CN117645807A - 一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料及其制备方法,属于防火涂料制备领域;一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料,包括以下质量份的组分:100份石膏基、2‑4份改性二氧化硅气凝胶、40‑80份水以及0.7‑2.8份缓凝剂;其中,石膏基中包括50‑100份半水石膏以及0‑50份天然石膏;改性二氧化硅气凝胶是由二氧化硅气凝胶以2‑20℃/min的升温速率升温至220‑260℃,并在220‑260℃的温度下焙烧1‑3h制备;相比于没有使用改性二氧化硅气凝胶制备的涂料而言,该防火涂料干密度和导热系数明显下降,极限耐火时间明显延长,且工艺过程简单,具有明显的工业价值。
Description
技术领域
本发明属于防火涂料制备领域,具体涉及一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料及其制备方法。
背景技术
钢结构是现代建筑的主要结构类型之一,因其自重较轻,施工简单,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层、桥梁等领域。但钢结构建筑材料在防火方面存在难以避免的缺陷,因为钢结构的导热系数较高,因此发生火灾时钢结构会快速升温,并由此导致其机械性能急剧下降,造成建筑损毁和坍塌。
目前钢结构的防火性能主要由防火涂料提供,包括膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料两大类,其中非膨胀型防火涂料主要为石膏或水泥,具有使用成本低、极限耐火时间长等优势,是应用最广泛的钢结构防火涂料。但相比膨胀型防火涂料,非膨胀型防火涂料的干密度较大,且为厚涂型(涂层厚度约为3cm),涂层自重较大,在撞击或碰撞中都易造成防火涂层脱落,因此开发一种轻质非膨胀型钢结构防火涂料是急需解决的技术难题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料及其制备方法,解决了现有技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料,包括以下质量份的组分:100份石膏基、2-4份改性二氧化硅气凝胶、40-80份水以及0.7-2.8份缓凝剂。
进一步地,所述石膏基中包括50-100份半水石膏以及0-50份天然石膏。
进一步地,所述改性二氧化硅气凝胶是由二氧化硅气凝胶以2-20℃/min的升温速率升温至220-260℃,并在220-260℃的温度下焙烧1-3h制备。
进一步地,所述缓凝剂为:多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾以及丙烯酸钠中的至少一种。
一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1,将二氧化硅气凝胶以2-20℃/min的升温速率升温至220-260℃,并在220-260℃的温度下焙烧1-3h,制备出改性二氧化硅气凝胶;
S2,将50-100质量份半水石膏、0-50质量份天然石膏、2-4质量份改性二氧化硅气凝胶、40-80质量份水以及0.7-2.8质量份缓凝剂混合后,搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
进一步地,所述改性二氧化硅气凝胶的加入量为半水石膏和天然石膏总重量的2%-4%。
进一步地,缓凝剂为:多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾以及丙烯酸钠中的至少一种。
上述防火涂料在涂刷钢结构建筑中的应用。
本发明的有益效果:
1、本发明公开的轻质石膏基气凝胶防火涂料的制备方法所制备的涂料,相比未添加二氧化硅气凝胶的石膏基防火涂料,其干密度和导热系数明显下降,极限耐火时间明显延长,且工艺过程简单,具有明显的工业价值;并且由于二氧化硅气凝胶粉末为超疏水性质,因此若使用未改性的二氧化硅气凝胶,完全无法与石膏乳液混合,也就不能制备石膏基气凝胶防火涂料。
2、本发明的石膏基由半水石膏和天然石膏组成可利用半水石膏易水化的特点,对低成本的天然石膏进行激发水化,从而在不降低轻质石膏基气凝胶防火涂料性能的基础上,有效降低成本。
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,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是本发明实施例1制备的轻质石膏基气凝胶防火涂料涂覆在钢片上干燥后的实物图;
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径获得;其中,二氧化硅气凝胶是由弘大科技公司生产;实施例中未注明具体技术或条件者,均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。并且,实施例和对比例中的份数均为质量份。
实施例1
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以5℃/min的升温速率升温至220℃,并在此温度下保温3h,自然冷却至室温;
S2,将100份半水石膏、2份改性二氧化硅气凝胶、40份水以及0.7份多聚磷酸钠混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
其中,将本实施例中制备得到的石膏基气凝胶涂料涂覆在钢片上干燥后,其实物图如图1所示。
实施例2
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以2℃/min的升温速率升温至230℃,并在此温度下保温2.5h,自然冷却至室温。
S2,将90份半水石膏、10份天然石膏、2.5份改性二氧化硅气凝胶、60份水以及1.6份六偏磷酸钠混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
实施例3
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至240℃,并在此温度下保温2h,自然冷却至室温
S2,将80份半水石膏、20份天然石膏、3份改性二氧化硅气凝胶、80份水以及2.7份柠檬酸钠混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
实施例4
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以20℃/min的升温速率升温至260℃,并在此温度下保温1h,自然冷却至室温。
S2,将70份半水石膏、30份天然石膏、3.5份改性二氧化硅气凝胶、40份水以及2.8份酒石酸钾混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
实施例5
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以20℃/min的升温速率升温至260℃,并在此温度下保温2.5h,自然冷却至室温。
S2,将60份半水石膏、40份天然石膏、4份改性二氧化硅气凝胶、60份水以及1.6份丙烯酸钠混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
实施例6
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至250℃,并在此温度下保温3h,自然冷却至室温。
S2,将50份半水石膏、50份天然石膏、3份改性二氧化硅气凝胶、40份水以及1.4份酒石酸钾混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
实施例7
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以2℃/min的升温速率升温至260℃,并在此温度下保温2.5h,自然冷却至室温。
S2,将100份半水石膏、2.5份改性二氧化硅气凝胶、60份水以及0.8份多聚磷酸钠混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
实施例8
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至250℃,并在此温度下保温2h,自然冷却至室温。
S2,将70份半水石膏、30份天然石膏、3.5份改性二氧化硅气凝胶、80份水以及2.7份酒石酸钾混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
实施例9
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以5℃/min的升温速率升温至240℃,并在此温度下保温2h,自然冷却至室温。
S2,将80份半水石膏、20份天然石膏、4份改性二氧化硅气凝胶、40份水以及2.1份丙烯酸钠混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
实施例10
轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备过程包括:
S1,对二氧化硅气凝胶进行改性处理,改性过程为:空气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至230℃,并在此温度下保温3h,自然冷却至室温。
S2,将50份半水石膏、50份天然石膏、2份改性二氧化硅气凝胶、60份水以及0.8份六偏磷酸钠混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
对比例1
一种石膏基涂料的制备过程包括:
将100份半水石膏、60份水、0.8份多聚磷酸钠混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基涂料。
对比例2
一种石膏基涂料的制备过程包括:
将50份半水石膏、50份天然石膏、40份水、2.1份酒石酸钾混合后,机械搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基涂料。
实验测试:
将实施例1-10以及对比例1-2所制备处的涂料涂覆与钢片上,控制涂层厚度为1cm,室温干燥72h后得到防火涂层,对其进行干密度、导热系数和极限耐火时间测定,测试结果如下表1所示:
表1 不同实施例、对比例表面改性后的二氧化硅气凝胶导热系数
由上表可得知:相比于涂料组分中未添加二氧化硅气凝胶而言,涂料组分中添加改性后的二氧化硅气凝胶,制备出的涂料,其干密度低、导热系数相对较小,极限耐火时间变长。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (6)
1.一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料,其特征在于,包括以下质量份的组分:100份石膏基、2-4份改性二氧化硅气凝胶、40-80份水以及0.7-2.8份缓凝剂;
所述石膏基中包括50-100份半水石膏以及0-50份天然石膏;
所述改性二氧化硅气凝胶是由二氧化硅气凝胶以2-20℃/min的升温速率升温至220-260℃,并在220-260℃的温度下焙烧1-3h制备。
2.根据权利要求1所述的一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料,其特征在于,所述缓凝剂为:多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾以及丙烯酸钠中的至少一种。
3.权利要求1或2所述的一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将二氧化硅气凝胶以2-20℃/min的升温速率升温至220-260℃,并在220-260℃的温度下焙烧1h-3h,制备出改性二氧化硅气凝胶;
S2,将50-100质量份半水石膏、0-50质量份天然石膏、2-4质量份改性二氧化硅气凝胶、40-80质量份水以及0.7-2.8质量份缓凝剂混合后,搅拌30min后,得到分散均匀的石膏基气凝胶涂料。
4.根据权利要求3所述的一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备方法,其特征在于,所述改性二氧化硅气凝胶的加入量为半水石膏和天然石膏总重量的2%-4%。
5.根据权利要求3所述的一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料的制备方法,其特征在于,缓凝剂为:多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾以及丙烯酸钠中的至少一种。
6.权利要求1-2任一项所述的一种轻质石膏基气凝胶钢结构防火涂料在涂刷钢结构建筑中的应用。
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CN112679184A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 鲁米科技(山东)有限公司 | 一种石膏基非膨胀型钢结构防火涂料 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109694228A (zh) * | 2017-10-23 | 2019-04-30 | 北新集团建材股份有限公司 | 一种石膏基自流平砂浆及其制备方法和石膏基自流平料浆 |
CN112679184A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 鲁米科技(山东)有限公司 | 一种石膏基非膨胀型钢结构防火涂料 |
CN115490484A (zh) * | 2022-10-26 | 2022-12-20 | 郑州大学 | 一种水泥粉煤灰体系的泡沫混凝土及其制备方法 |
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