專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于防火涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
背景技術(shù)：
：眾所周知，在鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
，涂料的防火性能往往與其涂覆的厚度直接相關(guān)，尤其是對(duì)于同一涂料。一般而言，涂覆層厚的都比薄的防火性能要好。但在達(dá)到一定的防火要求的前提下，厚涂型的防火涂料無(wú)疑耗費(fèi)的涂料量多，成本高，且涂覆次數(shù)多，工期長(zhǎng)，工序繁瑣或流延性不好，致使涂層的外表面裝飾效果差。因而這種厚涂型的防火涂料現(xiàn)已被后續(xù)研發(fā)出現(xiàn)的薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，尤其是超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料所替代。超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要以溶劑型為主，其涂層薄(厚度只有1.53mm)，外表面裝飾效果好，涂層遇火不僅會(huì)發(fā)泡膨脹形成致密、強(qiáng)度高的防火隔熱層且膨脹率較高，可以形成40100mm的炭化層，為原來(lái)涂層的數(shù)十倍，該防火隔熱層極大地延緩了被保護(hù)鋼材的溫升，提高了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限，使耐火極限達(dá)到0.53h(根據(jù)所涂覆的厚度增加而增加)，因而與現(xiàn)有的厚涂型和薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比，具有品種粒度細(xì)、涂料層薄、施工方便、裝飾性好的優(yōu)點(diǎn)，其性能也遠(yuǎn)勝于厚涂型和薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料?，F(xiàn)有超薄膨脹型防火涂料主要由基料樹(shù)脂、成炭催化劑、成炭劑、發(fā)泡劑等材料組成。其中基料樹(shù)脂有使用單一樹(shù)脂的，如瞿金清等公開(kāi)的使用丙烯酸樹(shù)脂作為防火涂料的基料(鋼結(jié)構(gòu)用芮烯酸改性醇酸樹(shù)脂涂料的研制[J]，涂料與涂裝2000(76):24-25)。又如覃文清等公開(kāi)的采用丙烯酸改性醇酸樹(shù)脂作為基料(鋼結(jié)構(gòu)防火、防腐雙功能涂料的研究[J]，涂料工業(yè)，2008(38):78-81)。還有釆用丙烯酸樹(shù)脂，醇酸樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，聚氨酯中的一種或者兩種混合作為防火涂料的基料樹(shù)脂的(霍海鳳，張愛(ài)黎，熊開(kāi)林。丙烯酸樹(shù)脂用作超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料基料的研究[J],有色礦冶，2007.(23):34-37)。使用單一的醇酸樹(shù)脂作為基料時(shí)，雖然涂層的膨脹效果很好，但干燥和固化相當(dāng)慢，在常溫下更是如此；同時(shí)，其涂膜的硬度低、耐水性和耐候性較差，生成的碳層強(qiáng)度不夠，涂層與底層的粘附力也不行。使用單一的丙烯酸樹(shù)脂作為防火涂料的基料時(shí)，雖碳層結(jié)構(gòu)密實(shí)，但膨脹高度不夠，其次丙烯酸樹(shù)脂粘度較大，涂刷比較困難。而聚氨酯樹(shù)脂雖具有硬度高，附著力強(qiáng)，耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但耐水性和光澤性差。而現(xiàn)有超薄型防火涂料都屬于磷-氮型，其主要阻燃成分大都為季戊四醇、三聚氰胺、聚磷酸胺以及少量無(wú)機(jī)物等直接添加構(gòu)成。這種構(gòu)成已成為防火涂料的經(jīng)典阻燃體系。但由于這種體系使用的阻燃劑由多組分直接添加構(gòu)成，因而在混合時(shí)存在分散性不好的缺點(diǎn)，除此之外，還存在高溫燃燒后的炭層不夠致密、粘結(jié)性能也不夠好等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有磷-氮超薄膨脹型防火涂料存在的缺陷，提供一種新的磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。本發(fā)明提供的磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其組成按重量份計(jì)為由改性丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂和醇酸樹(shù)脂組成的基料樹(shù)脂4075份，優(yōu)選5068份，膨脹阻燃劑5070份，優(yōu)選6170份，鈦白粉812份，碳酸鈣812份，由二甲苯和醋酸丁酯組成的混合溶劑1835份，其中基料樹(shù)脂所用的改性丙烯酸樹(shù)脂為2035份，優(yōu)選25~33份；聚氨酯樹(shù)脂為1020份，優(yōu)選1218份；醇酸樹(shù)脂為1020份，優(yōu)選1317份；其中混合溶劑所用的二甲苯為1020份，醋酸丁酯為815份。本發(fā)明提供的防火涂料中所用的膨脹阻燃劑(SCF101)是本申請(qǐng)人自行研制的方法制備的，見(jiàn)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00710050105.8的"干法制備磷(硼)酸三聚氰胺鹽阻燃劑的方法"。本發(fā)明提供的防火涂料中所用的改性丙烯酸樹(shù)脂為醇酸樹(shù)脂改性的丙烯酸樹(shù)脂，其改性方法為按重量份計(jì)，在20份丙烯酸樹(shù)脂中加入2份己二異氰酸酯和3份二甲苯，攪拌均勻后，加入3份醇酸樹(shù)脂攪拌至澄清溶液為止。由于本發(fā)明基料樹(shù)脂是由多種樹(shù)脂混合構(gòu)成，且其中含有的醇酸樹(shù)脂不僅分子量低，成膜性能好，能使涂膜具有非常高光澤，易于施工和與氧氣交聯(lián)使其自干的特性，還可以作為阻燃碳源為膨脹成碳提供幫助；而其中含有的醇酸樹(shù)脂改性的丙烯酸樹(shù)脂不僅保留了丙烯酸樹(shù)脂原有的色淺、耐候、耐光、耐熱，耐腐蝕性好、保色保光性強(qiáng)等特點(diǎn)，還賦予了快干的特性，并改善了丙烯酸樹(shù)脂涂刷比較困難的問(wèn)題，使之與醇酸樹(shù)脂的相容性更好；而其中含有的聚氨酯樹(shù)脂不僅可保留其原有的硬度高，附著力強(qiáng)，耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，而且其還能與醇酸樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，可賦予涂層更好的硬度和附著力；因而它們除了能為本涂料形成的涂層提供各自具有的優(yōu)異特性，還能發(fā)揮協(xié)同作用，同時(shí)也避免了單獨(dú)使用丙烯酸改性醇酸樹(shù)脂做基料時(shí)受火后部分涂層脫落的現(xiàn)象。其次，由于本發(fā)明用已將成炭劑、發(fā)泡劑、以及成炭催化劑集于一體的膨脹阻燃劑替代季戊四醇、三聚氰胺、聚磷酸胺等作為防火涂料的阻燃成分，一方面避免了多組分阻燃劑分散性不好的缺點(diǎn)，另一方面該膨脹阻燃劑在高溫受熱條件下，能夠熱分解生成磷酸或者聚磷酸之類(lèi)的化合物，聚磷酸屬于一種強(qiáng)脫水劑，與阻燃劑成分中的多羥基成分反應(yīng)形成炭化層，與此同時(shí)阻燃劑成分中的胺基成分會(huì)釋放出大量的不燃性氣體，促使炭化層形成海綿狀多孔結(jié)構(gòu)，因而在涂層厚度1.61-3.00mm，其耐火極限可達(dá)到70-191min。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，還具有流動(dòng)性能好，施工方便，可適用于工業(yè)廠(chǎng)房、體育館、高層等鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行防火保護(hù)。為了考察本發(fā)明提供的磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的相關(guān)性能，本發(fā)明將所制備的該防火涂料按GB14907-94《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》所規(guī)定的方法，做了測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表。本發(fā)明的超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實(shí)施方式下面給出實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，有必要指出的是以下實(shí)施例不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本
發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明所作的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外，還值得說(shuō)明的是，以下各實(shí)施例所用份數(shù)均為重量份。實(shí)施例1先將25份改性丙烯酸樹(shù)脂和16.5份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由11份二甲苯和12.5份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入15份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入51、份膨脹阻燃劑、11.5份鈦白粉、9份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10min后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為1.83咖時(shí)，測(cè)得的耐火極限為98min。實(shí)施例2先將27份改性丙烯酸樹(shù)脂和18份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由10份二甲苯和11份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入17份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入63份膨脹阻燃劑、12份鈦白粉、IO份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10min后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為2.43mm時(shí)，測(cè)得的耐火極限為134min。實(shí)施例3先將33份改性丙烯酸樹(shù)脂和17份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由16份二甲苯和12份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入18份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入67份膨脹阻燃劑、8份鈦白粉、ll份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10min后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為2.21mm時(shí)，測(cè)得的耐火極限為121min。實(shí)施例4先將20份改性丙烯酸樹(shù)脂和10份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由15份二甲苯和10份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入10份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入53份膨脹阻燃劑、9份鈦白粉、8.5份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10min后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為2.30mm時(shí)，測(cè)得的耐火極限為124min。實(shí)施例5先將26份改性丙烯酸樹(shù)脂和10份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由13.5份二甲苯和8份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入14份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入58份膨脹阻燃劑、IO份鈦白粉、8.5份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10min后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為1.61mm時(shí)，測(cè)得的耐火極限為70min。實(shí)施例6先將35份改性丙烯酸樹(shù)脂和20份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由16份二甲苯和14份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入20份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入65份膨脹阻燃劑、IO份鈦白粉、ll份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10min后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為2.13mm時(shí)，測(cè)得的耐火極限為108min。實(shí)施例7先將33份改性丙烯酸樹(shù)脂和15份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由18份二甲苯和13份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入18份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入61份膨脹阻燃劑、IO份鈦白粉、12.份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10min后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為2.35mm時(shí)，測(cè)得的耐火極限為130min。實(shí)施例8先將30份改性丙烯酸樹(shù)脂和13份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由20份二甲苯和15份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入12份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入70份膨脹阻燃劑、9.5份鈦白粉、8份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10min后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為2.68咖時(shí)，測(cè)得的耐火極限為140min。實(shí)施例9先將28份改性丙烯酸樹(shù)脂和16份醇酸樹(shù)脂完全溶解于由16份二甲苯和12份醋酸丁酯組成的混合溶劑中，然后加入15份聚氨酯樹(shù)脂，攪拌至溶解，再加入68份膨脹阻燃劑、IO份鈦白粉、IO份碳酸鈣，并將該混合物在高速分散機(jī)中分散10miri后，轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)研磨至涂料細(xì)度為50-80u即可。用該涂料涂覆的涂層厚度為3.OOmm時(shí)，測(cè)得的耐火極限為191min。權(quán)利要求1、一種磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其組成按重量份計(jì)為由改性丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂和醇酸樹(shù)脂組成的基料樹(shù)脂40～75份，膨脹阻燃劑50～70份，鈦白粉8～12份，碳酸鈣8～12份，由二甲苯和醋酸丁酯組成的混合溶劑18～35份，其中基料樹(shù)脂所用的改性丙烯酸樹(shù)脂為20～35份，聚氨酯樹(shù)脂為10～20份，醇酸樹(shù)脂為10～20份，其中混合溶劑所用的二甲苯為10～20份，醋酸丁酯為8～15份。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料組成中由改性丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂和醇酸樹(shù)脂組成的基料樹(shù)脂為5068份，其中改性丙烯酸樹(shù)脂為2533份，聚氨酯樹(shù)脂為1218份，醇酸樹(shù)脂為1317份。3、根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料組成中由改性丙烯酸樹(shù)脂為醇酸樹(shù)脂改性的丙烯酸樹(shù)脂。4、根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的磷-氮膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料組成中膨脹阻燃劑6170份。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料組成中膨脹阻燃劑6170份。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)的一種磷-氮超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其組成按重量份計(jì)為由改性丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂和醇酸樹(shù)脂組成的基料樹(shù)脂40～75份，膨脹阻燃劑50～70份，鈦白粉8～12份，碳酸鈣8～12份，由二甲苯和醋酸丁酯組成的混合溶劑18～35份。由于本發(fā)明基料樹(shù)脂是由多種樹(shù)脂混合構(gòu)成，且使用的膨脹阻燃劑又是集成炭劑、發(fā)泡劑、以及成炭催化劑于一體的物質(zhì)，因而該涂料不僅流動(dòng)性能好，施工方便，形成的涂層薄，而且附著力強(qiáng)，硬度高，發(fā)泡后所形成的炭化層厚度高，炭層均勻、致密，強(qiáng)度高，與鋼結(jié)構(gòu)粘結(jié)能力強(qiáng)，不會(huì)被火焰沖破或脫落，耐火極限性能優(yōu)異，可用于工業(yè)廠(chǎng)房、體育館、高層等鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火保護(hù)。文檔編號(hào)C09D175/04GK101418158SQ200810046370公開(kāi)日2009年4月29日申請(qǐng)日期2008年10月24日優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日發(fā)明者葉詩(shī)茂,勇唐,帆張,翔張,毛朝君申請(qǐng)人:公安部四川消防研究所