一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，涉及防火涂料领域。本发明专利技术包括苯丙乳液基料，聚磷酸铵脱水催化剂，三聚氰胺发泡剂，季戊四醇成炭剂，六偏磷酸铵分散剂，硼酸锌和ABS树脂，能有效使提高该防火涂料的抗冲击强度、加工性能、化学稳定性、韧性和柔性，并且能达到无毒、无污染、粒度细、热稳定性高、阻燃及抑烟等的性能；本发明专利技术的配方经过烟密度实验与耐火性能实验，具有较好的膨胀倍率，膨胀迅速，炭层较密，发泡情况最为乐观，耐火性能理想，最大烟密度为7.15，满足在GB/T8627—1999的规定中，防火涂料属于A级材料，烟密度等级（SDR）必须≤15的条件，抑烟性能优异。

An Intumescent Fire-retardant Coating for Steel Structures Containing Boron Flame Retardant Resin

The invention discloses an intumescent fire retardant paint for steel structure containing boron flame retardant resin, which relates to the field of fire retardant paint. The invention comprises styrene acrylic emulsion base material, ammonium polyphosphate dehydration catalyst, melamine foaming agent, pentaerythritol charring agent, six ammonium phosphate dispersant, zinc borate and ABS resin, which can effectively improve the impact strength, processing performance, chemical stability, toughness and flexibility of the fire retardant coating, and achieve non-toxic, non polluting, fine grain size, high thermal stability, flame retardance and inhibition. The formulation of the invention has good expansion ratio, rapid expansion, dense carbon layer, optimistic foaming condition, ideal fire resistance, maximum smoke density of 7.15, which meets the requirements of GB/T8627-1999. The fire retardant coating belongs to grade A material. The smoke density grade (SDR) must be less than 15, and the smoke suppression performance is excellent. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料
本专利技术涉及防火涂料领域，具体为一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料。
技术介绍
现有的钢结构阻燃涂料，已形成多品种、系列化的现状。用于钢结构的阻燃涂料，从所用的分散体系来分类，可分为水性和溶剂型；从构成和防火原理上分为膨胀型和非膨胀型，膨胀型防火涂料是指发生火灾时涂层膨胀形成隔热层，同时释放阻燃气体以减少燃烧；从厚度分类可分为超薄(CB)、薄(B)和厚(H)，薄型防火涂料和超薄型防火涂料属于膨胀型防火涂料，超薄型防火涂料意味着涂层厚度小于3mm。在超薄型膨胀型钢结构阻燃涂料中，要组成成分有：基料、炭化剂、发泡剂、脱水催化剂、辅助剂和溶剂。基料又称为成膜物质，是构成涂料的基本材料。膨胀型阻燃涂料的防火体系通常是由三部分组成，即成炭剂、发泡剂和脱水催化剂。成炭剂的主要功能是形成发泡炭化层的骨架，发泡剂的主要功能是当涂层受热并形成海绵状泡沫时释放出不可燃气体，脱水催化剂的主要功能是受热时分解磷酸，并防止发生碳氧反应释放出大量的热量。辅助剂被用作防火涂料的辅助成分，如不仅可以提高涂层的柔韧性、弹性、附着力等性能，还可以防止涂层老化和破坏，如分散剂。加入溶剂可以降低成膜物质的粘度，使涂料便于涂覆，从而形成均匀而又平整的涂层。ABS树脂由三种单体制成：丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)，介于通用塑料和工程塑料之间的一种热塑性聚合物。然而，ABS树脂是无氧树脂，很难通过脱水进行酯化，并且成炭能力极低。ABS本身也是一种易燃材料，其极限氧指数只有18.3，水平燃烧速度非常快，燃烧时释放出大量的有毒气体和黑烟，这不仅会造成严重的财产损失,而且会对人们的生命安全和生存环境构成极大威胁。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是ABS树脂针对现有技术的不足，利用金属化合物对其进行催化阻燃，改善ABS本身的成炭能力，以提高其阻燃性能，加入无毒、无污染、粒度细、热稳定性高、阻燃及抑烟的硼酸锌，提供一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，本专利技术公开了一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，该涂料包括基料、脱水催化剂、发泡剂、成炭剂、分散剂和阻燃剂，所述阻燃剂为硼酸锌与ABS树脂。上述含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，作为优选的，所述基料为苯丙乳液。上述含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，作为优选的，所述脱水催化剂为聚磷酸铵，发泡剂为三聚氰胺，成炭剂为季戊四醇，分散剂为六偏磷酸铵。上述含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，作为优选的，该涂料按质量份数计包括：苯丙乳液基料含量为12.5份，聚磷酸铵脱水催化剂含量为12份，三聚氰胺发泡剂含量为5.6份，季戊四醇成炭剂含量为3份，六偏磷酸铵分散剂2份，硼酸锌5份，ABS树脂3份。上述含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，作为优选的，该涂料还包括溶剂，所述溶剂使该涂料变成粘稠状。上述含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，作为优选的，所述溶剂为水，按质量份数计为15份。上述含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，作为优选的，所述ABS树脂为粉末状。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：本专利技术的一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，通过引入复合阻燃剂ABS树脂与硼酸锌的协同阻燃，能有效使提高该防火涂料的抗冲击强度、加工性能、化学稳定性、韧性和柔性，并且能达到无毒、无污染、粒度细、热稳定性高、阻燃及抑烟等的性能。本专利技术的配方经过烟密度实验与耐火性能实验，实验证明硼酸锌和ABS树脂两者同时加入基础配方在一定比例下的抑烟效果优于在基础配方上单独加入硼酸锌或者ABS树脂的抑烟效果，且本专利技术配方具有较好的膨胀倍率，膨胀迅速，炭层较密，发泡情况最为乐观，耐火性能理想，最大烟密度为7.15，满足在GB/T8627—1999的规定中，防火涂料属于A级材料，烟密度等级(SDR)必须≤15的条件，抑烟性能优异。附图说明图1是本专利技术耐火性能测试结果的折线示意图。具体实施方式下面将本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例本专利技术公开了一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，该涂料按质量份数计包括：苯丙乳液基料含量为12.5份，聚磷酸铵脱水催化剂含量为12份，三聚氰胺发泡剂含量为5.6份，季戊四醇成炭剂含量为3份，六偏磷酸铵分散剂2份，硼酸锌5份，ABS树脂3份，溶剂水15份。所述溶剂使该涂料调制成粘稠状，所述ABS树脂为粉末状。上述型防火涂料经过烟密度试验和耐火性能测试获得，取硼酸锌和ABS树脂两个变量，Z代表硼酸锌，A代表ABS树脂，又分别用Z0，Z1，Z2，Z3，Z4，Z5代表0g，1g，2g，3g，4g，5g硼酸锌的用量；用A0，A1，A2，A3，A4，A5代表0g，1g，2g，3g，4g，5gABS树脂的用量。其中溶剂水的用量通过逐渐添加和搅拌，记录下所用的质量。试验配方硼酸锌和ABS树脂的质量如下表：A0A1A2A3A4A5Z0Z0A0Z0A1Z0A2Z0A3Z0A4Z0A5Z1Z1A0Z1A1Z1A2Z1A3Z1A4Z1A5Z2Z2A0Z2A1Z2A2Z2A3Z2A4Z2A5Z3Z3A0Z3A1Z3A2Z3A3Z3A4Z3A5Z4Z4A0Z4A1Z4A2Z4A3Z4A4Z4A5Z5Z5A0Z5A1Z5A2Z5A3Z5A4Z5A5以上述防火涂料配比制成防火涂料后，对钢板进行处理和涂刷，步骤如下：首先，将所有的钢板放入到500ml和1000ml的烧杯中，倒入高过钢板水平的稀盐酸，浸泡2小时以上。浸泡好之后，用镊子将钢板拿出来查看，观察表面是否仍有铁锈。如果无，则直接放入装有蒸馏水的烧杯中，隔绝氧气，延缓钢板的氧化。如果有，则用砂纸打磨钢板，直至钢板的铁锈除干净再放入装有蒸馏水的烧杯中。然后，将钢板从蒸馏水中取出，用干毛巾擦干，并在背后用大头笔写上组号。用油画铲把涂料均匀地涂抹在钢板的正面，然后放入电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥。烘干后，再进行第二次涂刷，重复这样的操作，每一次烘干后都要用游标卡尺测量涂层厚度，直至涂层厚度达到2mm(±0.2mm)为止。最后，将涂抹完毕的钢板放置在通风处，放置3天自然风干。上述方法制得样品后进行烟密度实验，试验符合中华人民共和国GB/T8627-2007——建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法，选用JCY-3建材烟密度测试仪对已制备完成的耐火钢板进行烟密度的测试。烟密度是指材料在燃烧过程中产生烟的量度，烟密度过大的话，会对火灾时疏散人员及灭火产生阻碍，为了进一步研究香蕉树皮对膨胀型钢结构防火涂料的影响，从而进行烟密度的实验。实验结果如下：由上述烟密度试验结果中可以看出，由于本实验有两个变量，所以分成两部分分析。第一部分是单一变量，第二部分是两个变量组合实验的数据分析。在GB/T8627—1999的规定中，防火涂料属于A级材料，烟密度等级(SDR)必须≤15。由上表可以看出各组烟密度波动十分明显，均有SDR≤15，其中最大值为11.45完全符合GB/T8627—1999的规定。只加入ABS树脂时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，其特征在于，该涂料包括基料、脱水催化剂、发泡剂、成炭剂、分散剂和阻燃剂，所述阻燃剂为硼酸锌与ABS树脂。

【技术特征摘要】
1.一种含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，其特征在于，该涂料包括基料、脱水催化剂、发泡剂、成炭剂、分散剂和阻燃剂，所述阻燃剂为硼酸锌与ABS树脂。2.根据权利要求1所述的含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，其特征在于，所述基料为苯丙乳液。3.根据权利要求2所述的含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，其特征在于，所述脱水催化剂为聚磷酸铵，发泡剂为三聚氰胺，成炭剂为季戊四醇，分散剂为六偏磷酸铵。4.根据权利要求3所述的含硼阻燃树脂钢结构用膨胀型防火涂料，其特征在于，该涂料按质量份数计包括：苯丙乳液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英炎，黄剑锋，陈秋娴，周梅，朱金莲，马艾丽，林璇，魏永春，刘宏业，刘煜恒，叶正阳，李秀华，冯耀锋，
申请(专利权)人：北京理工大学珠海学院，
类型：发明
国别省市：广东,44