一种室内厚型钢结构防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种室内厚型钢结构防火涂料，涉及防火涂料技术领域，包括以下质量份数的组分：粉煤灰空心微珠5～20份，硅酸钠溶液20～60份，膨胀珍珠岩5～10份，硅酸铝纤维1～3份，氢氧化铝5～15份，氢氧化镁5～15份，多孔活性硅材料1～3份，钛白粉5～15份，纯丙乳液10～20份，分散剂0.2～1份，消泡剂0.2～1份，增塑剂0.2～1份，流平剂0.2～1份，成膜助剂0.2～1.5份和水20～60份。本发明专利技术采用小粒径空心微珠作为填料，将筛分剩余的大粒径空心微珠制备的硅酸钠溶液作为涂料的粘结剂，在实现资源再利用的同时，还能够在不使用水泥的条件下使防火涂层具有优异的理化性能、隔热阻燃性。隔热阻燃性。隔热阻燃性。

【技术实现步骤摘要】
一种室内厚型钢结构防火涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种室内厚型钢结构防火涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢结构建筑由于其在稳定性、刚度和抗震性能等方面具有极大优势，已经广泛应用于各领域的现代建筑中。但是，钢材自身存在防火、防腐性能差的特点，一方面，钢材是一种良导热体，导热系数约为传统砌筑的40倍，并且热膨胀系数大，容易产生变形；另一方面，钢材的屈服应力和弹性模量等力学参数与温度呈现负相关的关系，随着温度的上升，钢材达到临界温度(540℃)时，基本失去承载能力，根据火灾标准升温曲线，在5min左右即可达到临界温度(见附图2)，从而导致建筑物坍塌等事故。因此，未对钢结构进行耐火防护的钢构件不能满足火灾情况下对于建筑物耐火的要求。进而，为了提高钢结构的耐火等级，需要对钢结构进行耐火防护。我国在钢结构防火保护中常用钢结构防火涂料，这种保护方法具有施工简便，耐火性能优异，不受钢构件形状限制的特点。
[0003]钢结构防火涂料按照防火机理可分为超薄型、薄型和厚型。其中，厚型钢结构防火涂料主要成分为无机成分，属于难燃或不燃型的物质，可以起到火焰屏蔽的作用，而组分中的轻质组分可大为降低涂层的导热系数，延缓热量向基层传递的速度，组分中的阻燃成分在受火过程中，大量分解吸热，释放出水蒸气等，在一定范围内冲淡周围的空气，延缓了火焰燃烧过程，分解后的固体残余物形成结构致密且具有良好绝热性的釉质层，可有效防止热量向基材底部的传递。
[0004]目前，关于厚型钢结构防火涂料的专利已有很多，其中较多以水泥作为粘结剂来制备涂料，如孙佳福(专利公开号为CN106904908A)通过采用硅酸盐水泥、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、增强纤维、吸音助剂混合形成的组分A以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液、有机硅改性苯丙乳液和水混合形成的组分B作为原料，制备出一种防火隔热性好、耐候性好、粘结牢固及抗裂性能好的室内厚型钢结构防火涂料。王建新等(专利公开号为CN106699052A)设计了一种由水泥粘结料(1～50％)、粉煤灰、耐火黏土、碳酸钙、二氧化硅气凝胶、膨胀珍珠岩、阻燃剂、纤维及助剂制备而成厚型钢结构防火涂料，可以大幅度的提高钢结构防火涂料的隔热防火能力。郑玉峰等(专利公开号为CN106280591A)设计了以42:5R硅酸盐水泥和聚乙二醇2000为复合黏结剂，以硅酸铝纤维无机材料作为防开裂隔热填料的厚涂型的钢结构防火涂料，具有粘结强度强、耐酸碱性好，防火性能优良的特点。综上，水泥基粘结剂的大量使用，有可能会因水泥的水化和水解作用不完全或者受到抑制，影响其胶凝化和硬化过程从而产生开裂，进而导致涂层加速老化，并且受火时火焰穿过缝隙可使得钢构件快速升温失去承载能力；另外，水泥基粘结剂的大量使用，同时需要较多的有机乳液、有机助剂进行理化性能的调控，在一定程度上加剧了防火涂料在受火时的发烟量。因此，有必要对防火涂料配方进行改进，得到一种少用甚至不用水泥作为粘结剂，可有效避免初期干燥时的开裂，且具有良好的理化性能和隔热、阻燃性的室内厚型钢结构防火涂料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种室内厚型钢结构防火涂料及其制备方法，能够完全不用水泥作为粘结剂，可有效避免初期干燥时的开裂，并使涂层具有优异的理化性能与隔热、阻燃性能。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种室内厚型钢结构防火涂料，包括以下质量份的组分：
[0008]粉煤灰空心微珠5～20份，硅酸钠溶液20～60份，膨胀珍珠岩5～10份，硅酸铝纤维1～3份，氢氧化铝5～15份，氢氧化镁5～15份，多孔活性硅材料1～3份，钛白粉5～15份，纯丙乳液10～20份，分散剂0.2～1份，消泡剂0.2～1份，增塑剂0.2～1份，流平剂0.2～1份，成膜助剂0.2～1.5份和水20～60份。
[0009]优选地，所述的粉煤灰空心微珠的粒径≤180μm。
[0010]优选地，所述硅酸钠溶液模数为1.6～2.2。
[0011]优选地，所述硅酸钠溶液的制备包括以下步骤：
[0012](1)将复配碱与粉煤灰空心微珠混合后焙烧，得到霞石；所述复配碱包括碳酸钠和氢氧化钠；
[0013](2)将所述步骤(1)得到的霞石进行酸浸，得到酸渣和酸浸滤液；
[0014](3)将所述步骤(2)得到的酸渣进行碱溶后提模，得到硅酸钠溶液。
[0015]优选地，所述步骤(1)的复配碱中碳酸钠与氢氧化钠的质量比为(0.5～2.5)：1。
[0016]优选地，所述步骤(1)中粉煤灰空心微珠与复配碱的质量比为(0.5～3)：1。
[0017]优选地，所述步骤(1)中焙烧的温度为700～1000℃，焙烧的时间为1～5h。
[0018]优选地，所述的氢氧化铝的制备包括以下步骤：
[0019](a)取上述技术方案所述步骤(2)得到的酸浸滤液，调整pH至11～13，过滤后得到碱性溶液；
[0020](b)向所述步骤(a)中的碱性溶液通入过量二氧化碳，得到悬浊液后去除溶剂，得到氢氧化铝。
[0021]优选地，所述的钛白粉为锐钛矿型钛白粉。
[0022]本专利技术还提供了上述技术方案所述的室内厚型钢结构防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0023]Ⅰ、将氢氧化镁、氢氧化铝、钛白粉、多孔活性硅材料、硅酸铝纤维混合，再与硅酸钠溶液、水和分散剂混合，得到浆料A；
[0024]Ⅱ、将所述步骤Ⅰ中的浆料A与纯丙乳液、消泡剂、增塑剂、流平剂和成膜助剂混合，得到浆料B；
[0025]Ⅲ、将所述步骤Ⅱ中的浆料B与粉煤灰空心微珠及膨胀珍珠岩混合，得到涂料。
[0026]本专利技术提供了一种室内厚型钢结构防火涂料，该防火涂料包括以下质量份数的组分：粉煤灰空心微珠5～20份，硅酸钠溶液20～60份，膨胀珍珠岩5～10份，硅酸铝纤维1～3份，氢氧化铝5～15份，氢氧化镁5～15份，多孔活性硅材料1～3份，钛白粉5～15份，纯丙乳液10～20份，分散剂0.2～1份，消泡剂0.2～1份，增塑剂0.2～1份，流平剂0.2～1份，成膜助剂0.2～1.5份和水20～60份。本专利技术提供的室内厚型钢结构防火涂料，采用粉煤灰空心微珠和膨胀珍珠岩作为防火涂料的隔热填料，利用该材料化学稳定性高、导热系数低的特点，
可以使防火涂料具有良好的阻燃性；使用硅酸钠溶液替代水泥作为粘结剂，可有效避免初期干燥时的开裂，并减少了有机乳液及助剂的使用，避免了受火时发烟大的问题；使用氢氧化铝、氢氧化镁作为阻燃剂，受热时能大量吸热并且分解形成质地坚硬的釉质层，建立了防火涂料受火时的孔洞骨架；并且在添加少量的分散剂、消泡剂、增塑剂、流平剂、成膜助剂的条件下，保证涂料的浆料呈均匀稠厚流体状态，无结块，在涂覆时具有良好的挂浆能力与成膜能力，能够形成平滑的厚阻隔层并避免脱落；还加入了多孔活性硅材料，可以作为涂料的骨架，同时添加硅酸铝纤维，在避免涂料开裂的同时还使涂层优异的力学性能。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内厚型钢结构防火涂料，包括以下质量份的组分：粉煤灰空心微珠5～20份，硅酸钠溶液20～60份，膨胀珍珠岩5～10份，硅酸铝纤维1～3份，氢氧化铝5～15份，氢氧化镁5～15份，多孔活性硅材料1～3份，钛白粉5～15份，纯丙乳液10～20份，分散剂0.2～1份，消泡剂0.2～1份，增塑剂0.2～1份，流平剂0.2～1份，成膜助剂0.2～1.5份和水20～60份。2.根据权利要求1所述的室内厚型钢结构防火涂料，其特征在于，所述粉煤灰空心微珠的粒径≤180μm。3.根据权利要求1所述的室内厚型钢结构防火涂料，其特征在于，所述硅酸钠溶液模数为1.6～2.2。4.根据权利要求1所述的室内厚型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的硅酸钠溶液的制备包括以下步骤：(1)将复配碱与粉煤灰空心微珠混合后焙烧，得到霞石；所述复配碱包括碳酸钠和氢氧化钠；(2)将所述步骤(1)得到的霞石进行酸浸，得到酸渣和酸浸滤液；(3)将所述步骤(2)得到的酸渣进行碱溶后提模，得到硅酸钠溶液。5.根据权利要求4所述的室内厚型钢结构防火涂料，其特征在于，所述步骤(1)的复配碱中碳酸钠与氢氧化钠的质量比为(0.5～2.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永锋，张印民，刘斌，李炜，王卫江，
申请(专利权)人：深圳市伊晨环境科技有限公司内蒙古伊晨环境材料有限公司，
类型：发明
国别省市：