CN1468922A - 多用途膨胀型防火涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用途膨胀型防火涂料的配制工艺，在配料中原料由乙烯－醋酸乙烯共聚乳液和改性树脂为基料、三聚氰胺和氰基胍为发泡剂、季戊四醇为成炭剂、多聚磷酸铵为脱水成炭催化剂、氯化石蜡为阻燃剂、二氧化硅、钛白粉为填料及其他助剂组成，本发明采用水性乳液和改性树脂混配成的基料，使防火涂料在生产、储存、运输、施工、使用过程中消除了二甲苯释的危害。同时节省生产成本、生产施工方便，无火灾危险。本发明配制的防火涂料技术性能优异，用途广泛。它既满足GB 12441－1998《饰面型防火涂料通用技术条件》的要求，并超过标准技术指标，也满足GB 14907－94《钢结构防火涂料通用技术条件》要求，并远超过标准各项技术指标。

Description

多用途膨胀型防火涂料

技术领域

本发明涉及到防火涂料的生产技术范畴，具体地讲，涉及到膨胀型防火涂料，包括饰面防火涂料和钢结构防火涂料的生产技术范畴。

背景技术

目前，国内外建筑防火工程中应用的膨胀型防火涂料，可分为饰面防火涂料和钢结构防火涂料两大类，每一类都有不少品种。通常讲，防火涂料之所以能够防火，是因为涂料成膜后在常温下为普通的漆膜，在火焰或高温下，涂层发生膨胀炭化，形成一个比其原膜厚度大几十倍的不易燃的海绵状的炭质层。它可隔绝外界火源对基材的传热阻燃作用，其涂层各组分在火焰或高温作用下发生物理、化学变化，吸收了大量的热能，抵消了一部分外界作用于物体的热能，而对被保护物体的受热升温过程起延滞作用。同时涂层在高温下发生脱水成炭反应和熔融覆盖作用，隔绝了空气，使有机物转化为炭化层，避免了氧化放热反应发生，涂层在高温下分解出不燃气体如氨等，稀释了空气中可燃气体和氧的浓度，抑制火焰燃烧的进行，由于以上种种作用，涂层遇到大火都能阻止火焰的蔓延，减缓火焰的传播速度，使之具有优异的阻燃防火性能。然而，在生产上不同种类的防火涂料需要采用不同原材料、不同工艺和设备来制造。在应用方面，可用于易燃基材饰面的防火涂料一般不能应用于钢结构的防火保护，而用于钢结构的防火涂料不能应用于易燃基材饰面的防火保护。这主要是由于各自的技术性能限制了它们的使用范围，因此，往往一个工程则需要几种防火涂料分别涂装，才能满足整个工程的防火需要。这样给其生产和工程施工上带来了工艺复杂性，需要多种设备、增加管理费用，提高了成本，不利于广泛推广应用。为了寻找一种一品多用，解决一品单用的防火涂料带来以上的缺点，根本还是要提高防火涂料的技术性能，扩大其使用范围。

发明内容

本发明的目的是要生产一种多用途膨胀型防火涂料，确切地讲，生产一种既可用于易燃基材防火保护，又可用于钢结构防火保护的膨胀型防火涂料。

实现本发明的多用途膨胀型防火涂料的具体步骤是先进行原材料选配，配料按下列(重量)％配制：

乙烯-醋酸乙烯共聚乳液     2.1-5.0；

改性树脂                  5.7-7.5；

多聚磷酸铵                18-24；

氯化石腊                  1.8-2.4；

季戊四醇                  8.0-12；

三聚氰胺                  7.3-9.7；

氟基胍                    3.5-5.0；

二氧化硅                  4.2-8.3；

钛白粉                      1.5-2.0；

有机硅油                    0-1.6；

六偏磷酸钠(10％浓度溶液)    3.5-5.0；

水                          30.0-34；

磷酸三丁脂                  0.005-0.01；

五氯酚钠                    0.03-0.04；

苯甲酸钠                    0.03-0.04。

配料选好后，按下列工艺制备：

1、将作为分散剂的六偏磷酸钠(10％浓度溶液)与水放入容器内，搅拌均匀备用；

2、将搅拌均匀的分散剂与水倒入球磨机中，开动机器，一边研磨，一边按配料比顺序加入多聚磷酸铵、氯化石腊、季戊四醇、三聚氰胺、氰基胍、二氧化硅、钛白粉、磷酸三丁脂、五氯酚钠及苯甲酸钠，研磨0.5-2小时。使之细度达到70-100微米；

3、将球磨机研磨好的混合料移入分散机中再加入乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、改性树脂及有机硅油，开机20-30分钟后生产出本发明的多用途膨胀型防火涂料。

本发明的多用途膨胀型防火涂料原料由乙烯-醋酸乙烯共聚乳液和改性树脂作为基料、三聚氰胺和氰基胍作为发泡剂、季戊四醇作为成炭剂、多聚磷酸铵作为脱水成炭催化剂、氯化石腊作为阻燃剂、二氧化硅、钛白粉作为填料和其他助剂组成，并选用互相调和匹配的原料配比。本发明的配料是技术的关键，其中成炭剂是形成三维空间结构不易燃的泡沫炭化层的物质基础，对泡沫炭化层起着骨架作用。但泡沫炭化层的强度和耐高温火焰的能力也同时降低。防火涂料加入硅质耐高温增强剂。它的熔点高于涂层的熔融炭化温度，在火焰高温下均匀分布在发泡层中，大大提高耐火焰高温强度，使之避免了炭架发泡层继续氧化成炭，失去附着力，被火焰形成的热气流吹掉，因而失去对基材的防火保护作用。而使发泡层形成玻璃态泡沫硅炭耐高温防火保护层，提高了易燃基材的耐燃时间和钢结构材料的耐火极限。基料是形成漆膜物质。它在涂料中的储存期内具有物理化学稳定性，在涂装成膜后，在使用条件下能迅速形成固定膜层。本发明不采用溶剂型基料，而采用水性乳液和改性树脂混配成的基料，使本防火涂料在生产、储存、运输、施工、使用过程中没有像溶剂型基料的二甲苯释放出对人群中毒危害。同时不采用有机溶剂基料，节省生产成本、生产施工方便，无火灾危险之优点。发泡剂能使涂层膨胀，并在涂层形成泡孔结构。一般采用单一常用发泡剂发泡膨胀效果不好。本发明采用三聚氢氨和氰基胍复合发泡，它们在受热时发生分解，增加放出不燃性的气体，既起到冲淡可燃性气体抑制燃烧的作用，又起到很强的阻燃作用，从而大大延缓易燃基材到达燃烧温度和钢结构材料到达失去承载能力的临界温度而破坏，即相应地大大提高耐燃时间和耐火极限。

本发明的多用途膨胀型防火涂料与目前现有先进水平的膨胀型防火涂料相比具有技术性能优异，用途广泛、毒性极小、成本低、在生产和施工过程中无火灾危险之优点。

本发明防火涂料的组分配成的防火涂料技术性能优异，用途广泛。它既满足GB 12441-1998《饰面型防火涂料通用技术条件》的要求，并超过标准技术指标，也满足GB 14907-94《钢结构防火涂料通用技术条件》要求，并远超过标准各项技术指标。现将本发明的多用途膨胀型防火涂料与我国现有先进水平的膨胀型饰面防火涂料的主要技术性能指标比较如表1：

表1

序号	技术性能	国家标准指标	现有防火涂料指标	本发明防火涂料指标
					1	耐燃时间(min)	一级：≥20	25	28-31C
2	火焰传播比值	一级：≤25	14	8-10
					3	阻火性：
	质量损失g	一级：≤5.0	4	3.5
						炭化体积(cm3)	一级：≤25	12	7
4	附着力	≤3	2	1
					5	柔韧性	≤3	1	1
6	耐冲击性(kg.cm)	≥20	30-40	50
					7	耐水性(h)	经24h试验，外观无变化，不剥落	符合指标要求	符合指标要求
8	耐湿热性	经48h试验涂层无起泡、脱落	符合标准要求	符合指标要求

本发明的多用途膨胀型防火涂料与国内先进的膨胀型钢结构防火涂料的主要技术性能指标比较如表2：

表2

序号	技术性能	国家标准指标	国内先进指标	本发明防火涂料指标
					1	耐火极限h	涂层厚度2.2mm时耐火极限：≥0.50h；涂层厚度为4.47mm时耐火极限：≥0.84	涂层厚度：2.8mm耐火极限：1.5h	涂层厚度2.2mm时耐火极限：1.5h厚度：2.9mm耐火极限：2h
2	初期干燥抗裂性	一般不应出现裂	无裂纹	无裂纹
					3	粘结强度MPa	≥0.15	1.00	1.25
4	抗震性	GB 14907-94	符合标准要求	符合标准要求
						抗弯性
	耐水性	(4.2)
						耐冻融性

具体实施方式

实现本发明的多用途膨胀型防火涂料的配料按下列(重量)％配制：

实例1：

乙烯-醋酸乙烯共聚乳液    2.1；

改性树脂                 7.5；

多聚磷酸铵               20.8；

氯化石腊                 2.1；

季戊四醇                 10.0；

三聚氰胺                 8.3；

氰基胍                      4.2；

二氧化硅                    4.2；

钛白粉                      1.7；

有机硅油                    1.6；

六偏磷酸钠(10％浓度溶液)    4.2；

水                          33.3；

磷酸三丁脂                  0.007；

五氯酚钠                    0.035；

苯甲酸钠                    0.035。

实例2：

乙烯-醋酸乙烯共聚乳液       3.0；

改性树脂                    7.2；

多聚磷酸铵                  20.8；

氯化石腊                    2.1；

季戊四醇                    10.0；

三聚氰胺                    8.3；

氰基胍                      4.2；

二氧化硅                    4.2；

钛白粉                      1.7；

有机硅油                    1.0；

六偏磷酸钠(10％浓度溶液)    4.2；

水                          33.3；

磷酸三丁脂                  0.007；

五氯酚钠                    0.035；

苯甲酸钠                    0.035。

实例3：

乙烯-醋酸乙烯共聚乳液       5.0；

改性树脂                    5.7；

多聚磷酸铵                  20.8；

氯化石腊                    2.1；

季戊四醇                    10.0；

三聚氰胺                    8.3；

氰基胍                      4.2；

二氧化硅                    8.0；

钛白粉                      1.7；

六偏磷酸钠(10％浓度溶液)    4.2；

水                          30.0；

磷酸三丁脂                  0.007；

五氯酚钠                    0.035；

苯甲酸钠                    0.035。

配料选好后，按下列工艺制备：

(1)将作为分散剂的六偏磷酸钠(10％浓度溶液)与水放入容器内，搅拌均匀备用；

(2)将搅拌均匀的分散剂与水倒入球磨机中，开动机器，一边研磨，一边按配料比顺序加入多聚磷酸铵、氯化石腊、季戊四醇、三聚氰胺、氰基胍、二氧化硅、钛白粉、磷酸三丁脂、五氯酚钠及苯甲酸钠，研磨使之细度达到70-100微米；

(3)将球磨机研磨好的混合料移入分散机中再加入乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、改性树脂及有机硅油，开机30分钟后生产出本发明的多用途膨胀型防火涂料。

Claims (5)

1、一种膨胀型防火涂料，其特征在于膨胀型防火涂料的配料按下列(重量)％配制：乙烯-醋酸乙烯共聚乳液2.1-5.0；改性树脂5.7-7.5；多聚磷酸铵18-24；氯化石腊1.8-2.4；季戊四醇8.0-12；三聚氰胺7.3-9.7；氰基胍3.5-5.0；二氧化硅4.2-8.3；钛白粉1.5-2.0；有机硅油0-1.6；六偏磷酸钠(10％浓度溶液)3.5-5.0；水30.0-34；磷酸三丁脂0.005-0.01；五氯酚钠0.03-0.04；苯甲酸钠0.03-0.04。

2、根据权利要求1所述的膨胀型防火涂料，其特征在于膨胀型防火涂料的配料按下列(重量)％配制：乙烯-醋酸乙烯共聚乳液2.1；改性树脂7.5；多聚磷酸铵20.8；氯化石腊2.1；季戊四醇10.0；三聚氰胺8.3；氰基胍4.2；二氧化硅4.2；钛白粉1.7；有机硅油1.6；六偏磷酸钠(10％浓度溶液)4.2；水33.3；磷酸三丁脂0.007；五氯酚钠0.035；苯甲酸钠0.035。

3、根据权利要求1所述的膨胀型防火涂料，其特征在于膨胀型防火涂料的配料按下列(重量)％配制：乙烯-醋酸乙烯共聚乳液3.0；改性树脂7.2；多聚磷酸铵20.8；氯化石腊2.1；季戊四醇10.0；三聚氰胺8.3；氰基胍4.2；二氧化硅4.2；钛白粉1.7；有机硅油1.0；六偏磷酸钠(10％浓度溶液)4.2；水33.3；磷酸三丁脂0.007；五氯酚钠0.035；苯甲酸钠0.035。

4、根据权利要求1所述的膨胀型防火涂料，其特征在于膨胀型防火涂料的配料按下列(重量)％配制：

乙烯-醋酸乙烯共聚乳液5.0；改性树脂5.7；多聚磷酸铵20.8；氯化石腊2.1；季戊四醇10.0；三聚氰胺8.3；氰基胍4.2；二氧化硅8.0；钛白粉1.7；六偏磷酸钠(10％浓度溶液)4.2；水30.0；磷酸三丁脂0.007；五氯酚钠0.035；苯甲酸钠0.035。

5、一种膨胀型防火涂料，其特征在于膨胀型防火涂料按下列工艺制备：

(1)将作为分散剂的六偏磷酸钠(10％浓度溶液)与水放入容器内，搅拌均匀备用；

(2)将搅拌均匀的分散剂与水倒入球磨机中，开动机器，一边研磨，一边按配料比顺序加入多聚磷酸铵、氯化石腊、季戊四醇、三聚氰胺、氰基胍、二氧化硅、钛白粉、磷酸三丁脂、五氯酚钠及苯甲酸钠，研磨使之细度达到70-100微米；

(3)将球磨机研磨好的混合料移入分散机中再加入乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、改性树脂及有机硅油，开机30分钟后生产出本发明的多用途膨胀型防火涂料。