一种防火型保温涂料及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种防火型保温涂料，其包括防腐底漆和防火面漆；其中，按质量百分比计，所述防腐底漆包括：第一磷酸镁胶粘剂85

【技术实现步骤摘要】
一种防火型保温涂料及其应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体是一种防火型保温涂料及其应用。

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
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、SO
42
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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。因此，对钢结构必须采取防腐保护措施。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58.2W/m
·
K，升温或遇火时则更高)、传热迅速，一般在300
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400℃时钢材强度开始迅速下降，到500℃左右时强度下降到40
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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0.25h。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。
[0003]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、无机型和有无机复合型三类。无机胶粘剂涂料本身不会释放有毒气体和老化，较有机涂料更有优势。针对钢材防腐和防火的双重要求，单纯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，设计和制备防腐、防火一体化涂层是发展方向。已有的防腐和防火一体化涂层(如CN102249708 B)的施工工艺复杂和固化周期长，以硅酸盐水泥作为主胶粘剂造成钢基材、防腐底层以及防火面层之间的粘结力较差和体积稳定性差。
[0004]在常用的无机胶粘剂系列中，磷酸镁胶粘剂(MPC)类属磷酸盐胶粘剂系列，由碱组份死烧氧化镁、酸组份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。MPC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，MPC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MPC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MPC硬化体间的粘结力。MPC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。CN114891381A中提出了一种磷酸镁水泥基钢结构防腐型防火涂料的制备和使用方法，使用磷酸镁水泥作为胶粘剂可通过磷化作用提高钢基材的防腐能力。但使用单一的厚型磷酸镁水泥基防火涂层，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，其防腐效果有限。所以，目前急需一种环保无污染、与钢基材粘结强度高、兼具防火与防腐功能、涂层间的粘结和协同作用好、便于施工的钢结构厚型涂料。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，具体针对现有防腐、防火一体化涂层施工复杂和周期长，基材、防腐底层和防火面层粘结力弱和体积稳定性差的缺陷；针对现有磷酸镁胶粘剂基钢结构涂层功能单一(防腐涂层耐高温性能差、防火涂层结构不致密和腐蚀介质易渗入)的缺陷，本专利技术提出一种防火型保温涂料及其应用，以磷酸镁胶粘剂为主要成膜材料，制备防腐底层和防火面层。防腐底层通过添加耐高温填料和晶须以提高其耐高温性能和与钢基层、面层防火涂料的协同能力。防火面层通过加入填料、助剂和纤维等改善其防火能力和与防腐底层的协同能力。所制备的耐高温型钢结构防腐底层涂料和厚型防火面层涂料，辅以配套的施工方法，具有常温固化、固化快、体积稳定性好的特点，其与钢基体附着力强、耐久性好、防腐能力强和耐火极限高，本专利技术制备工艺简单、施工周期短、低碳环保。本专利技术使无机厚型钢结构涂料多功能化，具有很好的市场前景和应用价值。
[0006]本专利技术提供的一种防火型保温涂料，其包括防腐底漆和防火面漆；
[0007]其中，按质量百分比计，
[0008]所述防腐底漆包括：第一磷酸镁胶粘剂85
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92％、缓凝剂3
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6％、缓蚀增强剂3
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5％、消泡剂0.5
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1.5％、耐高温助剂0.8
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1.5％、耐高温增韧剂0.5
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1.5％；
[0009]所述防火面漆包括：第二磷酸镁胶粘剂60
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70％、缓凝剂2.0
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6.0％、耐火助剂0.8
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1.5％、耐火填料8
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12％、轻质骨料16
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24％、耐高温纤维0.5
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1.0％。
[0010]优选的，所述第一磷酸镁胶粘剂由第一碱组份、耐高温填料和第一酸组份组成，所述第一碱组份包括死烧氧化镁，所述耐高温填料为偏高岭土和/或磨细石英粉，所述第一酸组份包括复合磷酸盐，所述复合磷酸盐为磷酸二氢铵和十二水合磷酸氢二钠；所述第一碱组份与第一酸组份的质量比为2.5
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3.0：1；
[0011]所述第一碱组份中，死烧氧化镁占第一碱组份的80
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90％，耐高温填料占总组份的10
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20％；死烧氧化镁为菱镁矿经大于1300℃高温煅烧和粉磨得到，其中MgO含量为88
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92％，细度为200
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300目；
[0012]所述耐高温填料中，偏高岭土为经800℃以上高温煅烧和粉磨得到，细度为1000
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1500目；所述磨细石英粉中二氧化硅的质量含量95
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99％，所述磨细石英粉的粒径为270
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300μm；
[0013]所述第一酸组份中，磷酸二氢铵和十二水合磷酸氢二钠的质量比为1：0.15
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0.20，均为工业级，粒径均为100
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120目。
[0014]优选的，所述缓凝剂为硼砂和/或硼酸，晶体粉末状，粒径为100
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150目，工业级。
[0015]优选的，所述缓蚀增强剂为三聚磷酸铝或三聚磷酸铝改性产品，优品级，细度为800
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1250目，pH值为5.5
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7。适量三聚磷酸铝的加入不仅可作为缓蚀组份，提高涂层的抗腐蚀能力，还可通过激发磷酸铵镁胶粘剂浆体的后期水化活性，提高硬化体的后期强度。
[0016]优选的，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷固体粉末；所述耐高温助剂为死烧氧化铝粉和/或纳米二氧化钛，所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为95
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防火型保温涂料，其特征在于，其包括防腐底漆和防火面漆；其中，按质量百分比计，所述防腐底漆包括：第一磷酸镁胶粘剂85
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92%、缓凝剂3
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6%、缓蚀增强剂3
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5%、消泡剂0.5
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1.5%、耐高温助剂0.8
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1.5%、耐高温增韧剂0.5
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1.5%；所述防火面漆包括：第二磷酸镁胶粘剂60
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70%、缓凝剂2.0
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6.0%、耐火助剂0.8
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1.5%、耐火填料8
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12%、轻质骨料16
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24%、耐高温纤维0.5
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1.0%。2.如权利要求1所述的防火型保温涂料，其特征在于，所述第一磷酸镁胶粘剂由第一碱组份、耐高温填料和第一酸组份组成，所述第一碱组份包括死烧氧化镁，所述耐高温填料为偏高岭土和/或磨细石英粉，所述第一酸组份包括复合磷酸盐，所述复合磷酸盐为磷酸二氢铵和十二水合磷酸氢二钠；所述第一碱组份与第一酸组份的质量比为2.5
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3.0：1；所述第一碱组份中，死烧氧化镁占第一碱组份的80
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90%，耐高温填料占总组份的10
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20%；死烧氧化镁为菱镁矿经大于1300℃高温煅烧和粉磨得到，其中MgO含量为88
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92%，细度为200
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300目；所述耐高温填料中，偏高岭土为经800℃以上高温煅烧和粉磨得到，细度为1000
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1500目；所述磨细石英粉中二氧化硅的质量含量95
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99%，所述磨细石英粉的粒径为270
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300μm；所述第一酸组份中，磷酸二氢铵和十二水合磷酸氢二钠的质量比为1：0.15
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0.20，均为工业级，粒径均为100
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120目。3.如权利要求1或2所述的防火型保温涂料，其特征在于，所述缓凝剂为硼砂和/或硼酸，晶体粉末状，粒径为100
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150目，工业级。4.如权利要求1或2所述的防火型保温涂料，其特征在于，所述缓蚀增强剂为三聚磷酸铝或三聚磷酸铝改性产品，优品级，细度为800
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1250目，pH值为5.5
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7。5.如权利要求1或2所述的防火型保温涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷固体粉末；所述耐高温助剂为死烧氧化铝粉和/或纳米二氧化钛，所述死烧氧化铝粉中三氧化二铝的含量为95
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99%，所述死烧氧化铝粉的粒径为380
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500μm。6.如权利要求1或2所述的防火型保温涂料，其特征在于，所述耐高温增韧剂为碱式硫酸镁晶须，为针状单晶体，直径D＜1.0μm，平均长度L为10
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60μm，长径比L/D＞30，pH 值为9
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9.5。7.如权利要求1或2所述的防火型保温涂料，其特征在于，所述第二磷酸镁胶粘剂包括第二碱组份和第二酸组份，所述第二碱组份包括死烧氧化镁和偏高岭土，所述第二酸组份包括复合磷酸盐，所述复合磷酸盐为磷酸二氢铵和十二水合磷酸氢二钠；所述第二碱组份与第二酸组份的质量比为2.2
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2.8：1；所述第二碱组份中，死烧氧化镁占第二碱组份的80
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90%，偏高岭土占第二碱组份的10

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