具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料及其制备方法，涉及防火涂料领域，以重量份数计包括以下组成成分：苯丙乳液60‑80份、氯偏乳液20‑40份、环氧改性丙烯酸树脂10‑15份、季戊四醇10‑20份、绢云母25‑30份、可膨胀石墨10‑20份、中间相炭微球1‑5份、球型闭孔膨胀珍珠岩10‑20份、三聚氰胺2‑4份、玄武岩纤维10‑20份、乙二醇苯醚0.1‑1份、重质碳酸钙20‑30份、纳米氢氧化镁10‑20份、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯1‑2份、高强耐水胶粉3‑5份、羧甲基纤维素钠0.1‑0.5份、三乙醇胺0.1‑1份、醋酸丁酯30‑40份，本发明专利技术钢结构防火涂料的各项性能均符合使用标准，可以有效提高建筑钢结构的耐火极限,满足消防防火设计规范规定的要求，具有极高的应用前景。

Fireproof coating for steel structure with excellent fireproof and heat insulation performance and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料及其制备方法
本专利技术涉及防火涂料领域，具体涉及一种具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料及其制备方法。
技术介绍
随着现代建筑业的迅速发展,钢结构在歌剧院、体育馆、高层建筑等行业得到了广泛应用，作为现代建筑的主要形式，钢结构具有机械性能好、强度高、质量轻、空间利用率高等优点.但是钢结构自身的耐火性能很差，极易导热。当温度低于300℃时钢结构强度基本不发生变化，当温度达到350℃时其强度下降1/3，在自身温度超过540℃时，其机械强度几乎全部丧失，火灾发生10min后裸露的钢材温度就达到700℃以上，此时便会因钢结构的强度降低而导致建筑物坍塌，从而给人们的生命和财产带来巨大的损失，因此必须对钢结构建筑进行防火保护。钢结构防火涂料刷涂或喷涂在钢结构表面，防止钢材在火灾中迅速升温而造成强度下降，从而起到防火的作用。该方法施工简单、耐火时间长、不受构件几何形状限制，具有较好的经济性和适用性。钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料受火时涂层热导率很低，延滞了热量传向被保基材的速度，防火涂料的涂层本身是不燃的，对钢构件起屏障和防止热辐射作用，避免了火焰和高温直接进攻钢构件；还有涂料中的有些组分遇火相互反应而生成不燃气体的过程是吸热反应，也消耗了大量的热，有利于降低体系温度，故防火效果显著，对钢材起到高效的防火隔热保护。钢结构防火涂料依据其作用原理分为膨胀型和非膨胀型两大类，其中非膨胀型防火涂料在火灾中涂层不膨胀，依靠材料的不燃性、低导热性或涂层中材料的吸热性延缓钢材的升温，保护钢结构。这类产品通常涂层厚，外观装饰性能较差，而薄型钢结构防火涂料属于膨胀型防火涂料，涂料受火时能膨胀发泡，以膨胀发泡所形成的耐火隔热层延缓钢结构的升温，保护钢构件。该涂料一般分为底层和面层，其装饰性比厚涂型好。中国专利CN104804594B公开了一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，属于高分子涂料
该涂料的配方组成为基体树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、钛白粉、可膨胀石墨、有机纤维、氯化石蜡-70和水，其制备方法为将聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺按比例混合、研磨过筛，再将有机纤维用硅烷偶联剂溶液按纤维与硅烷偶联剂溶液浸泡处理后加入到水中，搅拌成均匀悬浮液，然后加入基体树脂，再将过筛物料加入到乳液中，最后加入可膨胀石墨、氯化石蜡-70和钛白粉，搅拌均匀即得本产品。该涂料涂膜厚度、耐火极限、耐候性、涂层表干时间、耐水性指标良好，在无有毒气体释放安全环保，可广泛用于各种钢结构建筑。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料及其制备方法。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料，以重量份数计包括以下组成成分：苯丙乳液60-80份、氯偏乳液20-40份、环氧改性丙烯酸树脂10-15份、季戊四醇10-20份、绢云母25-30份、可膨胀石墨10-20份、中间相炭微球1-5份、球型闭孔膨胀珍珠岩10-20份、三聚氰胺2-4份、玄武岩纤维10-20份、乙二醇苯醚0.1-1份、重质碳酸钙20-30份、纳米氢氧化镁10-20份、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯1-2份、高强耐水胶粉3-5份、羧甲基纤维素钠0.1-0.5份、三乙醇胺0.1-1份、醋酸丁酯30-40份。进一步地，以重量份数计包括以下组成成分：苯丙乳液70份、氯偏乳液25份、环氧改性丙烯酸树脂12份、季戊四醇10份、绢云母30份、可膨胀石墨15份、中间相炭微球5份、球型闭孔膨胀珍珠岩10份、三聚氰胺3份、玄武岩纤维20份、乙二醇苯醚0.1份、重质碳酸钙30份、纳米氢氧化镁15份、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯2份、高强耐水胶粉3份、羧甲基纤维素钠0.5份、三乙醇胺0.6份、醋酸丁酯35份。进一步地，以重量份数计包括以下组成成分：苯丙乳液80份、氯偏乳液20份、环氧改性丙烯酸树脂15份、季戊四醇12份、绢云母30份、可膨胀石墨15份、中间相炭微球2份、球型闭孔膨胀珍珠岩15份、三聚氰胺3份、玄武岩纤维15份、乙二醇苯醚0.2份、重质碳酸钙30份、纳米氢氧化镁16份、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯2份、高强耐水胶粉5份、羧甲基纤维素钠0.2份、三乙醇胺0.8份、醋酸丁酯40份。进一步地，所述环氧改性丙烯酸树脂的制备方法如下：(1)将辛基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水中，搅拌溶解后得到乳化剂溶液，将乳化剂溶液的一半加入到反应容器中，将环氧树脂溶解加入到丙烯酸单体中得到原料液，高速搅拌下将原料液加入到反应容器中，搅拌反应5-10min得到预乳化溶液；(2)取预乳化溶液的1/20-1/10与剩余的乳化剂溶液混合均匀，再将碳酸氢钠加入，以一定的速度缓慢升温到50-60℃，将一半的过硫酸钠溶液滴加进入，升温到80-85℃，待体系出现蓝相后将剩余的预乳化溶液滴加进入，滴毕后将另一半的过硫酸钠溶液滴加进入，保温继续反应1-3h，自然冷却至室温，过滤后滴加氨水调节体系pH至中性，即可得到所述环氧改性丙烯酸树脂。进一步地，辛基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠的质量比为2:1。进一步地，所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比1:3-6复合而成。进一步地，步骤(2)中的升温速度为1-3℃/min。进一步地，所述中间相炭微球的制备方法如下：将煤沥青与针状焦混合研磨后过200目筛网后加入到反应器中，利用氮气置换反应器中的空气后，将反应器升温至200-240℃，搅拌30-50min，再升温至400-450℃，恒温反应5-10h，自然冷却至室温，产物加入到120-150℃的洗油中洗涤2次后抽滤，再加入到索式抽提器中以甲苯为溶剂抽提至无色，最后置于烘箱中烘干即可。进一步地，针状焦占煤沥青质量的1-3％。上述具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料的制备方法如下：(1)将绢云母、可膨胀石墨、球型闭孔膨胀珍珠岩、重质碳酸钙、纳米氢氧化镁加入到高速混合机中混合均匀后，再用行星式球磨机充分研磨得到混合料；(2)将苯丙乳液、氯偏乳液、环氧改性丙烯酸树脂、醋酸丁酯混合均匀后再将混合料、玄武岩纤维加入，机械搅拌器在1000-1200r/min条件下搅拌10-20min后，再将季戊四醇、三聚氰胺、乙二醇苯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、高强耐水胶粉、羧甲基纤维素钠、三乙醇胺加入，调整转速至600-800r/min搅拌1-2h即可得到所述钢结构防火涂料。(三)有益效果本专利技术提供了一种具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料及其制备方法，具有以下有益效果：基料是钢结构防火涂料的成膜物质，对防火涂料的性能有重大的影响，基料要有较强的粘结力，把各种组分粘合在一起形成流动液体，干燥以后形成坚固的涂层，决定了涂料的理化性能，本专利技术利用环氧树脂改性丙烯酸树脂，环氧树脂提高了丙烯酸树脂涂膜的粘接能力和耐溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料，其特征在于，以重量份数计包括以下组成成分：/n苯丙乳液60-80份、氯偏乳液20-40份、环氧改性丙烯酸树脂10-15份、季戊四醇10-20份、绢云母25-30份、可膨胀石墨10-20份、中间相炭微球1-5份、球型闭孔膨胀珍珠岩10-20份、三聚氰胺2-4份、玄武岩纤维10-20份、乙二醇苯醚0.1-1份、重质碳酸钙20-30份、纳米氢氧化镁10-20份、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯1-2份、高强耐水胶粉3-5份、羧甲基纤维素钠0.1-0.5份、三乙醇胺0.1-1份、醋酸丁酯30-40份。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料，其特征在于，以重量份数计包括以下组成成分：
苯丙乳液60-80份、氯偏乳液20-40份、环氧改性丙烯酸树脂10-15份、季戊四醇10-20份、绢云母25-30份、可膨胀石墨10-20份、中间相炭微球1-5份、球型闭孔膨胀珍珠岩10-20份、三聚氰胺2-4份、玄武岩纤维10-20份、乙二醇苯醚0.1-1份、重质碳酸钙20-30份、纳米氢氧化镁10-20份、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯1-2份、高强耐水胶粉3-5份、羧甲基纤维素钠0.1-0.5份、三乙醇胺0.1-1份、醋酸丁酯30-40份。


2.如权利要求1所述的具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料，其特征在于，以重量份数计包括以下组成成分：
苯丙乳液70份、氯偏乳液25份、环氧改性丙烯酸树脂12份、季戊四醇10份、绢云母30份、可膨胀石墨15份、中间相炭微球5份、球型闭孔膨胀珍珠岩10份、三聚氰胺3份、玄武岩纤维20份、乙二醇苯醚0.1份、重质碳酸钙30份、纳米氢氧化镁15份、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯2份、高强耐水胶粉3份、羧甲基纤维素钠0.5份、三乙醇胺0.6份、醋酸丁酯35份。


3.如权利要求1所述的具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料，其特征在于，以重量份数计包括以下组成成分：
苯丙乳液80份、氯偏乳液20份、环氧改性丙烯酸树脂15份、季戊四醇12份、绢云母30份、可膨胀石墨15份、中间相炭微球2份、球型闭孔膨胀珍珠岩15份、三聚氰胺3份、玄武岩纤维15份、乙二醇苯醚0.2份、重质碳酸钙30份、纳米氢氧化镁16份、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯2份、高强耐水胶粉5份、羧甲基纤维素钠0.2份、三乙醇胺0.8份、醋酸丁酯40份。


4.如权利要求1所述的具有优异防火隔热性能的钢结构防火涂料，其特征在于，所述环氧改性丙烯酸树脂的制备方法如下：
(1)将辛基苯酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水中，搅拌溶解后得到乳化剂溶液，将乳化剂溶液的一半加入到反应容器中，将环氧树脂溶解加入到丙烯酸单体中得到原料液，高速搅拌下将原料液加入到反应容器中，搅拌反应5-10min得到预乳化溶液；
(2)取预乳化溶液的1/20-1/10与剩余的乳化剂溶液混合均匀，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡娟，
申请(专利权)人：安徽鹿客通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34