一种石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法，其特征是：石膏、高炉矿渣与硅酸盐水泥熟料混合组成石膏矿渣水泥；丙烯酸防水弹性乳液、苯丙乳液、氯偏乳液、云母粉、钛白粉、铁红粉、氨水、羟乙基纤维素醚、分散剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂和水混合组成A组分，A组分与石膏矿渣水泥混合制成耐火型钢结构防腐底漆；膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、胶粉、羟乙基纤维素醚和石膏矿渣水泥混合组成厚型钢结构防火保温涂料；经钢结构表面清洁处理、涂覆耐火型钢结构防腐底漆、打磨、涂覆厚型钢结构防火涂料，即制得。本发明专利技术综合成本低，环境友好，可以广泛用于各种钢结构的防火、防腐、保温节能。

Method for preparing plaster, slag cement base thick steel structure, fireproof, anticorrosion and thermal insulation integrated coating

The invention discloses a preparation method of gypsum slag cement based thick fireproof steel structure, corrosion resistance, thermal insulation coating, which is characterized in that the blast furnace slag, gypsum and gypsum mixture of Portland cement clinker slag cement; waterproof acrylic elastic emulsion, styrene acrylic emulsion, metachloride emulsion, mica powder, titanium dioxide, iron red, ammonia, hydroxyethyl cellulose, dispersing agent, defoaming agent, preservative, film-forming agent and water mixture composed of A component, A component and gypsum slag cement mixture made of refractory type steel structure anticorrosion primer; expanded vermiculite, expanded perlite, powder, hydroxyethyl cellulose ether and gypsum slag cement mixed with thick fireproof steel structure steel structure with insulation coating; surface cleaning, coating type steel structure anticorrosion primer, polishing, coating thickness of fireproof coating for steel structure, is prepared. The invention has the advantages of low comprehensive cost and friendly environment, and can be widely used for fireproofing, anticorrosion, heat preservation and energy saving of various steel structures.

【技术实现步骤摘要】
一种石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法
本专利技术属于防火、防腐、保温一体化涂层的制备，涉及一种石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法。本专利技术制备的涂层集防火、防腐、保温于一体，既有优越的耐火隔热性能，又兼具防腐防锈功能，保温节能，且环境友好，综合成本低，可以广泛的应用于各种钢结构的防火、防腐、保温节能。
技术介绍
钢结构作为现代建筑的主要形式，因具有质量轻、强度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工业化程度高，空间利用率大，可增大房屋使用面积达6％，节省投资等特点而被大量应用；使用节能墙体材料的节能效果显著，并具有优良的抗震和抗风性能(日本和台湾大地震中未倒得全是H型钢结构建筑)；钢结构优良的性能更是现在3D打印建筑设计和制造的王牌材料，由于我国钢铁产能过剩，钢材价格极低，又为钢结构提供了可靠的来源，钢结构材料的使用引起了政府和行业高度重视，对新型绿色建筑的发展和消化钢铁过剩产能意义重大。但是，钢材作为建筑材料又存在一些难以避免的缺陷，钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右，这一时间的长短还与构件吸热的速度有关，因而在钢结构建筑中一般会使用防火涂料；金属腐蚀会带来巨大的经济损失，其中有30％的钢材由于腐蚀而浪费了，因而要求钢结构必须涂刷防腐涂料；钢结构防火涂料是施涂于建筑物及构筑物的钢结构表面，能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。根据GB14907-2002《钢结构防火涂料》按涂料的厚度进行分类，分为厚型、薄型和超薄型。其中，厚型钢结构防火涂料使用厚度是大于7mm且小于或等于45mm，一般用于耐火极限大于2小时的建筑中，主要成分为无机绝热材料，遇火不膨胀，其利用材料自身的不然性、低传热性以及材料分解是的吸热性，延缓钢材温度的上升，避免钢结构的物理力学性能遭到破坏，从而保护钢结构建筑。目前，国内外对于厚型钢结构防火涂料的研究主要集中在以下四种：碱金属硅酸盐类涂料、硅溶胶类涂料、磷酸盐类涂料、水泥类涂料。钢结构防腐涂料分为溶剂型和水分散型。目前，钢结构表面防腐防护以溶剂型为主，溶剂型防腐涂料主要使用环氧树脂、聚氨酯树脂、含氯类聚台物、酚醛树脂等成为成膜基料，国内外对水性防腐蚀涂料的树脂基料的研究主要集中于水性含硅、氟聚合物、水性环氧树脂以及水性聚氨酯树脂等，这些树脂虽然具有良好的防腐性能，但存在以下不足：(1)无论是油性树脂还是水性树脂耐热性都差，在高温下易软化；其中相对耐火性能较高的树脂如环氧树脂，当温度达到180～200℃就会软化，发生热氧化分解，290℃以上是，环氧固化产物主链会断裂，酚醛树脂只能耐250℃的温度，一旦超过就会软化、脱落，一般遇到火灾时，货场热量透过防火层传到钢结构面漆表面的温度可达400～500℃，使用这些树脂的防腐涂料都无法承受如此高温而软化，导致防火层从防火层与防腐层粘结的界面脱落，致使大火直接面对钢结构，造成防火失效，严重威胁人们的生命财产安全；(2)溶剂型防腐涂料因含有大量的有机溶剂，溶剂在施工和干燥的过程中大都挥发出来，这不仅严重污染了环境和危害了人们健康，同时还对资源造成了极大浪费；(3)树脂成本高；环氧树脂、聚氨酯树脂等的成本价高，使用受到限制。石膏制品具有质轻、隔音隔热性能好、尺寸稳定性好、防火性能优良、环保节能和价格低廉等特点，现已经广泛用作建筑材料。石膏制品遇火后具有不燃、隔热、隔火、无可燃挥发气体的特点，主要在于：①石膏是非燃烧材料；②石膏制品由于具有微孔结构，因而导热系数很低(包括石膏相变后的产物)；③石膏含有20％左右的结晶水，在发生火灾时，石膏受热会放出结晶水，产生相转变，这个过程具有吸热效应，可对火焰产生破坏作用，1kg烧石膏制成品在火中能消耗1.25×106J的热量，只要石膏里所含的水分没有全部释放和蒸发玩，石膏制品的温度就不会超过140℃；④在石膏脱水后，石膏的转变产物烧石膏或硬石膏仍是一道隔火屏障，它们的导热系数很低，因为空气代替了石膏的结晶水而进入制品中；⑤石膏受热后放出的结晶水不助燃，并最初在石膏制品表面形成水膜，具有阻隔空气的作用，因此石膏是一种优质防火材料，但是，石膏胶凝材料本身存在高温煅烧后强度损失大、耐水性能差两大急需解决的难题。现有技术中，尚未见同时兼顾防火、防腐、保温功能的厚型钢结构涂料的报道，相关国家标准、行业标准也没有制定。公开号为CN1948404A提供的“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，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，该涂料是一种用于钢结构防火防腐保护的非膨胀型双功能涂料，但是这种涂料的防腐、防水效果差，原因是采用了大量的膨胀蛭石和空心漂珠，涂料体系间的孔隙多，水分和空气容易进入和穿过涂层，引起钢结构析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生，无法有效防腐和防水。由于钢结构防腐防火存在许多难题，主要是两者不能兼顾的问题，要制备同时具有优越防腐和防火功能的防腐防火涂料非常困难。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法。本专利技术提供一种乳液--石膏矿渣水泥--膨胀蛭石--膨胀珍珠岩基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法，该方法以乳液、石膏矿渣水泥为胶凝成膜材料，配以填料、助剂等制备耐火型钢结构防腐底漆，以石膏矿渣水泥作为胶凝材料，膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等作为防火保温填料，配以助剂并通过配方的优化设计制得厚型钢结构防火保温涂料，辅以配套的施工方法，从而获得钢结构的防火、防腐、保温一体化涂层。本专利技术的内容是：一种石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、制备石膏矿渣水泥：该石膏矿渣水泥由质量百分比为4％～13％的石膏、29％～60％的高炉矿渣、以及30％～60％的硅酸盐水泥熟料的原料组分混合组成；所述石膏的生产或销售企业有：沈阳万隆建材有限公司；四川美丽居建材有限公司；灵寿县远博矿产品加工厂等；等；所述高炉矿渣的生产或销售企业有：灵寿县腾岩矿产品加工厂；唐山市丰润区登凯贸易有限公司；铜陵市达业进出口有限公司等；等；所述硅酸盐水泥熟料的生产或销售企业有：四川省雅安市泰昌水泥有限公司；邯郸市峰峰志邦贸易有限公司；四川绵阳德鑫熟料制造有限公司；等；所述石膏矿渣水泥的制备方法是：将粒化高炉矿渣、石膏和硅酸盐水泥熟料一起粉磨或分别粉磨后再经混合，即制得石膏矿渣水泥。b、制备耐火型钢结构防腐底漆：该耐火型钢结构防腐底漆由A组分和B组分混合组成，其中：所述A组分由质量百分比为5％～15％的丙烯酸防水弹性乳液、3％～10％的苯丙乳液、3％～10％的氯偏乳液、10％～20％的云母粉、5％～10％的钛白粉、5％～10％的铁红粉、0.1％～0.5％的氨水、0.05％～0.5％的羟乙基纤维素、0.2％～0.7％的分散剂、0.2％～0.7％的消泡剂、0.2％～0.7％的防腐剂、0.2％～0.7％的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、制备石膏矿渣水泥：该石膏矿渣水泥由质量百分比为4%～13%的石膏、29%～60%的高炉矿渣、以及30%～60%的硅酸盐水泥熟料的原料组分混合组成；b、制备耐火型钢结构防腐底漆：该耐火型钢结构防腐底漆由A组分和B组分混合组成，其中：所述A组分由质量百分比为5%～15%的丙烯酸防水弹性乳液、3%～10%的苯丙乳液、3%～10%的氯偏乳液、10%～20%的云母粉、5%～10%的钛白粉、5%～10%的铁红粉、0.1%～0.5%的氨水、0.05%～0.5%的羟乙基纤维素、0.2%～0.7%的分散剂、0.2%～0.7%的消泡剂、0.2%～0.7%的防腐剂、0.2%～0.7%的成膜助剂、以及25%～50%水的原料组分混合组成；所述A组分的制备方法是：取羟乙基纤维素和部分水，在搅拌下将羟乙基纤维素配制成质量百分比含量为2%的水溶液；向分散机中依次加入余下的水、氨水、分散剂，在搅拌下加入云母粉、钛白粉和铁红粉，分散混合均匀；搅拌下，再依次消泡剂、防腐剂、成膜助剂、丙烯酸防水弹性乳液、苯丙乳液和氯偏乳液、羟乙基纤维素水溶液，搅拌分散至混合均匀；包装待用；所述B组分为步骤a的石膏矿渣水泥；使用前，将A组分和B组分分别独立包装；使用时，将A组分、B组分按A：B为2～5:1的质量比取量、混合，即制得耐火型钢结构防腐底漆；c、制备厚型钢结构防火涂料：该厚型钢结构防火涂料的干粉主要由质量百分比为0%～60%的膨胀蛭石、0%～60%的膨胀珍珠岩，1%～3%的胶粉、0.1%～0.5%的羟丙基甲基纤维素醚、以及35%～55%的石膏矿渣水泥的原料组分混合组成；按所述质量百分比例取各组分原料、搅拌混合均匀、即制得厚型钢结构防火涂料的干粉，使用时，加入所述厚型钢结构防火涂料的干粉重量的20%～50%的水，搅拌混合，即制得厚型钢结构防火涂料；d、制备厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层,步骤如下：(a)钢结构表面清洁处理：按照普通钢结构表面清洁处理方法对钢结构表面进行除尘、除锈、除污处理，获得表面清洁的钢结构；(b)涂覆耐火型钢结构防腐底漆：将耐火型钢结构防腐底漆均匀涂覆到表面清洁的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为0.3～0.5mm，再放置至耐火型钢结构防腐底漆漆膜干透；(c)打磨：用细砂将耐火型钢结构防腐底漆漆膜表面上的乳液膜部分打磨掉，得到涂覆有防腐底漆的钢结构；(d)涂覆厚型钢结构防火涂料：将厚型钢结构防火涂料均匀涂覆到打磨后的涂覆有防腐底漆的钢结构上，涂覆两次，每次涂覆厚度为3～8mm，第一次涂覆完成、自然干燥24～72小时后再进行第二次涂覆，两次涂覆后、涂覆的厚型钢结构防火涂料的总厚度大于7mm且小于或等于45mm，即制得石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层。...

【技术特征摘要】
1.一种石膏矿渣水泥基厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、制备石膏矿渣水泥：该石膏矿渣水泥由质量百分比为4%～13%的石膏、29%～60%的高炉矿渣、以及30%～60%的硅酸盐水泥熟料的原料组分混合组成；b、制备耐火型钢结构防腐底漆：该耐火型钢结构防腐底漆由A组分和B组分混合组成，其中：所述A组分由质量百分比为5%～15%的丙烯酸防水弹性乳液、3%～10%的苯丙乳液、3%～10%的氯偏乳液、10%～20%的云母粉、5%～10%的钛白粉、5%～10%的铁红粉、0.1%～0.5%的氨水、0.05%～0.5%的羟乙基纤维素、0.2%～0.7%的分散剂、0.2%～0.7%的消泡剂、0.2%～0.7%的防腐剂、0.2%～0.7%的成膜助剂、以及25%～50%水的原料组分混合组成；所述A组分的制备方法是：取羟乙基纤维素和部分水，在搅拌下将羟乙基纤维素配制成质量百分比含量为2%的水溶液；向分散机中依次加入余下的水、氨水、分散剂，在搅拌下加入云母粉、钛白粉和铁红粉，分散混合均匀；搅拌下，再依次消泡剂、防腐剂、成膜助剂、丙烯酸防水弹性乳液、苯丙乳液和氯偏乳液、羟乙基纤维素水溶液，搅拌分散至混合均匀；包装待用；所述B组分为步骤a的石膏矿渣水泥；使用前，将A组分和B组分分别独立包装；使用时，将A组分、B组分按A：B为2～5:1的质量比取量、混合，即制得耐火型钢结构防腐底漆；c、制备厚型钢结构防火涂料：该厚型钢结构防火涂料的干粉主要由质量百分比为0%～60%的膨胀蛭石、0%～60%的膨胀珍珠岩，1%～3%的胶粉、0.1%～0.5%的羟丙基甲基纤维素醚、以及35%～55%的石膏矿渣水泥的原料组分混合组成；按所述质量百分比例取各组分原料、搅拌混合均匀、即制得厚型钢结构防火涂料的干粉，使用时，加入所述厚型钢结构防火涂料的干粉重量的20%～50%的水，搅拌混合，即制得厚型钢结构防火涂料；d、制备厚型钢结构防火、防腐、保温一体化涂层,步骤如下：(a)钢结构表面清洁处理：按照普通钢结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓跃全，郑蓉，曲瑞雪，田晗旭，汪彬彬，李光华，李霞，郭李琴，任大春，
申请(专利权)人：西南科技大学，四川金和新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51