的分散和填充效果；二氧化硅可作为一种填料，增强芳纶纤维的抗拉强度和抗压性能，这样组合使用可以提高膨胀防火涂料的力学性能和耐久性。
(2)烷偶联剂可以在芳纶纤维和二氧化硅之间形成化学键，增强二者之间的界面结合力，硅烷偶联剂分子中的有机末端与纤维表面形成化学键，而无机末端与二氧化硅表面形成化学键，这样的偶联作用可以增强纤维和二氧化硅之间的粘结力，进而提高芳纶纤维的亲水性和分散性，使其可以更好的分散到涂料中，提高涂料的整体性能。
(3)β-环糊精在涂料中具有膨胀性质。当遇到高温时，β-环糊精可以吸湿膨胀，形成微孔结构，这种微孔结构可以增加涂料的体积，并阻止热传导，提高膨胀防火涂料的防火性能。二氧化硅和硅烷偶联剂的存在可以进一步增强β-环糊精的膨胀效果，提高涂料的防火性能。
另外本发明的填料中采用膨胀石墨，膨胀石墨，也称为膨胀石墨膏，是一种具有膨胀性质的石墨材料。它在高温下能够膨胀，形成多孔结构，起到隔热和防火的作用。
在膨胀防火涂料中，膨胀石墨的作用主要有以下几点：
1.隔热性能：膨胀石墨在高温下会发生膨胀，形成多孔的结构。这种多孔结构可以逐渐填满涂料中的空隙，形成一个隔热层。这样可以有效地隔断热量传递，降低涂料表面温度，减少火灾发生和火势蔓延的风险。
2.防火性能：膨胀石墨是一种耐高温材料，它可以抵抗高温下的火焰和烟气。当涂料遇到高温时，膨胀石墨会迅速膨胀，形成密实的多孔结构。这种多孔结构可以隔离氧气，阻碍火焰和烟气的传播。同时，膨胀石墨还可以吸收和散发热量，降低火焰的温度，延长燃烧时间，从而保护基材和延缓火势蔓延。
3.增加涂料体积：膨胀石墨的膨胀性质可以增加涂料的体积。这种体积膨胀可以形成一个三维网络结构，增加涂料的厚度和坚实度。同时，增加了涂料的体积后，可以提供更多的热阻隔，增强了涂料的防火性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为试件耐火试验前后的对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所用二氧化硅-芳纶复合物的制备方法如下：
(1)将芳纶纤维与乙醇按照1:1的体积比混合均匀，超声波处理，芳纶纤维采用原色芳纶1313，粗细＝1.67D，长度：5mm；
(2)将超声波处理后的芳纶纤维用纯净水清洗干净，然后蒸汽爆破；
(3)将蒸汽爆破后的芳纶纤维与二氧化硅混合均匀，研磨，时间40min，转速1000r/min；
(4)将研磨后的芳纶纤维和二氧化硅混合物加入硅烷偶联剂、β-环糊精和水，温度80℃，反应5h，转速600r/min；
(5)反应后的产物，50℃，真空干燥，粉碎至300目颗粒，既得二氧化硅-芳纶复合物。
超声波处理具体为：超声波功率：300-400W；时间：30-40min。本发明实施例采用超声波功率：300W；时间：40min。采用超声处理可以有效地去除芳纶纤维中的浆料，使其分散更好，有利于后续的反应。
蒸汽爆破具体为：压力3.5-4.5MPa，时间：15-20min。，本发明实施例采用的QBS-80B型汽爆工艺试验台，压力4.0MPa，时间：20min。
芳纶纤维不溶于水和乳液，添加到涂料中存在分层混合不均匀的问题。本发明的芳纶纤维经过处理，亲水性得到极大改善，使得芳纶先玩可以均匀的分布在涂料中，不会产生明显分层现象。
本发明经过上述处理，使得芳纶纤维爆破破碎，形成更小的颗粒，使其更容易粉碎处理。采用本发明的方法处理过后的产物，干燥后粉碎，粉碎后工200目筛，筛余物为5％。
实施例1
一种室内膨胀型钢结构防火涂料，按照重量百分比计，包括聚磷酸铵15％、三聚氰胺10％、季戊四醇5％、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液25％、二氧化硅-芳纶复合物6％、填料4％、抑烟剂0.5％、分散剂4％，余量为水。
聚磷酸铵的聚合度≥1000，粒度：200目，山东云顶化工有限公司。
乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的不挥发物含量54.5％。
填料为可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉，所述的可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉的重量比为1:1:3。
抑烟剂为三氧化二锑。
分散剂为润湿分散剂，采用BYK110润湿分散剂。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比，将季戊四醇、二氧化硅-芳纶复合物、填料和抑烟剂混合均匀，搅拌分散30min，转速1500r/min；
(2)将搅拌后的原料在常温条件研磨，时间40min，转速800r/min,分散至无明显结块颗粒；
(3)加入剩余原料，转速1500r/min，搅拌分散30min,；
(4)检验，包装。
实施例2
一种室内膨胀型钢结构防火涂料，按照重量百分比计，包括聚磷酸铵12％、三聚氰胺8％、季戊四醇6％、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液26％、二氧化硅-芳纶复合物10％、填料3％、抑烟剂0.5％、分散剂3％，余量为水。
聚磷酸铵的聚合度≥1000，粒度：200目，山东云顶化工有限公司。
乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的不挥发物含量54.5％。
填料为可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉，所述的可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉的重量比为1:1:3。
抑烟剂为氢氧化镁。
分散剂为润湿分散剂，采用BYK110润湿分散剂。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比，将季戊四醇、二氧化硅-芳纶复合物、填料和抑烟剂混合均匀，搅拌分散40min，转速1300r/min；
(2)将搅拌后的原料在常温条件研磨，时间30min，转速1000r/min，分散至无明显结块颗粒；
(3)加入剩余原料，转速1300r/min，搅拌分散30min,；
(4)检验，包装。
实施例3
一种室内膨胀型钢结构防火涂料，按照重量百分比计，包括聚磷酸铵16％、三聚氰胺10％、季戊四醇7％、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液30％、二氧化硅-芳纶复合物8％、填料5％、抑烟剂1％、分散剂5％，余量为水。
聚磷酸铵的聚合度≥1000，粒度：200目，山东云顶化工有限公司。
乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的不挥发物含量54.5％。
填料为可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉，所述的可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉的重量比为1:1:3。
抑烟剂为锡酸锌。
分散剂为润湿分散剂，采用BYK110润湿分散剂。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比，将季戊四醇、二氧化硅-芳纶复合物、填料和抑烟剂混合均匀，搅拌分散60min，转速1200r/min；
(2)将搅拌后的原料研磨40min，在常温条件研磨，800r/min,分散至无明显结块颗粒；
(3)加入剩余原料，转速1200r/min，搅拌分散40min；
(4)检验，包装。
实施例4
一种室内膨胀型钢结构防火涂料，按照重量百分比计，包括聚磷酸铵13％、三聚氰胺9％、季戊四醇6％、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液27％、二氧化硅-芳纶复合物7％、填料3％、抑烟剂1％、分散剂4％，余量为水。
聚磷酸铵的聚合度≥1000，粒度：200目，山东云顶化工有限公司。
乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的不挥发物含量54.5％。
填料为可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉，所述的可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉的重量比为1:1:3。
抑烟剂为三氧化二锑。
分散剂为润湿分散剂，采用BYK110润湿分散剂。
其制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比，将季戊四醇、二氧化硅-芳纶复合物、填料和抑烟剂混合均匀，搅拌分散40min，转速1300r/min；
(2)将搅拌后的原料在常温条件研磨，时间40min，转速900r/min,分散至无明显结块颗粒；
(3)加入剩余原料，转速1300r/min，搅拌分散40min,；
(4)检验，包装。
对比例1
与实施例1基本相同，不同点在于：采用的二氧化硅-芳纶复合物的制备方法如下：
(1)将芳纶纤维与乙醇按照1:1的体积比混合均匀，超声波处理，芳纶纤维采用原色芳纶1313，粗细＝1.67D，长度：5mm；
(2)将超声波处理后的芳纶纤维用纯净水清洗干净，与二氧化硅混合均匀，研磨，时间40min，转速1000r/min；
(4)将研磨后的芳纶纤维和二氧化硅混合物加入硅烷偶联剂、β-环糊精和水，温度80℃，反应5h，转速600r/min；
(5)反应后的产物，50℃，真空干燥，粉碎至300目颗粒，既得二氧化硅-芳纶复合物。
超声波处理具体为：超声波功率：300W；时间：40min。
对比例2
与实施例1基本相同，不同点在于：采用聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇代替二氧化硅-芳纶复合物，具体原料配比如下：
一种室内膨胀型钢结构防火涂料，按照重量百分比计，包括聚磷酸铵18％、三聚氰胺12％、季戊四醇1％、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液25％、填料4％、抑烟剂0.5％、分散剂4％，余量为水。
性能测试：
将实施例1-4和对比例1和2所制备的防火涂料按照GB 14907-2018标准，测定涂料的粘结强度、耐水性、耐冷热循环性和耐火性。
耐火性能试验采用符合GB/T 9978.1-2008建筑纤维类火灾升温试验条件：试验基材为36b热轧工字钢(截面系数为126m-1)，计算跨度4200mm，实际加载量为207kN，试件涂层厚度：3.0mm；
2.耐火性能试件涂层构造依次为：HZ06-1型环氧富锌防锈底漆、防火涂料、无碱玻纤网格布、防火涂料、专用面漆；
3，基准隔热效率(涂层厚度2.08mm)：58min。
烟气释放量：按照GB/T8627-2007建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法，将涂料自然风干，粉碎，然后采用压力5MPa，10min，风干后的涂料压制成25mm×25mm×6mm进行实验。
具体结果如图1和表1所示；
图1为实施例3所制备的防火涂料的耐火实现前后试件情况，由图1可知，本发明的室内膨胀型钢结构防火涂料具有良好的防火膨胀性能。
表1不同实施例所制备防火涂料的性能测试结果
由表1可知，本发明的防火涂料具有优秀的性能，相比采用APP-MEL-PE阻燃体系的对比例2，粘结强度、耐水性、耐冷热循环性和耐火性均具有明显的提高，同时有效的降低了烟气释放量。本发明采用二氧化硅-芳纶复合物，芳纶纤维具有断裂强度高、伸长较大、手感柔软，高温下不软化、不熔融、仅炭化，燃烧时烟雾的浓度低而且发热量低。芳纶纤维燃烧后会形成支撑层，起到隔热的效果，可以有效地降低试件平均温度。
蒸汽爆破会使得芳纶纤维的直径减小，更有利于研磨，蒸汽爆破会使芳纶纤维的表面能增加，使芳纶纤维更容易分散在液体中，并且增加与其他材料的界面相容性。本发明的对比例1的芳纶纤维不采用蒸汽爆破处理，导致芳纶纤维破碎效果不好，进而影响与二氧化硅、硅烷偶联剂等的反应，影响涂料的亲水性和分散性。粉碎后200目过筛的筛余物为12％，远大于本发明的5％，导致大量芳纶纤维被筛分出来，没有进入涂料中，进而起不到相应的作用，导致涂料的耐冷热循环性和耐火性明显降低。
虽然上文已经描述了本发明的实施例，但对于本领域的技术人员而言，在不偏离本发明的原理和精神的情况下所做的修改和替换，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：按照重量百分比计，包括聚磷酸铵12-16％、三聚氰胺8-10％、季戊四醇5-7％、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液25-30％、二氧化硅-芳纶复合物6-10％、填料3-5％、抑烟剂0.5-1％、分散剂3-5％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的聚磷酸铵的聚合度≥1000，所述的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的不挥发物含量54-56％。
3.根据权利要求1所述的一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的填料为可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉，所述的可膨胀石墨、氧化铝和钛白粉的重量比为1:1:3。
4.根据权利要求1所述的一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的抑烟剂为氢氧化镁、二茂铁、锡酸锌和三氧化二锑中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的分散剂为润湿分散剂。
6.根据权利要求1所述的一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的二氧化硅-芳纶复合物的制备方法如下：
(1)将芳纶纤维与乙醇按照1:1的体积比混合均匀，超声波处理；
(2)将超声波处理后的芳纶纤维用纯净水清洗干净，然后蒸汽爆破；
(3)将蒸汽爆破后的芳纶纤维与二氧化硅混合均匀，研磨；
(4)将研磨后的芳纶纤维和二氧化硅混合物加入硅烷偶联剂、β-环糊精和水，温度60-80℃，反应4-6h，转速400-600r/min；
(5)反应后的产物，低温干燥，粉碎，既得二氧化硅-芳纶复合物。
7.根据权利要求6所述的一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的超声波处理具体为：超声波功率：300-400W；时间：30-40min。
8.根据权利要求6所述的一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的蒸汽爆破具体为：采用顺时弹射爆破，压力3.5-4.5MPa，时间：15-20min。
9.根据权利要求6所述的一种室内膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的芳纶纤维、二氧化硅、硅烷偶联剂、β-环糊精和水的重量比比例为1：4:0.5:1:5。
10.一种如权利要求1-9任一项所述室内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)按照原料配比，将季戊四醇、二氧化硅-芳纶复合物、填料和抑烟剂混合均匀，搅拌分散30-60min，转速1200-1500r/min；
(2)将搅拌后的原料在常温条件研磨，时间30-40min，800-1000r/min，分散至无明显结块颗粒；
(3)加入剩余原料，转速1200-1500r/min，搅拌分散30-40min,；
(4)检验，包装。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311332756.1A CN117210074A (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种室内膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311332756.1A CN117210074A (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种室内膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117210074A true CN117210074A (zh) | 2023-12-12 |
Family
ID=89051128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311332756.1A Pending CN117210074A (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种室内膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117210074A (zh) |
-
2023
- 2023-10-16 CN CN202311332756.1A patent/CN117210074A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1164701C (zh) | 膨胀型防火涂料 | |
| CN108610755B (zh) | 一种水性相变吸热膨胀型隧道阻燃防火涂料及其制备方法 | |
| TWI338024B (en) | Fire-resistant coating materials | |
| US20090081459A1 (en) | Organic foaming plastic body having excellent thermal resistance and durability | |
| CN104650709A (zh) | 一种双组份聚氨酯超薄型钢结构防火涂料及其制备工艺 | |
| CN1876740A (zh) | 无溶剂环氧膨胀型防火涂料及其制备方法 | |
| KR20090116042A (ko) | 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 건축물에 내화성부여 방법 | |
| CN102584150A (zh) | 一种聚苯乙烯保温板隔热防火界面剂 | |
| CN104692758A (zh) | 一种抑烟型室外阻燃钢结构防火涂料 | |
| CN104592707A (zh) | 基于abs塑料的a级防火材料 | |
| CN108997923B (zh) | 一种防火涂料及其制备方法 | |
| CN112980262A (zh) | 一种用于室内钢结构的水性膨胀型防火涂料及其制备方法 | |
| CN110947149A (zh) | 一种改性高分子水系灭火剂及其制备方法 | |
| CN117210074A (zh) | 一种室内膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 | |
| CN113249004A (zh) | 一种用于镀锌钢板的水性膨胀型防火涂料及其制备方法 | |
| CN116396656A (zh) | 一种复合防火涂料及其制备方法 | |
| KR101489583B1 (ko) | 발포 폴리스타이렌 폼 난연성 조성물 및 그 제조방법 | |
| CN112898850B (zh) | 一种用于室外钢结构的改性膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 | |
| CN111117101A (zh) | 一种高韧性高阻燃pvc木塑复合材料及其制备方法 | |
| CN110256879B (zh) | 环保水性无机阻燃涂料 | |
| CN113604080A (zh) | 一种石膏基阻燃防火涂料及其制备方法 | |
| CN1468922A (zh) | 多用途膨胀型防火涂料 | |
| CN113604127A (zh) | 一种水性膨胀钢结构防火涂料及其制备方法 | |
| CN111073298A (zh) | 一种用于变电所的阻燃封堵剂及其制备方法和使用方法 | |
| CN113755004B (zh) | 一种多树脂复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |