一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法技术

本发明专利技术属于防火涂料制备领域，公开了一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，由以下质量百分比的组分组成：20～25份聚磷酸铵，20～25份的水性硅丙乳液，3～5份纳米硅藻土分散液，1～2份六偏磷酸钠，3～5份改性玻璃短纤维，0.3～0.5份OP

【技术实现步骤摘要】
一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法


[0001]本专利技术涉及防火涂料制备领域，更具体地说，涉及一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法。

技术介绍

[0002]防火涂料是一种特种涂料，又称阻燃涂料，将防火涂料用于基材表面，能够改变材料表面的燃烧特性，提高材料的耐火能力，减缓火焰蔓延传播速度，或在一定时间内阻止燃烧；现代化高层及大型建筑物的框架大多数采用钢结构，虽然作为承重构件的钢材具有强度高、自重轻、负荷能力大、抗震性能好、易施工、无污染、可循环利用等优点，但是，其导热系数大，一旦遇到火灾，在10
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15min内其温度可升至700℃，远远超过了自身的临界温度(540℃)，此时，因钢材的屈服强度急剧下降至常温态的40％左右而失去承载力，会引起建筑物垮塌，目前，我国多采用钢结构防火涂料对其进行涂装保护，防火涂料涂刷于钢构件表面，遇火时涂层膨胀发泡形成炭化耐火隔热保护层，隔绝氧气，延滞钢结构受热的速度，避免钢构件快速升温，从而提高钢结构的耐火时限，降低热量传递的速度，推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。
[0003]目前国内外研究的钢结构防火涂料主要有两大类：膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料,由于后者的防火性能较差，已经逐渐被淘汰，钢的涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层，阻止了热量迅速向钢基材传递，推迟了钢基材强度的降低，从而提高了钢结构的耐火极限；
[0004]经过检索，专利号CN201210544783.0水性膨胀型钢结构防火涂料及制备方法，由于本专利技术采用的涂料基质乳液体系(水性环氧体系和自交联硅丙乳液)均具有微交联结构，提高了涂层的致密程度，其中自交联硅丙乳液含有硅元素，在火焰烧蚀下能在炭化层表面形成坚硬的白色陶瓷状物质，从而提高炭化层强度，延长其耐火极限；
[0005]该专利中的涂料基质乳液体系，在钢材上长期遇到空气中的水份和氧气后，容易出现脱层掉落的现象，这样就会导致钢材结构的暴漏，进而降低了钢材的耐火效果。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法。
[0007]一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，由以下质量百分比的组分组成：20～25份聚磷酸铵，20～25份的水性硅丙乳液，3～5份纳米硅藻土分散液，1～2份六偏磷酸钠，3～5份改性玻璃短纤维，0.3～0.5份OP
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10乳化剂，25～30份去离子水，70～1200目的云母粉原料，且具体包括以下步骤：
[0008](1)、制备云母阻燃膨胀剂：
[0009]S1、制备纳米云母片：以70～12000目天然云母粉为原料，通过超声、研磨、水蒸气冲击、硝酸混合加热中的任意一种方法剥离得到纳米云母片，所得纳米云母片的片径为1～40μm，厚度为1～40nm；
[0010]S2、以纳米云母片为原材料，制备云母阻燃膨胀剂：以重量份数计，所述云母阻燃膨胀剂的原料包括：纳米云母片1～15份、金属盐1～15份和水20～60份，按上述重量份数称取金属盐及步骤S1所得纳米云母片，用水溶解并搅拌均匀得到混合液；
[0011]调节混合液pH为4～7，向混合液内逐滴加入浓度为0.1mol/L的水合盐、碳酸盐或碳酸氢盐溶液，常温下搅拌40～110min，使得水合盐、碳酸盐或碳酸氢盐沉积在纳米云母片表面，当无新的沉淀物生成后过滤，取滤渣，在低于80℃的真空环境下干燥得到云母阻燃膨胀剂；
[0012](2)、结合云母阻燃膨胀剂制备水性膨胀型钢结构防火涂料：以重量份数计，所述水性膨胀型钢结构防火涂料的原料包括：云母阻燃膨胀剂10～20份、无机树脂20～30份、溶剂20～50份、20～25份的水性硅丙乳液、3～5份纳米硅藻土分散液，先将无机树脂与溶剂按上述重量份数混合，再加入水性硅丙乳液、纳米硅藻土分散液、OP
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10乳化剂及去离子水，在20～50℃下以150～1000r/min的转速搅拌0.5～4h，得到搅拌均匀的混料，其次再向所述混料中加入S2所得云母阻燃膨胀剂和六偏磷酸钠、聚磷酸铵、三聚氰胺及季戊四醇，最后加入改性玻璃短纤维，分散均匀，经研磨机研磨至固体细度低于10μm，200目滤网过筛得到防火涂料。
[0013]进一步的，所述金属盐为氯化盐、硫酸盐、硝酸盐中的任意一种或多种的混合物，所述金属盐中的金属选自锌、铁、铝、钙、锆。
[0014]进一步的，所述无机树脂为无机硅树脂、无机钛树脂、无机铝树脂、无机硼树脂的一种或任意多种的混合物。
[0015]进一步的，所得云母阻燃膨胀剂的片径为1～40μm，厚度为10～110nm，其中纳米云母片表面的沉积层的厚度为5～40nm。
[0016]进一步的，所述溶剂还包括有用于改善涂料物理特性的助剂，所述助剂选自消泡剂、流平剂、润湿剂中的一种或任意多种的组合。
[0017]综上所述，本专利技术包括以下至少一个有益技术效果：本专利技术中纳米云母阻燃膨胀剂和改性玻璃短纤维之间的结合，一方面增加了防火涂料的耐氧化性，涂附在钢材上不易脱层，另一方面增加了防火涂料的耐火性能。
附图说明
[0018]图1本专利技术中防火涂料的耐燃时间对比图。
具体实施方式
[0019]以下结合附图1对本专利技术作进一步详细说明。
[0020]本专利技术实施例公开一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法：
[0021]实施例1
[0022]本实施例的一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0023](1)、制备云母阻燃膨胀剂：
[0024]S1、制备纳米云母片：以1000目天然云母粉为原料，通过超声、研磨、水蒸气冲击、硝酸混合加热中的任意一种方法剥离得到纳米云母片，所得纳米云母片的片径为40μm，厚度为40nm；
[0025]S2、以纳米云母片为原材料，制备云母阻燃膨胀剂：以重量份数计，所述云母阻燃膨胀剂的原料包括：纳米云母片1～15份、金属盐1～15份和水20～60份，按上述重量份数称取金属盐及步骤S1所得纳米云母片，用水溶解并搅拌均匀得到混合液；调节混合液pH为4～7，向混合液内逐滴加入浓度为0.1mol/L的水合盐、碳酸盐或碳酸氢盐溶液，常温下搅拌40～110min，使得水合盐、碳酸盐或碳酸氢盐沉积在纳米云母片表面，当无新的沉淀物生成后过滤，取滤渣，在低于80℃的真空环境下干燥得到云母阻燃膨胀剂；所得云母阻燃膨胀剂的片径为40μm，厚度为60nm，其中纳米云母片表面的沉积层的厚度为25nm；
[0026](2)、结合云母阻燃膨胀剂制备水性膨胀型钢结构防火涂料：以重量份数计，所述水性膨胀型钢结构防火涂料的原料包括：云母阻燃膨胀剂10～20份、无机树脂20～30份、溶剂20～50份、20～25份的水性硅丙乳液、3～5份纳米硅藻土分散液，先将无机树脂与溶剂按上述重量份数混合，再加入水性硅丙乳液、纳米硅藻土分散液、OP
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10乳化剂及去离子水，在20～50℃下以150～1000r/min的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：20～25份聚磷酸铵，20～25份的水性硅丙乳液，3～5份纳米硅藻土分散液，1～2份六偏磷酸钠，3～5份改性玻璃短纤维，0.3～0.5份OP
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10乳化剂，25～30份去离子水，70～1200目的云母粉原料，且具体包括以下步骤：(1)、制备云母阻燃膨胀剂：S1、制备纳米云母片：以70～12000目天然云母粉为原料，通过超声、研磨、水蒸气冲击、硝酸混合加热中的任意一种方法剥离得到纳米云母片，所得纳米云母片的片径为1～40μm，厚度为1～40nm；S2、以纳米云母片为原材料，制备云母阻燃膨胀剂：以重量份数计，所述云母阻燃膨胀剂的原料包括：纳米云母片1～15份、金属盐1～15份和水20～60份，按上述重量份数称取金属盐及步骤S1所得纳米云母片，用水溶解并搅拌均匀得到混合液；调节混合液pH为4～7，向混合液内逐滴加入浓度为0.1mol/L的水合盐、碳酸盐或碳酸氢盐溶液，常温下搅拌40～110min，使得水合盐、碳酸盐或碳酸氢盐沉积在纳米云母片表面，当无新的沉淀物生成后过滤，取滤渣，在低于80℃的真空环境下干燥得到云母阻燃膨胀剂；(2)、结合云母阻燃膨胀剂制备水性膨胀型钢结构防火涂料：以重量份数计，所述水性膨胀型钢结构防火涂料的原料包括：云母阻燃膨胀剂10～20份、无机树脂20～30份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇轩，张妍，张涛，顾羽城，赵锦龙，
申请(专利权)人：张宇轩，
类型：发明
国别省市：