一种水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，所述防火涂料通过采用环氧乳液、氯偏乳液和有机硅改性苯丙乳液按照特定质量比例组成的混合水性乳液作为基体乳液的基础上，还添加聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、颜填料、增固剂、防锈剂、防裂剂、增稠剂和水作为原料组分，使得制备得到的所述水性超薄型钢结构防火涂料具有优良的阻燃性能，隔热性能强，耐火性能优异，对环境污染小，并且本发明专利技术所述水性超薄型钢结构防火涂料用于钢结构中与基体的粘接性强，综合性能好。本发明专利技术所述水性超薄型钢结构防火涂料为可用于室内外薄型钢结构的防火涂料，符合GB14907‑2002《钢结构防火涂料通用技术条件》标准，耐火极限达2h‑2.5h。

【技术实现步骤摘要】
一种水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法
本专利技术属于防火涂料
，具体涉及一种水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。
技术介绍
钢结构作为建筑结构的一种形式，以其强度高、质量轻，并有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特点，在建筑业中得到广泛应用。但是由于钢结构自身不燃，钢结构的防火隔热保护问题曾一度被人们忽视。根据国内外有关资料报道及有关机构的试验和统计数字表明，钢结构建筑的耐火性能较砖石结构和钢筋混凝土结构差。钢材的机械强度随温度的升高而降低，在500℃左右，其强度下降到40％-50％，钢材的力学性能，诸如屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等都迅速下降，很快失去支撑能力，导致建筑物垮塌。因此，对钢结构进行保护势在必行，钢结构防火涂料刷涂或喷涂在钢结构表面，可起到防火隔热作用，防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌。钢结构防火涂料按厚度分为厚型、薄型、超薄型钢结构防火涂料；按使用的溶剂分为溶剂型、水性和粉末状钢结构防火涂料，超薄型钢结构防火涂料由于质量比较轻、占据空间小、防火效率高、具有装饰性等特点，在钢结构火灾防护中得到广泛的应用。然而，现有的超薄型钢结构防火涂料多数为以有机溶剂为分散介质的溶剂型涂料，不仅阻燃性、耐火性和隔热性能欠佳，有机挥发物释放量大，对环境污染严重。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种阻燃性好、隔热性强、耐火性能优异、对环境污染小的水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。所述水性超薄型钢结构防火涂料为可用于室内外薄型钢结构的防火涂料，用于钢结构中与基体的粘接性强，综合性能好，符合GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》标准，耐火极限达2h-2.5h。本专利技术所采用的技术方案为：一种水性超薄型钢结构防火涂料，原料组分包括：环氧乳液、氯偏乳液和有机硅改性苯丙乳液按照质量比1:6-8:10-12组成的混合水性乳液，15-30重量份；聚磷酸铵，20-40重量份；三聚氰胺，10-20重量份；季戊四醇，10-20重量份；颜填料，10-30重量份；增固剂，1-4重量份；防锈剂，0.5-2重量份；防裂剂，5-10重量份；增稠剂，1-3重量份；水，15-45重量份。所述混合水性乳液的粘度为500-2000MPa·s，所述混合水性乳液的固含量为46-48wt％。所述有机硅改性苯丙乳液采用如下方法制备：(S1)按照质量比4.5:1-6:1分别称取去离子水和叔丁醇并进行充分混合均匀，即得混合溶剂；(S2)按照质量比35-45:45-55:1-3:10-15:1-3依次称取苯乙烯、丙烯酸异辛酯、硅酸乙酯、有机硅单体及阴离子开环聚合乳液并进行充分混合均匀，得到第一溶液体系，将所述第一溶液体系加入到步骤(S1)所述的混合溶剂中，所述第一溶液体系与所述混合溶剂的质量比为1:1.8-1.2，充分混合均匀，在搅拌条件下进行加热至80-90℃保温2-3h，即得第二溶液体系；其中，所述阴离子开环聚合乳液是指环硅氧烷在阴离子催化剂存在下进行开环乳液聚合合成的乳液；(S3)按照质量比1-3:1-3:1-2依次称取乙烯基硅油、二氧化硅气凝胶和二甲基甲酰胺并进行充分混合均匀，得到混合物料，将所述混合物料加入到步骤(S2)第二溶液体系中，所述混合物料与所述第二溶液体系的质量比为1:55-1:65，充分混合均匀，得到第三溶液体系；(S4)将所述第三溶液体系温度控制在60-65℃，之后向所述第三溶液体系中滴加过硫酸钾，所述过硫酸钾的质量占所述第三溶液体系质量的0.2-0.3wt％，滴加结束后，冷却至室温，用氨水调节pH至中性，即得所述有机硅改性苯丙乳液。所述聚磷酸铵为聚合度1000的聚磷酸铵和聚合度30-100的聚磷酸铵按照质量比1:1-2:1组成的混合物。所述颜填料为钛白粉、滑石粉、云母粉按照质量比1-3:1:1组成的混合物。所述增固剂为硼酸锌、氟硼酸钾、氟硼酸钠中的一种或几种的混合物。所述防锈剂为亚硝酸钠。所述防裂剂为水镁石纤维、海泡石纤维、硅酸铝纤维、玻璃纤维中的一种或几种的混合物。所述增稠剂为钠基膨润土。一种制备所述水性超薄型钢结构防火涂料的方法，包括如下步骤：(1)按照所述重量份分别取聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、颜填料、增固剂、防锈剂、防裂剂、增稠剂和水，充分混合均匀，得到混合物料；(2)向步骤(1)所述混合物料中加入所述混合水性乳液，搅拌条件下进行充分混合均匀，即得所述水性超薄型钢结构防火涂料。本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的水性超薄型钢结构防火涂料，通过采用环氧乳液、氯偏乳液和有机硅改性苯丙乳液按照特定质量比例组成的混合水性乳液作为基体乳液的基础上，还添加聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、颜填料、增固剂、防锈剂、防裂剂、增稠剂和水作为原料组分，使得制备得到的所述水性超薄型钢结构防火涂料具有优良的阻燃性能，隔热性能强，耐火性能优异，对环境污染小，并且本专利技术所述水性超薄型钢结构防火涂料用于钢结构中与基体的粘接性强，综合性能好。经检测，本专利技术所述水性超薄型钢结构防火涂料为可用于室内外薄型钢结构的防火涂料，符合GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》标准，耐火极限达2h-2.5h。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。下面实施例中以1重量份代表1g。实施例1本实施例提供一种水性超薄型钢结构防火涂料，原料组分包括：环氧乳液、氯偏乳液和有机硅改性苯丙乳液按照质量比1:6:10组成的混合水性乳液(粘度为500MPa·s，固含量为46wt％)，15重量份；聚合度1000的聚磷酸铵和聚合度30的聚磷酸铵按照质量比1:1组成的混合物，40重量份；三聚氰胺，10重量份；季戊四醇，20重量份；钛白粉、滑石粉、云母粉按照质量比1:1:1组成的混合物，10重量份；硼酸锌，4重量份；亚硝酸钠，0.5重量份；硅酸铝纤维，10重量份；钠基膨润土，1重量份；水，45重量份。其中，所述有机硅改性苯丙乳液采用如下方法制备：(S1)按照质量比4.5:1分别称取去离子水和叔丁醇并进行充分混合均匀，即得混合溶剂；(S2)按照质量比35:45:1:10:1依次称取苯乙烯、丙烯酸异辛酯、硅酸乙酯、有机硅单体及阴离子开环聚合乳液并进行充分混合均匀，得到第一溶液体系，将所述第一溶液体系加入到步骤(S1)所述的混合溶剂中，所述第一溶液体系与所述混合溶剂的质量比为1:1.8，充分混合均匀，在搅拌条件下进行加热至80℃保温3h，即得第二溶液体系；(S3)按照质量比1:1:1依次称取乙烯基硅油、二氧化硅气凝胶和二甲基甲酰胺并进行充分混合均匀，得到混合物料，将所述混合物料加入到步骤(S2)第二溶液体系中，所述混合物料与所述第二溶液体系的质量比为1:55，充分混合均匀，得到第三溶液体系；(S4)将所述第三溶液体系温度控制在60℃，之后向所述第三溶液体系中滴加过硫酸钾，所述过硫酸钾的质量占所述第三溶液体系质量的0.2wt％，滴加结束后，冷却至室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，原料组分包括：环氧乳液、氯偏乳液和有机硅改性苯丙乳液按照质量比1:6‑8:10‑12组成的混合水性乳液，15‑30重量份；聚磷酸铵，20‑40重量份；三聚氰胺，10‑20重量份；季戊四醇，10‑20重量份；颜填料，10‑30重量份；增固剂，1‑4重量份；防锈剂，0.5‑2重量份；防裂剂，5‑10重量份；增稠剂，1‑3重量份；水，15‑45重量份。

【技术特征摘要】
1.一种水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，原料组分包括：环氧乳液、氯偏乳液和有机硅改性苯丙乳液按照质量比1:6-8:10-12组成的混合水性乳液，15-30重量份；聚磷酸铵，20-40重量份；三聚氰胺，10-20重量份；季戊四醇，10-20重量份；颜填料，10-30重量份；增固剂，1-4重量份；防锈剂，0.5-2重量份；防裂剂，5-10重量份；增稠剂，1-3重量份；水，15-45重量份。2.根据权利要求1所述的水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，所述混合水性乳液的粘度为500-2000MPa·s，所述混合水性乳液的固含量为46-48wt％。3.根据权利要求1所述的水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，所述有机硅改性苯丙乳液采用如下方法制备：(S1)按照质量比4.5:1-6:1分别称取去离子水和叔丁醇并进行充分混合均匀，即得混合溶剂；(S2)按照质量比35-45:45-55:1-3:10-15:1-3依次称取苯乙烯、丙烯酸异辛酯、硅酸乙酯、有机硅单体及阴离子开环聚合乳液并进行充分混合均匀，得到第一溶液体系，将所述第一溶液体系加入到步骤(S1)所述的混合溶剂中，所述第一溶液体系与所述混合溶剂的质量比为1:1.8-1.2，充分混合均匀，在搅拌条件下进行加热至80-90℃保温2-3h，即得第二溶液体系；(S3)按照质量比1-3:1-3:1-2依次称取乙烯基硅油、二氧化硅气凝胶和二甲基甲酰胺并进行充分混合均匀，得到混合物料，将所述混合物料加入到步骤(S2)第二溶液体系中，所述混合物料与所述第二溶液体系的质量比为1:55-1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宝惠，朱清革，李志新，
申请(专利权)人：北京昊天防火材料厂，
类型：发明
国别省市：北京,11