CN1948404A

CN1948404A - 非膨胀型钢结构防火防腐涂料

Info

Publication number: CN1948404A
Application number: CN 200610022262
Authority: CN
Inventors: 覃文清; 戚天游; 兰彬
Original assignee: Sichuan Tianfu Fireproof Material Co Ltd; Sichuan Fire Research Institute of Ministry of Public Security
Current assignee: Sichuan Tianfu Fireproof Material Co Ltd; Sichuan Fire Research Institute of Ministry of Public Security
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: CN100582171C

Abstract

本发明的非膨胀型钢结构防火防腐涂料，涉及涂料技术领域，特别是一种用于钢结构防火防腐保护的非膨胀型双功能涂料，旨在解决如何提高防火防腐双功能涂料的耐火性能、防腐蚀性能、耐久性能的问题。该涂料由如下重量份的组分组成：基料50～60，膨胀蛭石4～8，云母粉8～12，空心漂珠6～10，膨胀珍珠岩10～15，三聚磷酸二氢铝8～14，SiO₂改性偏硼酸钡6～9，水105～115。本发明主要用于工程建设中钢结构的防火防腐保护。

Description

非膨胀型钢结构防火防腐涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是一种对钢结构实施防火防腐保护的非膨胀型双功能涂料。

背景技术

为满足目前建筑工程中钢结构的防火要求，同时为了有效地对钢结构予以保护、延长钢结构的使用寿命，钢结构的防火、防腐蚀在建筑工程中日益受到重视与关注，用于钢结构保护的防火涂料、防腐蚀涂料也已在建筑工程中广泛使用，而目前的防火涂料和防腐蚀涂料一般只具有单一防护功能，通常的施工解决方案为二次涂装，即先涂装防腐蚀涂料，再涂装防火涂料，工艺繁琐、成本较高。

现有的钢结构防腐蚀涂料的品种很多，如环氧树脂、橡胶树脂、乙烯基树脂、氯磺化聚乙烯树脂、酚醛树脂、有机氟树脂、聚氨酯类等等。这些防腐蚀涂料已经在各种场合应用，对钢结构的保护起到了积极的作用。现有的钢结构防火涂料分为三类：厚型、薄型和超薄型，基于其不同的防火机理厚型钢结构防火涂料属于非膨胀型，薄型和超薄型钢结构防火涂料属于膨胀型。

将钢结构的防火、防腐两种功能结合起来的双功能涂料目前较为少见，一定程度上限制了它们的工程应用。特别是有的防火涂料与防腐蚀涂料因配合性不好出现涂层鼓泡、开裂、剥落等问题，直接影响对钢结构的防护效果。目前公开的现有技术中，如中国专利00120958.2《膨胀型超薄钢结构防火防腐涂料及制备方法》、中国专利ZL 02137038.9《超薄膨胀型钢结构防火防腐涂料及其制备方法》和中国专利200610017535.5《超薄型钢结构防火防腐涂料》中，都涉及了钢结构防火防腐双功能涂料，但是这几种涂料都属于膨胀型防火涂料，由于涂料中有机组分多，导致涂料的耐火性能、防腐蚀性能和耐久性均受到相当程度的制约，且涂料成本较高，限制了其应用推广的范围。

发明内容

本发明旨在解决如何提高防火防腐双功能涂料的耐火性能、防腐蚀性能、耐久性能的问题，以提供一种具有优于现有技术的用于钢结构保护的防火防腐、具良好耐久性且成本低廉的非膨胀型钢结构防火防腐涂料。

本发明的非膨胀型钢结构防火防腐涂料，由如下重量份的组分组成：基料50～60，膨胀蛭石4～8，云母粉8～12，空心漂珠6～10，膨胀珍珠岩10～15，三聚磷酸二氢铝8～14，SiO₂改性偏硼酸钡6～9，水105～115。

本发明的非膨胀型钢结构防火防腐涂料，其中所述的基料为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中的任意一种，或任意二至三种的混合物，各种标号均可采用(注：常用水泥按国标GB 175-1999和GB 1344-1999分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，共五大类。)

本发明的非膨胀型钢结构防火防腐涂料，其中所述的膨胀蛭石直径为1～5mm，云母粉粒度为100～400目，空心漂珠粒度为40～120目，膨胀珍珠岩直径小于5mm。

本发明的作用机理：基料水泥和水作为胶粘剂，可以把各个组分粘合在一起，在高温下釉化形成良好的隔热层。膨胀蛭石、云母粉、空心漂珠、膨胀珍珠岩为防火隔热材料，它们都具有不燃、耐高温、轻质、化学性能稳定、价廉等特点，可以提高涂料的耐火性能。特别是其中的云母粉，它的化学稳定性强，在涂料体系中总是平行于涂膜存在，并且是平坦地、相互重叠搭接在一起，形成了一层惰性、坚实而柔韧、抗腐蚀和阳光辐射的保护层。这个特性对涂膜的抗腐蚀和耐久性有利，既可以提高涂膜的机械性能，又可以阻止紫外线的辐射而保护涂膜，还可以防止水分穿透，能提高涂膜的耐温、耐候性，能够起到物理防腐蚀作用。防腐蚀体系中，三聚磷酸二氢铝储存稳定性和耐候性良好，本身无毒。它依靠磷酸根离子与铁离子起化学螯合作用生成不溶于水的致密保护膜而起到防锈效果。在穿透涂膜的微量水里，三聚磷酸二氢铝按下式离解：

这种三聚体磷酸根离子(P₃O₁₀ ^5-)本身及由其解聚作用生成的磷酸根离子都能和铁离子络合，在钢铁表面形成一层致密的钝化物保护膜，具有极好的防锈效果。同时，它也是胶粘剂的硬化剂，可以提高涂料的耐水性和强度。

SiO₂改性偏硼酸钡呈碱性，可以中和酸离子和涂料的降解产物，硼酸盐离子能提供阳极保护，因此，它也是防腐蚀体系中的重要成分。同时，它也是一种常用的阻燃剂，在高温下能放出结晶水、形成隔热的类玻璃状熔融体，可以提高涂料的耐火性能。

下面结合实施例1-5(各实施例具体物料配比见表2)对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明的非膨胀型钢结构防火防腐涂料，按GB 14907-2002《钢结构防火涂料》，经国家防火建筑材料质量监督检验中心检验，检验结果见表1：

表1实施例与国家标准的主要性能指标比较表

		实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	国家标准
		实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	国家标准	初期干燥抗裂		无裂纹	无裂纹	无裂纹	无裂纹	无裂纹	无裂纹
粘结强度/MPa		0.40	0.49	0.45	0.42	0.37	≥0.04	初期干燥抗裂		无裂纹	无裂纹	无裂纹	无裂纹	无裂纹	无裂纹
粘结强度/MPa		0.40	0.49	0.45	0.42	0.37	≥0.04	耐火性能	涂层厚度/mm	25	23	25	25	26	25±2
耐火极限/min	145	132	136	128	150	≥120			涂层厚度/mm	25	23	25	25	26	25±2
耐火极限/min	145	132	136	128	150	≥120	防腐蚀性能及耐久性能		耐湿热性/h	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减2％	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减3％	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减3％	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减2％	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减2％	≥504涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减不大于35％
耐酸性/h	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减10％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减8％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减11％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减7％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减6％	≥360涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减不大于35％			耐湿热性/h	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减2％	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减3％	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减3％	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减2％	≥550涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减2％	≥504涂层无起层、脱落。附加耐火性能衰减不大于35％
耐酸性/h	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减10％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减8％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减11％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减7％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减6％	≥360涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减不大于35％		耐碱性/h	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减9％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减10％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减7％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减7％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减5％	≥360涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减不大于35％
耐盐雾腐蚀性/次	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减13％	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减15％	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减10％	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减10％	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减9％	≥30涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减不大于35％		耐碱性/h	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减9％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减10％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减7％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减7％	≥400涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减5％	≥360涂层无起层、脱落、开裂。附加耐火性能衰减不大于35％
耐盐雾腐蚀性/次	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减13％	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减15％	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减10％	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减10％	≥33涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减9％	≥30涂层无起泡、明显的变质、软化。附加耐火性能衰减不大于35％		耐曝热性/h	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减4％	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减3％	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减3％	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减2％	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减2％	≥720涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减不大于35％
耐冻融循环性/次	≥17涂层无开裂脱落、起泡。附加耐火性能衰减7％	≥17涂层无开裂脱落、起泡。附加耐火性能衰减10％	≥17涂层无开裂脱落、起泡。附加耐火性能衰减8％	≥17涂层无开裂脱落、起泡。附加耐火性能衰减9％	≥17涂层无开裂脱落、起泡。附加耐火性能衰减5％	≥15涂层无开裂脱落、起泡。附加耐火性能衰减不大于35％		耐曝热性/h	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减4％	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减3％	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减3％	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减2％	≥800涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减2％	≥720涂层无起层、脱落、空鼓、开裂。附加耐火性能衰减不大于35％

上述检验结果表明，本发明具有优异的防火防腐功能和耐久性。

综上所述，本发明的非膨胀型钢结构防火防腐涂料具有如下技术特点和有益效果：

1、本发明的非膨胀型钢结构防火防腐涂料采用高效无机防火隔热体系，其常温热导率仅约为0.008～0.02W/(m·K)，低于空气的热导率0.023W/(m·K)。防腐蚀体系则采用了物理和化学作用防腐蚀机理，且防火隔热体系和防腐蚀体系能有效协同配合，涂料的耐火性能和防腐蚀性能大大提高。

2、本发明组分多为无机化合物，特别是云母粉的使用，使得涂料耐久性能优良。

3、本发明的涂料以无机化合物为主，生产工艺简单，成本低廉，应用广泛。

具体实施方式

本发明的非膨胀型钢结构防火防腐涂料各实施例按重量份计的组分如表2所示。

表2实施例物料配比表

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	基料	60	55	50	57	52
膨胀蛭石	7	8	4	5	6	基料	60	55	50	57	52
膨胀蛭石	7	8	4	5	6	云母粉	8	10	9	12	11
空心漂珠	9	7	8	6	10	云母粉	8	10	9	12	11
空心漂珠	9	7	8	6	10	膨胀珍珠岩	13	10	15	11	12
三聚磷酸二氢铝	14	8	9	12	10	膨胀珍珠岩	13	10	15	11	12
三聚磷酸二氢铝	14	8	9	12	10	SiO₂改性偏硼酸钡	7	6	9	8.5	8
水	105	115	110	110	110	SiO₂改性偏硼酸钡	7	6	9	8.5	8

各实施例的制造方法及使用方法相同，均为在施工现场现配现用，即按上述表2的用量，将各组分在搅拌容器中拌合均匀即可。施工可采取喷涂或刮涂。视气温和施工方式的不同，如气温较高或采取喷涂施工时，水的用量可酌情增加；反之则减。为取得最佳的涂装效果，第一遍应该喷涂，厚度在4～5mm为宜，以后喷、刮均可，每遍厚度8～10mm，每遍施工间隔时间不少于24小时。

Claims

1.一种非膨胀型钢结构防火防腐涂料，其特征在于由如下重量份的组分组成：

基料 50～60

膨胀蛭石 4～8

云母粉 8～12

空心漂珠 6～10

膨胀珍珠岩 10～15

三聚磷酸二氢铝 8～14

SiO₂改性偏硼酸钡 6～9

水 105～115

2.如权利要求1所述的非膨胀型钢结构防火防腐涂料，其特征在于：所述的基料为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中的任意一种，或任意二至三种的混合物。

3.如权利要求1所述的非膨胀型钢结构防火防腐涂料，其特征在于：所述的膨胀蛭石直径为1～5mm，云母粉粒度为100～400目，空心漂珠粒度为40～120目，膨胀珍珠岩直径小于5mm。