一种防腐防火一体化涂料及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种防腐防火一体化涂料，其包括防腐底层涂料和防火面层涂料；所述防腐底层涂料包括A组分、B组分和C组分，所述防火面层涂料包括B组分、C组分和D组分；其中，所述A组分包括：死烧氧化镁粉、超细石英粉、死烧氧化铝粉、玄武岩纤维、硼砂、十二水合磷酸氢二钠；所述B组分包括：磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙；所述C组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷、水为；所述D组分包括：死烧氧化镁粉、偏高岭土、钛白粉、白刚玉砂、膨胀珍珠岩散料、玄武岩纤维、硼砂、十二水合磷酸氢二钠。本发明专利技术防腐、防火性能优异，耐久性好，对环境友好且应用便捷。对环境友好且应用便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种防腐防火一体化涂料及其应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体是一种防腐防火一体化涂料及其应用。

技术介绍

[0002]钢结构具有强度高、自重轻、抗震性好、安装施工快捷等一系列优点，被越来越多应用于高层建筑、大跨度结构和轻型结构等。由于钢材中两相分布不均，且碳化物电位高于铁素体电位，在裸露环境下钢材易受腐蚀介质 (H2O、O2、Cl
‑
、SO
42
‑
等) 侵蚀，在钢材表面形成无数个微小腐蚀原电池，引起电化学腐蚀。钢结构设施在使用过程中不可避免的会接触到水蒸汽、酸、碱、盐等物质，加快了钢材的腐蚀速度进而缩短了钢结构的使用寿命。因此，对钢结构必须采取防腐保护措施。
[0003]钢材是不燃材料，钢结构属非燃烧体，但普通建筑用钢的导热率高（常温达58.2 W/m
·
K，升温或遇火时则更高）、传热迅速，一般在300～400℃时钢材强度开始迅速下降，到500℃左右时强度下降到40～50%，其力学性能（如屈服点、抗拉强度、弹性模量）以及负载能力均迅速下降，这个过程（即耐火极限）仅0.25 h。因此，若建筑钢结构未采取任何防火保护措施，一旦遇到火灾，会迅速坍塌。
[0004]在钢结构的各种防腐和防火保护措施中，在其表面涂覆各类涂料是较为简单易行、可靠和经济实用的方法，可明显提高钢构件的防腐等级和耐火极限。无论是钢材防腐涂料还是防火涂料，按所用胶粘剂的性质可分为有机型、无机型和有机无机复合型三类。
[0005]无机非金属涂料本身不会释放有毒气体和老化，较有机涂料更有优势，若涂覆在钢基材上，无机非金属涂料可以通过物理屏障保护钢结构表面免受磨损，还可通过本身渗透与钢结构表面铁原子化学结合形成一层化学结合的无机聚合防腐涂层，持续对钢结构表面进行保护。无机非膨胀厚型防火涂料，其厚度在8～50mm范围内变化，遇火时依靠涂料中的绝热材料阻止热的传递来保护基材；该类涂料多为无机水溶性涂料，耐火极限较高，燃烧时不产生有毒气体和烟雾，且无机组份抵抗外界环境的长期侵蚀作用较好，环境友好性和耐久性均优于有机防火涂料。
[0006]但在现有技术中，用于防腐的无机涂层厚度不超过2mm，结构致密和导热率高，不能满足防火要求；用于防火的厚型无机涂层，由于采用了大量的轻质骨料，涂层硬化体间的孔隙多，水分和空气很容易进入和穿过涂层，引起钢结构析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生。目前，仅依靠防腐涂层和防火涂层的简单叠加无法保证不同涂层间的良好粘结和协同作用。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术，本专利技术提出一种防腐防火一体化涂料及其应用。
[0008]无机水性涂料的粘结剂是影响无机水性涂料综合性能的主要因素。磷酸钾镁胶粘剂（MKPC）类属磷酸盐胶粘剂系列，由碱组份死烧氧化镁、酸组份钾磷酸盐和助剂等按照一定比例制成，其在酸性条件下通过酸碱化学反应及物理作用生成磷酸盐为黏结相，且在常温下通过化学键结合，具备常温固化、快硬、高早强、高体积稳定性、粘结性强等特点。MKPC
中的可溶性磷酸盐可与钢结构表面的铁元素结合形成一层致密的磷酸铁类化合物保护层，既可保护钢结构表面的锈蚀，又增强了涂料在钢结构表面的附着力，可克服无机涂料与钢基层附着力差的缺陷，MKPC体系水化硬化过程中碱组份死烧氧化镁为表面反应，硬化体中存在大量未反应的氧化镁，在分层涂覆时，上层塑性MKPC浆体中的磷酸盐会与已硬化底层中未反应的氧化镁发生反应，进而增强了新老MKPC硬化体间的粘结力。MKPC的主要原料死烧氧化镁粉本身就是耐火材料，其硬化体具有较好的防火耐高温性能。
[0009]随着钢结构应用范围的扩大和日益突出的环境问题，对钢结构防腐、防火涂料的要求也越来越严格，开发防腐能力强、阻燃性能突出、多功能化、环保及使用寿命长的防火、保温一体化涂料是总的发展趋势。鉴于MKPC的优良性能，以其作为主胶粘剂，用缓蚀剂、红外反射材料、矿物掺合料等作为改性助剂，用耐高温、轻质多孔细骨料作为填料，用耐高温短切纤维等作为增韧材料，通过对上述无机涂料组成结构的优化设计和分层施工，在钢基材、防腐底层和防火面层间采取一定的构造措施，可制备出防腐、防火性能优异，耐久性好、对环境友好且应用便捷的高性能钢结构防腐、防火一体化涂层。
[0010]本专利技术提供的一种防腐防火一体化涂料，其包括防腐底层涂料和防火面层涂料；所述防腐底层涂料包括A组分、B组分和C组分，所述防火面层涂料包括B组分、C组分和D组分；其中，按质量百分比计，所述A组分包括：死烧氧化镁粉（MKPC胶粘剂碱组分）70～85%、超细石英粉（耐高温填料）6～15%、死烧氧化铝粉（耐高温助剂）2～8%、玄武岩纤维（增韧组分）0.6～1.2%、硼砂（缓凝组分）2～3%、十二水合磷酸氢二钠（缓凝组分）5～7%；按质量百分比计，所述B组分包括：磷酸二氢钾(MKPC胶粘剂酸组分)85～105%、亚硝酸钠或亚硝酸钙（缓凝组分）4.0～6.0%；按质量百分比计，所述C组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷10～50%、水为50～90%；按质量百分比计，所述D组分包括：死烧氧化镁粉(主要碱组分)30～50%、偏高岭土(填料）5.0～10.0%、钛白粉（耐火助剂）0.6～0.2%、白刚玉砂（耐火骨料）30～45%、膨胀珍珠岩散料(轻质骨料)8.0～12.0%、玄武岩纤维（增韧组分）0.6～1.2%、硼砂（缓凝组分）1.0～2.0%、十二水合磷酸氢二钠（缓凝组分）2.0～4.0%。
[0011]优选地，所述A组分中，所述超细石英粉中二氧化硅的质量含量为95～99%，所述超细石英粉的粒径为270～300μm；所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为95～99%，所述死烧氧化铝粉的粒径为380～500μm；所述玄武岩纤维的长度为3mm，直径为17～25μm；所述硼砂、十二水合磷酸氢二钠均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。
[0012]优选地，所述A组分的制备方法包括：向密封式干粉搅拌机中依次加入死烧氧化镁粉、超细石英粉和死烧氧化铝粉，慢速搅拌均匀，再加入硼砂和十二水合磷酸氢二钠，慢速搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维，慢速搅拌至玄武岩纤维完全分散开，密封包装待用。
[0013]优选地，所述B组分中，所述磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。
[0014]优选地，所述B组分的制备方法包括：向搅拌机中依次加入磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙，混合均匀后密封包装待用。
[0015]优选地，所述C组分的制备方法包括：将异辛丁基三乙氧基硅烷加入水中并混合均匀，得到水稀释的硅烷浸渍液，装入密闭容器中待用。
[0016]优选地，所述D组分中，白刚玉砂中Al2O3≥90%，细度为850～425μm，密度为3.95～3.97g/cm3；所述膨胀珍珠岩散料的细度为1.2～3 mm，密度为200～300kg/m3，导热系数为0.066～0.074W/(m
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K)。
[0017]优选地，所述D组分的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防腐防火一体化涂料，其特征在于，其包括防腐底层涂料和防火面层涂料；所述防腐底层涂料包括A组分、B组分和C组分，所述防火面层涂料包括B组分、C组分和D组分；其中，按质量百分比计，所述A组分包括：死烧氧化镁粉70～85%、超细石英粉6～15%、死烧氧化铝粉2～8%、玄武岩纤维0.6～1.2%、硼砂2～3%、十二水合磷酸氢二钠5～7%；按质量百分比计，所述B组分包括：磷酸二氢钾85～105%、亚硝酸钠或亚硝酸钙4.0～6.0%；按质量百分比计，所述C组分包括：异辛丁基三乙氧基硅烷10～50%、水为50～90%；按质量百分比计，所述D组分包括：死烧氧化镁粉30～50%、偏高岭土5.0～10.0%、钛白粉0.6～0.2%、白刚玉砂30～45%、膨胀珍珠岩散料8.0～12.0%、玄武岩纤维0.6～1.2%、硼砂1.0～2.0%、十二水合磷酸氢二钠2.0～4.0%。2.如权利要求1所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述A组分中，所述超细石英粉中二氧化硅的质量含量为95～99%，所述超细石英粉的粒径为270～300μm；所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为95～99%，所述死烧氧化铝粉的粒径为380～500μm；所述玄武岩纤维的直径为17～25μm；所述硼砂、十二水合磷酸氢二钠均为工业级无色或白色晶体，粒径均为180～250μm。3.如权利要求1或2所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述A组分的制备方法包括：将死烧氧化镁粉、超细石英粉和死烧氧化铝粉混合，搅拌均匀，再加入硼砂和十二水合磷酸氢二钠，搅拌均匀，最后加入玄武岩纤维，搅拌至玄武岩纤维完全分散开。4.如权利要求1所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述B组分的制备方法包括：将磷酸二氢钾、亚硝酸钠或亚硝酸钙搅拌混合均匀。5.如权利要求1所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述C组分的制备方法包括：将异辛丁基三乙氧基硅烷加入水中并混合均匀，得到水稀释的硅烷浸渍液。6.如权利要求1所述的防腐防火一体化涂料，其特征在于，所述D组分中，白刚玉砂中Al2O3≥90%，细度为850～425μm，密度为3.95～3.97g/cm3；所述膨胀珍珠岩散料的细度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，李涛，杨建明，徐晓晖，胡夏闽，梅江涛，李林，黄峰，全有维，
申请(专利权)人：三江学院，
类型：发明
国别省市：