專利名稱：一種新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑涂料及其制備方法，具體為一種新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的種類很多，按其材料形態(tài)可分為溶劑型、水溶型和粉末型，按涂層厚度又可分為厚型、薄型和超薄型，按防火機(jī)理可分為膨脹型和非膨脹型。溶劑型防火涂料會(huì)向環(huán)境排放可揮發(fā)性有機(jī)物(V0C)，既對(duì)人體有害也會(huì)污染環(huán)境，最終將被淘汰；而水溶型防火涂料的防火性能、理化性能都還有待提高；而粉末型防火涂料不含溶劑，具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)。超薄型防火涂料兼具防火功能和裝飾性，是防火涂料的發(fā)展方向。膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通常都是超薄型防火涂料，其膨脹型阻燃劑在遇高溫會(huì)迅速膨 脹發(fā)泡形成致密、多孔的隔熱碳層，能夠延緩或阻止熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，從而達(dá)到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)目的。 縱觀現(xiàn)有的超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，大都為季戊四醇、三聚氰胺、聚磷酸胺以及少量無(wú)機(jī)物等作為防火涂料的主要阻燃成分可分為，亦成為現(xiàn)有防火涂料的經(jīng)典阻燃體系。但這種體系由于有多種組分，存在分散性不好的缺點(diǎn)，而且高溫燃燒后的炭層存在不夠致密、粘結(jié)性能不夠好等缺點(diǎn)。此外，由于防火涂料中的基體樹脂均是有機(jī)物化合物，如常用的氨基樹脂、醇酸樹脂和丙烯酸樹脂等，這些有機(jī)化合物在光、熱、濕的環(huán)境下不可避免的會(huì)發(fā)生降解，從而導(dǎo)致涂料的耐候性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，提供可避免分散性不好的缺點(diǎn)，選用硅溶膠和苯丙乳液與阻燃劑配合使用經(jīng)高溫燃燒后的炭層結(jié)構(gòu)致密且與基體鋼材的粘結(jié)性能良好，并且阻燃劑和粘結(jié)劑分開獨(dú)立包裝，解決了有機(jī)溶劑帶來(lái)的VOC等環(huán)保問(wèn)題，同時(shí)大大節(jié)約了涂料的運(yùn)輸成本的一種新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下
一種新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該涂料包括下述重量份的原料阻燃劑35-90份、無(wú)機(jī)填料13-27份、粘結(jié)劑15-30份，其中阻燃劑為膨脹石墨和膨脹型阻燃劑的混合物，無(wú)機(jī)填料為鈦白粉、碳酸鈣和硅酸鋁纖維棉的混合物，粘結(jié)劑為硅溶膠和苯丙乳液的混合物。防火涂料中進(jìn)一步包括水。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配比的時(shí)候，需要加入適量重量份的水與本申請(qǐng)中的防火涂料進(jìn)行混合，然后制備成可涂刷的涂料。當(dāng)膨脹型阻燃劑為單組份膨脹阻燃劑阻燃劑一種物質(zhì)組成時(shí)，單組份膨脹阻燃劑在防火涂料中的重量份為35-90份。膨脹型阻燃劑為單組份膨脹阻燃劑這種單一組分的膨脹阻燃劑，替代了季戊四醇、三聚氰胺、聚磷酸胺等作為防火涂料的阻燃成分，避免了多組分的分散性不好的缺點(diǎn)。當(dāng)膨脹型阻燃劑為單組份膨脹阻燃劑與季戊四醇、聚磷酸銨、三聚氰胺和工業(yè)淀粉中的混合物混合組成時(shí)，單組份膨脹阻燃劑在防火涂料中的重量份為0-10份，季戊四醇的重量份為0-15份，聚磷酸銨為20-35份，三聚氰胺為10-20份，工業(yè)淀粉為0-10份；當(dāng)膨脹型阻燃劑為季戊四醇、聚磷酸銨、三聚氰胺和工業(yè)淀粉的混合物混合組成時(shí)，季戊四醇的重量份為0-15份，聚磷酸銨為20-35份，三聚氰胺為10-20份，工業(yè)淀粉為0-20 份。阻燃劑為35-90份，其中膨脹石墨的重量份為5-10份，膨脹型阻燃劑的重量份為30-80 份。無(wú)機(jī)填料的重量份以在防火涂料的總重量計(jì)為13-27份，其中鈦白粉為2-8份，碳酸鈣為8-12份，硅酸鋁纖維棉為3-7份。單組份膨脹阻燃劑的制備方法為將摩爾比為1:2. 5的雙季戊四醇和磷酸，按雙季戊四醇重量計(jì)為I %的氯化鈣作為催化劑混合均勻后，加熱至120-150°C，在反應(yīng)過(guò)程中 緩慢加入按磷酸質(zhì)量計(jì)為3-10%的五氧化磷，反應(yīng)I. 5-3小時(shí)，然后加入以含磷酸的摩爾比計(jì)為1:1. 5-1:2.5的三聚氰胺混合后，將該固體粉碎至小于200目的粉末，放入烘箱中，180°C下反應(yīng)3-6小時(shí)，即得磷酸酯三聚氰胺鹽類單組份膨脹阻燃劑。該阻燃劑使用后環(huán)保 母。新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，包括以下步驟①制備粉末涂料，將無(wú)機(jī)填料加入無(wú)重力攪拌機(jī)中混合均勻，再加入膨脹石墨和膨脹阻燃劑，混合均勻后裝袋；②制備粘結(jié)劑，將硅溶膠加入反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，然后加入苯丙乳液，加入的硅溶膠與苯丙乳液的比例以體積比計(jì)算為1:3-3:1，進(jìn)行混合攪拌40分鐘后裝桶；③在施工現(xiàn)場(chǎng)將粉末涂料和粘結(jié)劑混合，加入適量的水調(diào)制均勻即制成可用于噴涂或涂刷的膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。粘結(jié)劑中硅溶膠與苯丙乳液的體積比為1:3-3:1，選用硅溶膠和苯丙乳液與阻燃劑配合使用，可使經(jīng)高溫燃燒后的炭層結(jié)構(gòu)致密且與基體鋼材的粘結(jié)性能良好，并且阻燃劑和粘結(jié)劑分開獨(dú)立包裝，解決了有機(jī)溶劑帶來(lái)的VOC等環(huán)保問(wèn)題，同時(shí)大大節(jié)約了涂料的運(yùn)輸成本。由于本發(fā)明中單組份膨脹阻燃劑的制備過(guò)程中不添加任何溶劑，所以該防火涂料解決了有機(jī)溶劑帶來(lái)的VOC等環(huán)保問(wèn)題，同時(shí)大大節(jié)約了涂料的運(yùn)輸成本；并且，按照GB14907檢驗(yàn)，該涂料在涂層厚度為1.61-2. 68mm時(shí)的耐火極限時(shí)間達(dá)到70-140 min，在國(guó)內(nèi)同類涂料中處于領(lǐng)先地位，適用于工業(yè)廠房、體育館、高層等室內(nèi)需要鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的任何建筑。本發(fā)明的積極效果體現(xiàn)在
(一)、本發(fā)明所制得的防火涂料，按GB14907-94《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》的方法，經(jīng)測(cè)試本發(fā)明的超薄型膨脹鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的涂層超薄，耐火極限性能優(yōu)異，耐火時(shí)間長(zhǎng)。二、將成炭劑、發(fā)泡劑、以及成炭催化劑集中于一種單組份膨脹阻燃劑中，避免了以往的防火涂料多種阻燃組分難以分散的問(wèn)題。由于本發(fā)明中單組份膨脹阻燃劑的制備過(guò)程中不添加任何溶劑，因而既避免了已有技術(shù)使用有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的危害和對(duì)設(shè)備的腐蝕，又降低了能耗和生產(chǎn)成本，且工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。以單組份膨脹阻燃劑作為阻燃的主要成分，添加無(wú)機(jī)阻燃劑碳酸鈣配合使用，使得發(fā)泡后形成的炭化層厚度高，且炭層均勻、致密，強(qiáng)度高，與鋼結(jié)構(gòu)粘結(jié)能力很強(qiáng)，不會(huì)被火焰沖破或脫落，從而，使本發(fā)明具有很高的耐火性能。三、本發(fā)明制備防火涂料具有涂刷簡(jiǎn)便，防火性能優(yōu)異、發(fā)泡高度高和發(fā)泡強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，一般涂刷3-4遍，涂層厚度為I. 61-2. 68mm就可以達(dá)到很好的防火效果。四、本發(fā)明的新型超薄膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料將粉末涂料和粘結(jié)劑單獨(dú)包裝，在施工現(xiàn)場(chǎng)將粉末涂料和粘結(jié)劑按比例混合，加適量的水調(diào)制均勻后涂刷或噴涂即可，大大節(jié)約了涂料的運(yùn)輸成本。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。實(shí)施例I :
制備單組份膨脹阻燃劑將摩爾比為1:2.5的雙季戊四醇和磷酸，按雙季戊四醇重量計(jì)為I %的氯化鈣作為催化劑混合均勻后，加熱至120-150°C，在反應(yīng)過(guò)程中緩慢加入按磷酸質(zhì)量計(jì)為3-10%的五氧化磷，反應(yīng)I. 5-3小時(shí)，然后加入以含磷酸的摩爾比計(jì)為1:1. 5-1:2. 5的三聚氰胺混合后，將該固體粉碎至小于200目的粉末，放入烘箱中，180°C下反應(yīng)3-6小時(shí)，即得磷酸酯三聚氰胺鹽類單組份膨脹阻燃劑，該阻燃劑使用后環(huán)保無(wú)毒。將無(wú)機(jī)填料的重量份按13-27份加入無(wú)重力攪拌機(jī)中混合均勻，再加入膨脹石墨5-10份、膨脹阻燃劑30-80份，混合均勻后裝袋；將硅溶膠加入反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，然后加入苯丙乳液，加入的比例以體積比計(jì)算為1:3-3:1，進(jìn)行混合攪拌40分鐘后裝桶；在施工現(xiàn)場(chǎng)將粉末涂料和粘結(jié)劑按比例混合，加入適量的水調(diào)制均勻即制成可用于噴涂或涂刷的膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。經(jīng)國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心按照GB14907檢驗(yàn),檢測(cè)結(jié)果見表I :
表I : 膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)性能
權(quán)利要求
1.一種新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于該涂料包括下述重量份的原料阻燃劑35-90份、無(wú)機(jī)填料13-27份、粘結(jié)劑15-30份，其中阻燃劑為膨脹石墨和膨脹型阻燃劑的混合物，無(wú)機(jī)填料為鈦白粉、碳酸鈣和硅酸鋁纖維棉的混合物，粘結(jié)劑為硅溶膠和苯丙乳液的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于所述的膨脹型阻燃劑為單組份膨脹阻燃劑阻燃劑或單組份膨脹阻燃劑與聚磷酸銨、三聚氰胺和工業(yè)淀粉中的混合物混合組成，或由聚磷酸銨、三聚氰胺和工業(yè)淀粉的混合物混合組成，或單組份膨脹阻燃劑與聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺和工業(yè)淀粉的混合物混合組成，或由聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺和工業(yè)淀粉的混合物混合組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于所述的阻燃劑為35-90份，其中膨脹石墨的重量份為5-10份，膨脹型阻燃劑的重量份為30-80份。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于所述的無(wú)機(jī)填料的重量份，以在防火涂料的總重量計(jì)為13-27份，其中鈦白粉為2-8份，碳酸鈣為8-12份，硅酸鋁纖維棉為3-7份。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于所述的粘結(jié)劑中硅溶膠與苯丙乳液的體積比為1:3-3:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于所述的單組份膨脹阻燃劑的制備方法為將摩爾比為1:2.5的雙季戊四醇和磷酸，按雙季戊四醇重量計(jì)為I %的氯化鈣作為催化劑混合均勻后，加熱至120-150°C，在反應(yīng)過(guò)程中緩慢加入按磷酸質(zhì)量計(jì)為3-10%的五氧化磷，反應(yīng)I. 5-3小時(shí)，然后加入以含磷酸的摩爾比計(jì)為1:1.5-1:2.5的三聚氰胺混合后，將該固體粉碎至小于200目的粉末，放入烘箱中，180°C下反應(yīng)3-6小時(shí)，即得磷酸酯三聚氰胺鹽類單組份膨脹阻燃劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于所述的防火涂料進(jìn)一步包括水。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟①制備粉末涂料，將無(wú)機(jī)填料加入無(wú)重力攪拌機(jī)中混合均勻，再加入膨脹石墨和膨脹阻燃劑，混合均勻后裝袋； ②制備粘結(jié)劑，將硅溶膠加入反應(yīng)釜中進(jìn)行攪拌，然后加入苯丙乳液，加入的硅溶膠與苯丙乳液的比例以體積比計(jì)算為1:3-3:1，進(jìn)行混合攪拌40分鐘后裝桶； ③在施工現(xiàn)場(chǎng)將粉末涂料和粘結(jié)劑混合，加入適量的水調(diào)制均勻即制成可用于噴涂或涂刷的膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建筑涂料及其制備方法，具體為一種新型膨脹型粉末鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法。該涂料包括下述重量份的原料阻燃劑35-90份、無(wú)機(jī)填料13-27份、粘結(jié)劑15-30份，其中阻燃劑為膨脹石墨和膨脹型阻燃劑的混合物，無(wú)機(jī)填料為鈦白粉、碳酸鈣和硅酸鋁纖維棉的混合物，粘結(jié)劑為硅溶膠和苯丙乳液的混合物。本發(fā)明所制得的防火涂料，耐火極限性能優(yōu)異，耐火時(shí)間長(zhǎng)。本申請(qǐng)中將成炭劑、發(fā)泡劑、以及成炭催化劑集中于一種單組份膨脹阻燃劑中，避免了以往的防火涂料多種阻燃組分難以分散的問(wèn)題。本產(chǎn)品與鋼結(jié)構(gòu)粘結(jié)能力很強(qiáng)，不會(huì)被火焰沖破或脫落，具有很高的耐火性能。
文檔編號(hào)C09D5/03GK102719119SQ20121019720
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者葉詩(shī)茂, 尹朝露, 張帆, 張翔 申請(qǐng)人:公安部四川消防研究所