一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法技术

一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，该超薄型钢结构防火涂料包括：有机‑无机杂化树脂10‑50％；隔热填料10‑70％；阻燃填料5‑15％；助剂2‑10％；溶剂5‑40％；固化剂5‑30％；所述有机‑无机杂化树脂包括：硅氧烷单体15‑30％；溶胶25‑60％；改性羟基树脂20‑40％；第一催化剂0.01‑3％；溶剂10‑40％；其余为水。本发明专利技术提供的超薄型钢结构防火涂料的涂层导热率低，涂层在小于3mm厚度的情况下，耐火极限达到2h以上；在小于2mm厚度时，耐火极限仍可达到2h以上，具备良好的防火性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料
，具体涉及一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。
技术介绍
随着经济的高速发展，各行各业的发展突飞猛进，在民用建筑行业，各种新材料也不断涌现，高层、超高层建筑拔地而起，由于钢结构具备密度小、强度高、容易安装、抗震性好的特点，被广泛应用于建筑行业，但钢结构防火性差，发生火灾时温度迅速升高，超过500℃的临界温度时，结构遭到破坏，失去承载能力，出现变形或者断裂，导致建筑物塌陷，造成重大的人身伤害、经济损失。为此，阻燃、防火涂料应运而生，而且已广泛应用于工程建筑、古建筑和文物、船舶、隧道、运输、军工、化工、石油等领域。目前采用的防火涂料，按防火原理不同，分为膨胀型和非膨胀型防火涂料；按照涂层厚度，分为超薄型(厚度小于3mm)、薄型(3-7mm)、厚型(7-45mm)三类。目前市场上的主流防火涂料为厚型防火涂料，其耐火极限可达3h，但涂料装饰性差，密度大，涂层附着力差，涂层厚度对钢结构造成一定的负担。薄型和超薄型涂装效果好，附着力好，但耐候性差，耐火极限只有1-2h，使用受到一定的限制。因此开发一种耐火极限长的超薄型防火涂料具有很好的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，解决现有防火涂层厚度高、耐火极限低、附着力差、导热率低、耐候性差等问题中的至少一个。本专利技术采用溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化树脂，该有机-无机杂化树脂作为主体树脂，该树脂不需添加任何阻燃剂，具有良好的耐烧蚀性，树脂在高温烧蚀一定时间不会粉化，并且能保持树脂原型，体积收缩小；配合隔热填料、发泡物质制备成的防火涂料，其涂层在小于3mm厚度的情况下，耐火极限达到2h以上；在小于2mm厚度时，耐火极限仍可达到2h以上，具备很好的防火性能；涂料成膜后粘结强度不低于7MPa，拉伸强度不小于5MPa；并且该涂料的涂膜导热率低，耐候性能好，涂层在非火灾情况下可作为防腐隔热涂料用。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术第一方面，提供一种超薄型钢结构防火涂料，包括如下各组分，各组分质量百分数为：本专利技术一示例中，所述阻燃填料可选自但不限于：季戊四醇、双季戊四醇、三聚氰胺、硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述隔热填料可选自但不限于：钛白粉、空心玻璃微珠、气相二氧化硅、碳纤维中的一种以及两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述助剂用于提高颜填料的润湿分散性，符合该要求的任何市售的助剂均可适用于本专利技术，例如，所述助剂可选自但不限于：BYK110、BYK163、BYK180、BYK358N、BYK378中的一种或两种以上任意比例的组合。所述的BYK110、BYK163、BYK180、BYK358N、BYK378均为毕克化学公司生产的助剂产品。本专利技术一示例中，所述溶剂可选自但不限于：二甲苯、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙醇、异丙醇、丁醇、丁酮、丙酮中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述固化剂可选自但不限于：己二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI单体)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲(HDI缩二脲)、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述有机-无机杂化树脂中包括如下各组分，各组分质量百分数为：其余为水。本专利技术一示例中，所述硅氧烷单体可选自但不限于：甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述的溶胶可选自但不限于：硅溶胶、铝溶胶、锆溶胶、钛溶胶中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述水为去离子水。本专利技术一示例中，所述第一催化剂可选自但不限于：盐酸、醋酸、丁酸、己酸、磷酸、硫酸中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述溶剂可选自但不限于：乙醇、异丙醇、丁醇、丁酮、二甲苯、环己酮、乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述改性羟基树脂中各组分质量百分数为：羟基树脂50-80％；树脂改性剂18-45％；第二催化剂0.1-5％。本专利技术一示例中，所述羟基树脂可选自但不限于：聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚己内酯三元醇中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，所述树脂改性剂可选自但不限于：γ-异氰酸酯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基三乙氧基硅烷中的一种。本专利技术一示例中，所述第二催化剂可选自但不限于：钛酯酸四丁酯、二乙烯三胺、三甲基溴化胺、N,N二甲基环己烷、二月桂酸二丁基锡中的一种或两种以上任意比例的组合。本专利技术一示例中，提供所述改性羟基树脂的制备方法，包括如下步骤：按照各原料的上述配方量将所述羟基树脂和所述树脂改性剂混合、在40-50℃下保温反应2-2.5h，然后加入所述第二催化剂，在50-60℃下保温反应5-6h，即可得到改性羟基树脂。本专利技术一示例中，提供所述有机-无机杂化树脂的制备方法，包括如下步骤：按照各原料的上述配方量将所述的溶胶、水、第一催化剂混合搅拌均匀，滴加所述硅氧烷单体，控制2-3滴每秒的滴加速度，然后加热保温回流反应2-2.5h，然后降温至40℃以下，加入所述的改性羟基树脂和所述的溶剂，然后升温到足够温度除去加入的等溶剂量，然后降温至室温，即可得到有机-无机杂化树脂。本专利技术第二方面，提供所述超薄型钢结构防火涂料的制备方法，包括如下步骤：按照各原料的上述配方量，向所述有机-无机杂化树脂中加入所述助剂、所述阻燃填料混合均匀、研磨，然后加入所述隔热填料和所述溶剂混合均匀，然后与所述固化剂混合，即得到所述超薄型钢结构防火涂料。本专利技术的一示例中，选择将加入所述的隔热填料和所述的溶剂后在800-1000r/min条件下高速搅拌，使颜料与树脂充分混合均匀。本专利技术的一示例中，选择向所述有机-无机杂化树脂中加入所述助剂、所述阻燃填料混合均匀、研磨至细度≤80μm。与现有技术相比，本专利技术的技术效果包括如下几个方面：本专利技术制备的超薄型钢结构防火涂料，该涂料具有良好的施工性能，涂层导热率低，耐候性好，涂层在小于3mm厚度的情况下，耐火极限达到2h以上；在小于2mm厚度时，耐火极限仍可达到2h以上，具备良好的防火性能。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本专利技术。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，包括如下组分，各组分质量百分数为：/n

【技术特征摘要】
1.一种超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，包括如下组分，各组分质量百分数为：





2.根据权利要求1所述的超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，所述阻燃填料包括季戊四醇、双季戊四醇、三聚氰胺、硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或两种以上任意比例的组合。


3.根据权利要求1所述的超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，所述固化剂包括己二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种以上任意比例的组合。


4.根据权利要求1所述的超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，所述有机-无机杂化树脂中包括如下组分，各组分质量百分数为：





5.根据权利要求4所述的超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，所述硅氧烷单体包括甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一种或两种以上任意比例的组合。


6.根据权利要求4所述的超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，所述溶胶包括硅溶胶、铝溶胶、锆溶胶、钛溶胶中的一种或两种以上任意比例的组合。


7.根据权利要求4所述的超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，所述第一催化剂包括盐酸、醋酸、丁酸、己酸、磷酸、硫酸中的一种或两种以上任意比例的组合。


8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏超，顾剑东，王志强，李斌，周敏，施颖波，
申请(专利权)人：中昊北方涂料工业研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62