一种硅酸盐膨胀型防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅酸盐膨胀型防火涂料及其制备方法，所述防火涂料遇火膨胀，释放水蒸气降低温度并生成多孔的硅泡沫层阻隔热量

【技术实现步骤摘要】
一种硅酸盐膨胀型防火涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及防火涂料领域，特别涉及一种硅酸盐膨胀型防火涂料与制备方法
。
技术背景
[0002]钢结构常用于建筑的支撑结构，但是在经历火灾时，钢铁会因温度过高而失去结构稳定性，造成财产损失与人员伤亡
。
使用防火涂料来保护基体免受火灾侵蚀是一种常用的方式，在生产生活中常用的有机型防火涂料制备过程中需要添加大量的阻燃剂，且在火灾抵御的过程中会放出大量有毒有害烟气，遇火后形成的膨胀弹层较为疏松易碎
。
[0003]水玻璃是一种硅酸盐，它成膜后形成的涂层在遇火时既不燃烧也不生烟，且遇热能够膨胀为隔热的泡沫结构，并释放大量水蒸气，对被保护基体有较好的保护作用
。
水玻璃制备过程简单，无需阻燃剂的加入，固化后形成的涂层透明坚硬，遇热后形成的膨胀层坚固不易脱落，是一种优异的防火涂料
。
[0004]因此，值得寻找一种防火涂料，能够进一步提升水玻璃的防火性能，延长耐火时间，并且不降低它的透明度
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于提供一种高性能的硅酸盐膨胀型防火涂料，具有防火效率高
、
透明
、
膨胀层坚固的特点
。
[0006]提升防火涂料的防火时间能够进一步降低火灾带来的负面影响，硅酸盐防火涂料的防火能力可以通过以下思路实现：一是通过提升硅酸盐的模数影响涂料膨胀时的粘度，进而改变膨胀过程中的泡沫层形貌而提升隔热能力，另一个是通过促进膨胀过程中的硅氧键网状结构形成来提升泡沫层的耐火能力
。
[0007]实现本专利技术的技术方案：一种硅酸盐膨胀型防火涂料，按重量份计包括以下组分：碱金属氢氧化物9‑
20
份
、
二氧化硅
20
‑
35
份
、
氟硅粉1‑5份
、
助剂组分1份，去离子水
50
‑
150
份
。
[0008]所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠
、
氢氧化钾中的一种或二者混合
。
[0009]所述二氧化硅为硅溶胶
、
无定形纳米二氧化硅
、
二氧化硅分散液
、
气相二氧化硅
、
石英
、
玻璃微珠
。
[0010]所述氟硅粉为含有氟硅酸的二氧化硅，是磷化肥生产中产生的废料，其中氟硅酸质量分数为1‑
5 wt%
所述助剂为消泡剂
、
增稠剂
、
流平剂
、
成膜剂
。
[0011]优选的，上述硅酸盐膨胀型防火涂料的各组分为：碱金属氢氧化物9‑
15
份，二氧化硅
25
‑
35
份，氟硅粉1‑3份，助剂组分1份，去离子水
60
份
。
[0012]上述的硅酸盐膨胀型防火涂料的制备方法为：
(1) 在搅拌器中将碱金属氢氧化物溶于去离子水中，以
100
‑
1000 r/min
的转速搅拌
10
‑
50 min
制备成强碱性溶液
。
[0013](2) 将搅拌器加热至
60
‑
95 ℃
，搅拌速度为
200
‑
1000 r/min
，向强碱溶液中加入氟硅粉与二氧化硅，加热搅拌1‑
6 h。
[0014](3) 加入助剂，提高搅拌速度至
1000
‑
2000 r/min
，继续搅拌1‑
3 h。
[0015]上述搅拌器为水浴恒温搅拌器
、
油浴恒温搅拌器
、
加热搅拌台
、
高速搅拌器
。
[0016]本专利技术技术方案中所涉及的原料除特别说明外，均可通过市场购买获得
。
[0017]本专利技术的有益效果：（1）本专利技术制备出了一种具有优秀防火性能的水玻璃防火涂料，涂料在遇火过程中迅速释放水蒸气，降低热量；涂层快速膨胀
10
‑
20
倍，形成坚固的沫状硅层，利用多孔结构阻隔热量
。
[0018]（2）本专利技术中的防火涂料具有制备工艺简单
、
防火时间长
、
透明
、
防火过程中无烟无毒
、
膨胀层坚固不易剥落的优点
。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的实施例1和对比例1的形貌图；图2是本专利技术的实施例1和对比例1防火测试后膨胀层的形貌与剖面图；图3是本专利技术的实施例1膨胀硅层的粘附能力和坚固程度的展示图；图4是本专利技术的实施例1和对比例1在防火测试中的背温升温曲线；图5是本专利技术的实施例1和对比例1的热失重曲线
。
具体实施方式实施例1
[0020]各组分含量：氢氧化钠（
12
份），无定形纳米二氧化硅（
27
份），氟硅粉（2份），助剂（1份），去离子水（
60
份）
。
[0021]制备方法：首先将氢氧化钠加入放有去离子水的搅拌罐中，开机搅拌，以
500r/min
的转速搅拌
10min
制得氢氧化钠水溶液
。
向溶液中加入氟硅粉和无定形二氧化硅，加热至
85℃
，保持
500 r/min
的转速继续搅拌
3h。
最后加入助剂，关闭加热，将转速提升至
1500 r/min
搅拌
1 h。
缓慢降低转速，收集涂料
。
[0022]将得到的涂料刷涂至
Q235
钢片表面，待干燥后继续刷涂，反复刷涂直至涂层厚度达到
2 mm。
在自然条件下养护
7 d
，至涂层厚度不再发生变化
。
[0023]比较例1各组分含量：氢氧化钠（
12
份），无定形纳米二氧化硅（
29
份）
、
助剂（1份），去离子水（
58
份）
。
[0024]制备方法同实施例
1。
[0025]性能测试及测试结果：实施例1比较例1氢氧化钠
1212
无定形纳米二氧化硅
2729
氟硅粉
20
助剂
11
去离子水
5858
总量
100100
耐火时间
(min)5267
粘度
(
厘泊
)361172
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种硅酸盐膨胀型防火涂料，其特征在于，按重量份计包括以下组分：碱金属氢氧化物9‑
20
份
、
二氧化硅
20
‑
35
份
、
氟硅粉1‑5份
、
助剂1份，去离子水
50
‑
150
份
。2.
根据权利要求1所述的硅酸盐膨胀型防火涂料，其特征在于，各组分为：碱金属氢氧化物9‑
15
份，二氧化硅
25
‑
35
份，氟硅粉1‑3份，助剂1份，去离子水
60
份
。3.
根据权利要求1所述的硅酸盐膨胀型防火涂料，其特征在于，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种
。4.
根据权利要求1所述的硅酸盐膨胀型防火涂料，其特征在于，所述二氧化硅为硅溶胶
、
无定形纳米二氧化硅
、
二氧化硅分散液
、
气相二氧化硅
、
石英
、
玻璃微珠中的一种或几种
。5. 根据权利要求1所述的硅酸盐膨胀型防火涂料，其特征在于，所述氟硅粉为磷化肥生产中的废料，其中氟硅酸质量分数为
0.5
‑
2 wt%。6.
根据权利要求1所述的硅酸盐膨胀型防火涂料，其特征在于，所述的助剂为消泡剂
、
增稠剂
、
流平剂
、
成膜剂
。7.
一种硅酸盐膨胀型防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪飞，隋岩峰，龙巍云，胡国涛，张胜，史连军，李白玉，
申请(专利权)人：瓮福集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：