專利名稱：具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防火涂料，尤其涉及一種水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越多。鋼結(jié)構(gòu)具有很多獨特 的優(yōu)點，如高強、高韌、抗震、輕質(zhì)、價廉、體積小、不消耗土木、可工廠預制、建筑工期短等 等。因此，鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在超高層及大跨度建筑等方面更顯 示出強大的生命力。但是鋼結(jié)構(gòu)建筑卻存在耐火性能差的弱點，也成為現(xiàn)今急需解決的及 備受關(guān)注的熱點問題。公安部四川消防研究所在上個世紀70年代開展防火涂料研究的基 礎(chǔ)上，率先于1984年成功研制出LG鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料，這是我國第一代鋼結(jié)構(gòu)防火涂 料。此后，薄型、超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料等產(chǎn)品陸續(xù)問世，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料研究蓬勃發(fā)展，步 入了系列化、標準化階段。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)防火涂料的科研、生產(chǎn)和施工單位已發(fā) 展到近200家，進入了一個蓬勃發(fā)展的時期，產(chǎn)品類型也由最初的厚型發(fā)展到如今的超薄 型。關(guān)于超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料已有許多報道，呂九琢等(現(xiàn)代涂料與涂裝， 2001，(4) :10 12 ;2001，(5) :5 7 ；北京石油化工學院學報，2002，10 ) :4 9)研制的 涂料，涂層厚度2. 09mm，耐火時間66min ；公安部四川消防科研所研制的SCB超薄膨脹型防 火涂料，涂層厚度2. 67mm，耐火極限大147min ；王華進等(涂料工業(yè)，2001，31 O) 16 18) 報道研制成超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，當涂料厚度< 3mm時，其耐火極限為95min ；廣州白云 山雷威化工廠開發(fā)出的GWB室外剛結(jié)構(gòu)防火涂料；揚州金陵特種涂料廠推出的BSC-A鋼結(jié) 構(gòu)防火涂料等。上述報道的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料均是以甲苯、溶劑汽油等有機溶劑為分散介質(zhì)， 丙烯酸樹脂、氯化橡膠、氨基樹脂等為粘結(jié)劑。由于為溶劑型涂料且無添加碳層增強劑，導 致防火涂料環(huán)保性差，膨脹碳層致密性差易脫落，使防火功能降低。目前，超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料普遍存在以下問題(1)產(chǎn)品不具有環(huán)保性，市場上 的防火涂料為溶劑型涂料，含有的大量揮發(fā)性有機物會對大氣造成嚴重污染。(2)燃燒膨脹 后的碳層蓬松，在火災的情況下易脫落，失去防火功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對環(huán)境友好、膨脹碳層致密性高、不易脫落、高防火性 能的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法。所述水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的組份及按質(zhì)量比如下乳液25 30、鈦白 粉5 8、成碳催化劑14 16、發(fā)泡劑9 11、成碳劑7 9、碳層增強劑1 3、水19 21、消泡劑0. 1 0. 5、防腐劑0. 1 0. 5、增稠劑0. 3 0. 6、分散劑0. 3 0. 7、成膜助劑 8 10、丙二醇2 3。所述乳液可選自硅丙乳液、苯丙乳液、純丙乳液等中的至少一種。所述成碳催化劑可選自聚磷酸銨(APP)、磷酸二氫銨、六甲基磷酰三胺、六偏磷酸鈉等中的至少一種。所述發(fā)泡劑可選自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸、三聚氰胺磷酸酯等中的至少一種。所述成碳劑可選自季戊四醇、雙季戊四醇等中的至少一種。所述碳層增強劑可選自粒徑為10 180 μ m的空心微珠等；所述空心微珠的密度 的可為 0. 03g/cm3。所述成膜助劑可選自醇酯-12 (2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯)等。所述消泡劑可選自Foamasterlll、Foamaster306(德國科寧公司)等。所述分散劑可選自SN-Dispersant-5040 (天津?qū)毰d公司)等。所述增稠劑可選自HX-5430(華夏助劑公司)、PUR 2025 (上海長風化工)等中的 至少一種。所述防腐劑可選自1，2-苯并異噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、 四氯間甲苯二甲腈等中的一種。所述水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法包括以下步驟1)阻燃隔熱保溫涂料的漿料的制備按組份配比將水、丙二醇、分散劑和消泡劑 加入反應(yīng)釜中，再加入鈦白粉、成碳催化劑、成碳劑和發(fā)泡劑，然后加入碳層增強劑，即得阻 燃隔熱保溫涂料的漿料；在步驟1)中，所述再加入鈦白粉、成碳催化劑、成碳劑和發(fā)泡劑后可進行分散，分 散時間可為0. 5 1. 5h。2)涂料的調(diào)制將乳液、消泡劑和成膜助劑加入反應(yīng)釜中，再用氨水調(diào)節(jié)PH值到 8 9，最后用增稠劑調(diào)節(jié)涂料粘度，即得水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。在步驟幻中，所述涂料粘度可為95 105KU。本發(fā)明制備的防火涂料具有以下顯著優(yōu)點1)由于采用了環(huán)保型乳液作為成膜 物質(zhì)，以水作為溶劑，因此具有對環(huán)境友好的特點。2)由于采用的碳層增強劑為粒徑范圍 10 180 μ m的空心微珠，單位質(zhì)量體積大，主要成分為硅酸鹽，密度小，在涂層成膜的過程 中能夠自發(fā)的移動到表層位置，并且經(jīng)高溫燃燒熔融后能夠在表層硬化成白色二氧化硅網(wǎng) 狀骨架，因此該結(jié)構(gòu)是由鍵能很大的Si-O-Si鍵結(jié)合而成，網(wǎng)狀骨架在高溫下強度下降很 小。形成的白色堅硬二氧化硅層覆蓋在碳層上，能夠防止了碳層在火災現(xiàn)場容易脫落的缺 點，提高了防火性能。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1阻燃隔熱保溫涂料的漿料的制備稱取蒸餾水19kg、丙二醇^g、分散劑 (SN-Dispersant-5040)0. 3kg、消泡劑(Foamasterlll)O. 05kg 加入反應(yīng)釜中，慢速攪拌約 5min后加入金紅石型鈦白粉^g、聚磷酸銨15. ^g、三聚氰胺^cg、季戊四醇Ag，進行高速 分散約Ih即可。稱取空心微珠Ikg加入反應(yīng)釜中慢速攪拌30min即可。涂料的調(diào)制稱量聚合物硅丙乳液25kg、消泡劑(Foamasterlll)O. 05kg、成膜助 劑(醇酯-12Wkg、防腐劑(1，2_苯并異噻唑-3-酮)0. 2kg加入反應(yīng)釜中，攪拌約20min 后，用氨水調(diào)節(jié)PH值到8 9，最后加增稠劑(HX-5430)0. 4kg來調(diào)節(jié)涂料粘度為lOOKu。
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所得水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的主要性能指標如表1所示。表 權(quán)利要求
1.具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于其組份及按質(zhì)量 比如下乳液25 30、鈦白粉5 8、成碳催化劑14 16、發(fā)泡劑9 11、成碳劑7 9、 碳層增強劑1 3、水19 21、消泡劑0. 1 0. 5、防腐劑0. 1 0. 5、增稠劑0. 3 0. 6、分 散劑0. 3 0. 7、成膜助劑8 10、丙二醇2 3。
2.如權(quán)利要求1所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征 在于所述乳液選自硅丙乳液、苯丙乳液、純丙乳液中的至少一種；所述成碳催化劑選自聚磷 酸銨、磷酸二氫銨、六甲基磷酰三胺、六偏磷酸鈉中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征 在于所述發(fā)泡劑選自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸、三聚氰胺磷酸酯中的至少一種；所述成碳 劑選自季戊四醇、雙季戊四醇中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征 在于所述碳層增強劑選自粒徑為10 180 μ m的空心微珠。
5.如權(quán)利要求1所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征 在于所述成膜助劑選自醇酯-12 (2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯)。
6.如權(quán)利要求1所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂 料，其特征在于所述消泡劑選自i^oamaster 111或R)amaster306 ；所述分散劑選自 SN-Dispersant-5040。
7.如權(quán)利要求1所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特 征在于所述增稠劑選自HX-5430、PUR 2025中的至少一種；所述防腐劑選自1，2_苯并異噻 唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、四氯間甲苯二甲腈中的一種。
8.如權(quán)利要求1所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備 方法，其特征在于包括以下步驟1)阻燃隔熱保溫涂料的漿料的制備按組份配比將水、丙二醇、分散劑和消泡劑加入 反應(yīng)釜中，再加入鈦白粉、成碳催化劑、成碳劑和發(fā)泡劑，然后加入碳層增強劑，即得阻燃隔 熱保溫涂料的漿料；2)涂料的調(diào)制將乳液、消泡劑和成膜助劑加入反應(yīng)釜中，再用氨水調(diào)節(jié)PH值到8 9，最后用增稠劑調(diào)節(jié)涂料粘度，即得水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
9.如權(quán)利要求8所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備 方法，其特征在于在步驟1)中，所述再加入鈦白粉、成碳催化劑、成碳劑和發(fā)泡劑后進行分 散，分散時間為0.5 1.釙。
10.如權(quán)利要求8所述的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備 方法，其特征在于在步驟2~)中，所述涂料粘度為95 105Ku。
全文摘要
具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，涉及一種防火涂料。提供一種對環(huán)境友好、膨脹碳層致密性高、不易脫落、高防火性能的具有立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法。涂料的組份為乳液、鈦白粉、成碳催化劑、發(fā)泡劑、成碳劑、碳層增強劑、水、消泡劑、防腐劑、增稠劑、分散劑、成膜助劑、丙二醇。制備時，先制備阻燃隔熱保溫涂料的漿料，再進行涂料的調(diào)制。
文檔編號C09D7/12GK102108233SQ20111006263
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者廖翌滏, 戴李宗, 曾碧蓉, 羅偉昂, 許一婷, 陳光劍, 陳珉 申請人:廈門大學