一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，由以下组分组成：乳液、颜填料、成炭剂、发泡剂、脱水剂、阻燃抑烟协效剂、助剂、水，本发明专利技术的水性超薄膨胀型钢结构阻燃涂料在高温下能起到膨胀阻燃的作用，而且炭层膨胀率高，炭层强度高，同时具有优异的耐水性能和防腐性。同时具有优异的耐水性能和防腐性。

【技术实现步骤摘要】
一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料领域，尤其是一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]经济的持续发展推动了钢结构建筑业的发展。钢结构自身不燃，但自身导热性好，钢材的机械强度随温度的升高而逐渐降低，当钢材温度上升到500℃以上时，钢结构因机械强度下降而失去支撑力，会导致建筑物坍塌。因此，对钢结构进行防火保护以提高其耐火极限，可以增加消防救援时间，从而减少人员的伤亡；对钢结构使用防火涂料是一种比较理想的阻燃方式；将钢结构防火涂料喷涂于钢构件表面，当火灾发生时，防火涂料可以起到防火隔热作用，防止钢材在升温过程中迅速升温从而导致强度降低，从而避免钢结构失去支撑力而导致建筑倒塌。
[0003]薄涂型钢结构防火涂料具有优良的理化性能，使用该涂料能大大提高钢结构的耐火极限，满足有关防火规范要求。
[0004]现如今市场上的薄涂料型防火涂料多为溶剂型，由于目前对环保的要求越来越高，水性涂料的研制迫在眉睫。水性超薄膨胀型钢结构防火涂料由于其涂层薄、外观装饰性好、施工简便及对结构的自重影响小等优点，近年来受到极大的关注。
[0005]常见的水性超薄膨胀型钢结构防火涂料主要由乳液、颜填料、成炭剂、发泡剂、脱水剂以及助剂等几部分组成；成炭剂为多官能醇，一般采用高含碳量及低反应速度的物质；发泡剂受热能分解成不燃性气体，使涂层达到软化点的条件下发泡膨胀形成海绵状炭质层。而脱水剂一般采用受热能分解产生具有脱水作用的酸的化合物，能促进和改善涂层的热分解过程，促进产生不易燃的炭层结构。防火涂料的各组成之间的协同作用对耐火性能的提升有重要作用。
[0006]市面上现有的水性薄涂型钢结构防火涂料具有炭层膨胀强度低、防火性能差等缺陷。
[0007]市面上现有的水性薄涂型钢结构防火涂料的耐水性能不甚理想，钢结构建筑使用时经水长时间浸泡之后会出现开裂及脱落等现象，目前都是亟待解决的问题。
[0008](一)要解决的技术问题
[0009]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法。
[0010](二)技术方案
[0011]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0012]一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，由以下按质量份计的组分组成：乳液20
‑
35份、颜填料7
‑
20份、成炭剂5
‑
15份、发泡剂5
‑
15份、脱水剂10
‑
30份、阻燃抑烟协效剂5
‑
15份、助剂1.5
‑
16份、水5
‑
35份，该涂料能够在高温下膨胀1
‑
50倍。
[0013]进一步地，所述的乳液为丙烯酸乳液、丙苯乳胶和聚环氧树脂乳液中的一种或两
种及以上按照任意比例混合而成。
[0014]进一步地，所述的颜填料由颜填料一和颜填料二按照质量比为1
‑
15:1混合而成，所述的颜填料一为金红石型钛白粉或者锐钛型钛白粉，所述的颜填料二为滑石粉或氢氧化铝。
[0015]进一步地，所述的成炭剂为淀粉、山梨醇或季戊四醇。
[0016]进一步地，所述的发泡剂为三聚氰胺或者双氰胺。
[0017]进一步地，所述的脱水剂为微囊化聚磷酸铵或磷酸三聚氰胺，所述的聚磷酸铵聚合度不低于1000。
[0018]进一步地，所述的阻燃抑烟协效剂为硼酸锌。
[0019]进一步地，所述的助剂由以下按质量份计的组分组成：消泡剂0.1
‑
1份、润湿剂0.1
‑
2.5份、分散剂0.2
‑
5份、防腐剂0.05
‑
0.5份、成膜助剂0.2
‑
5份、增稠剂0.1
‑
1份和pH调节剂0.1
‑
1份。
[0020]进一步地，所述的消泡剂为油基消泡剂、有机硅消泡剂或乳液型消泡剂中的一种或两种以上的任意组合；
[0021]所述的润湿剂为有机硅表面活性剂；
[0022]所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂或聚丙烯酸铵盐分散剂中的一种或两种以上的任意组合；
[0023]所述的防腐剂为含二价金属盐的卡松类杀菌剂；
[0024]所述的成膜助剂三聚氰胺
‑
甲醛树脂、为十二酯醇、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇乙醚中的一种或两种以上的任意组合。
[0025]所述的增稠剂为膨润土、聚乙烯醇和乙二醇中的一种或者两种以上的任意组合；
[0026]所述的pH调节剂助剂为氨水、AM
‑
95、MA
‑
95、AMP
‑
95中的一种或两种以上的任意组合。
[0027]一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，包括如下的步骤：
[0028]步骤S1：于分散釜300
‑
800r/min的转速下，在分散釜中首先加入水、润湿剂、分散剂和pH调节剂并搅拌5
‑
10分钟，接着加入颜填料，转速调至500
‑
800r/min，继续搅拌5
‑
10分钟；再加入成炭剂、发泡剂、脱水剂和阻燃抑烟协效剂，将转速调高至1500
‑
3000r/min，接着搅拌1
‑
20分钟，直至呈分散均匀的防火涂料浆料；
[0029]步骤S2：将上述得到的防火涂料浆料转移到研磨釜中，加入与防火涂料浆料同等重量的锆珠搅拌0.5
‑
2小时，搅拌速率为1500
‑
3000r/min，然后将锆珠过滤除去，得到研磨后的防火涂料浆料，所述锆珠的直径为1
‑
3毫米，加入锆珠的目的是将防火涂料浆料进行研磨，使浆料颗粒尺寸控制在100微米以下；
[0030]步骤S3：接着在搅拌速率为800
‑
2000r/min的条件下，在上述防火涂料浆料中加入乳液、消泡剂、防腐剂、成膜助剂和增稠剂，搅拌10
‑
30分钟，即得到水性超薄膨胀型钢结构防火涂料。
[0031](三)有益效果
[0032]本专利技术的有益效果是：本专利技术的水性超薄膨胀型钢结构阻燃涂料在高温下能起到膨胀阻燃的作用，而且炭层膨胀率高，炭层强度高，同时具有优异的耐水性能和防腐性。
[0033]本专利技术使用的阻燃抑烟协效剂硼酸锌及具有疏水性的三聚氰胺
‑
甲醛树脂可以有
效提高防火涂料的防火性能及耐水性。
[0034]本专利技术使用的膨润土能提高涂料的耐水和防火性能。
[0035]本专利技术使用的颜填料二滑石粉和氢氧化铝，能提高炭层强度、阻燃性能和防腐性能，并能提高储存稳定性。
具体实施方式
[0036]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面通过具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，由以下按质量份计的组分组成：乳液20
‑
35份、颜填料7
‑
20份、成炭剂5
‑
15份、发泡剂5
‑
15份、脱水剂10
‑
30份、阻燃抑烟协效剂5
‑
15份、助剂1.5
‑
16份、水5
‑
35份。2.如权利要求1所述的一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的乳液为丙烯酸乳液、丙苯乳胶和聚环氧树脂乳液中的一种或两种及以上按照任意比例混合而成。3.如权利要求1所述的一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的颜填料由颜填料一和颜填料二按照质量比为1
‑
15:1混合而成，所述的颜填料一为金红石型钛白粉或者锐钛型钛白粉，所述的颜填料二为滑石粉或氢氧化铝。4.如权利要求1所述的一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的成炭剂为淀粉、山梨醇或季戊四醇。5.如权利要求1所述的一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的发泡剂为三聚氰胺或者双氰胺。6.如权利要求1所述的一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的脱水剂为微囊化聚磷酸铵或磷酸三聚氰胺，所述的聚磷酸铵聚合度不低于1000。7.如权利要求1所述的一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的阻燃抑烟协效剂为硼酸锌。8.如权利要求1所述的一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的助剂由以下按质量份计的组分组成：消泡剂0.1
‑
1份、润湿剂0.1
‑
2.5份、分散剂0.2
‑
5份、防腐剂0.05
‑
0.5份、成膜助剂0.2
‑
5份、增稠剂0.1
‑
1份和pH调节剂0.1
‑
1份。9.如权利要求1所述的一种水性超薄膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于，所述的消泡剂为油基消泡剂、有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑶，秦玉猛，
申请(专利权)人：北京三棵树新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：