本發(fā)明涉及一種非膨脹型防火涂料，尤其涉及一種煅燒硅藻土非膨脹型防火涂料。
背景技術(shù)：
防火涂料又叫阻燃涂料，其被涂覆在建筑物上的某些易燃材料表面，以提高易燃材料的耐火能力或減緩火焰的蔓延傳播速度，從而在一定時(shí)間內(nèi)阻止火勢(shì)的蔓延，為滅火提供時(shí)間。根據(jù)阻燃原理，防火涂料可細(xì)分為膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料。
膨脹型防火涂料由難燃樹(shù)脂、難燃劑及碳劑、脫水成碳催化劑和發(fā)泡劑組成。涂料涂層在火焰或高溫作用下會(huì)發(fā)生膨脹，形成比原來(lái)涂層厚度大幾十倍的泡沫碳質(zhì)層，有效地阻擋外部熱源對(duì)底材的作用．從而阻止燃燒的發(fā)生。
非膨脹型防火涂料是利用無(wú)機(jī)絕熱材料形成絕熱涂層，以阻隔熱量的傳遞；防火涂料下的某些成分還能在高溫下蒸發(fā)和分解，產(chǎn)生吸熱作用，消耗火焰的熱量。目前常見(jiàn)的非膨脹性防火涂料為以稻殼灰為主要原料的涂料，其涂層一般較厚，且燃燒時(shí)會(huì)散發(fā)大量煙霧，不利于火災(zāi)時(shí)的逃生。
硅藻土被大量運(yùn)用在常溫裝飾涂料中以吸收甲醇，凈化空氣，但其在高溫防火涂料領(lǐng)域的應(yīng)用還相對(duì)較少。申請(qǐng)?zhí)枮?01310739832.0的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種以鋁溶膠為主成分的膨脹型無(wú)機(jī)防火涂料，這種無(wú)機(jī)防火涂料中添加了0.01~5%的煅燒硅藻土，主要是利用煅燒硅藻土微孔中的水分受熱蒸發(fā)后的膨脹發(fā)泡以達(dá)到阻燃的目的。這種膨脹型無(wú)機(jī)防火涂料與基材的結(jié)合強(qiáng)度相對(duì)較弱，僅為0.35 Mpa；其耐火極限為63min，即基材在涂覆了防火涂料后達(dá)到220℃的背面溫度所需的時(shí)間為63min。目前，煅燒硅藻土用作非膨脹型防火涂料的絕熱涂層的性能尚未得到充分開(kāi)發(fā)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種煅燒硅藻土非膨脹型防火涂料，其與基材的結(jié)合強(qiáng)度高，且耐燃性能良好。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種煅燒硅藻土非膨脹型防火涂料，其特征在于包括：
煅燒硅藻土：10~50份；
偏高嶺土基地聚物：50~100份；
膨脹珍珠巖：10~30份；
可再分散型膠粉：5~10份；
水泥：2~6份；
鈉基膨潤(rùn)土0.5~2份；
鈦白粉3~8份。
本發(fā)明的防火涂料以煅燒硅藻土為主要填料。硅藻土本身具有良好的隔熱能力，而煅燒去除了硅藻土原土含有的易燃性有機(jī)物，提高內(nèi)孔比表面積，并使硅藻土的微觀結(jié)構(gòu)由非晶態(tài)的蛋白石轉(zhuǎn)為有序的方石英晶體，從而增加晶粒間界，改變材料表面活性，使其具有更良好的隔熱性能。此外，煅燒硅藻土的極高的比表面積和極細(xì)的顆粒尺寸具有很強(qiáng)的吸附作用，能夠吸附燃燒產(chǎn)生的有害氣體，可減少燃燒產(chǎn)生的煙霧和揮發(fā)性氣體。
為配合煅燒硅藻土發(fā)揮其隔熱性能，本發(fā)明的防火涂料采用膨脹珍珠巖為次要填料，用于改善產(chǎn)品的干密度，使防火涂料在加水?dāng)嚢琛B(yǎng)護(hù)并固結(jié)后的干密度小于500kg/m3；同時(shí)還采用偏高嶺土基地聚物為粘結(jié)劑。發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煅燒硅藻土與膨脹珍珠巖和偏高嶺土基地聚物按一定比例配合所形成的這種防火涂料與基材的結(jié)合強(qiáng)度高，耐燃性能優(yōu)越，且燃燒產(chǎn)生的煙霧和揮發(fā)性氣體少。
本發(fā)明推薦的煅燒硅藻土非膨脹型防火涂料包括：
煅燒硅藻土：30~40份；
偏高嶺土基地聚物：70~100份；
膨脹珍珠巖：20~30份；
可再分散型膠粉：6~10份；
水泥：3~4份；
鈉基膨潤(rùn)土1~2份；
鈦白粉3~8份。
除了上述的主要填料、次要填料和粘結(jié)劑外，為使防火涂料經(jīng)攪拌后呈均勻稠厚流體狀態(tài)，采用分散型膠粉、水泥、鈉基膨潤(rùn)土和鈦白粉均為助劑：可分散型膠粉改善防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度，水泥改善防火涂料的硬度，鈉基膨潤(rùn)土改善防火涂料的懸浮性，鈦白粉改善防火涂料的顏色。
優(yōu)選地，所述的煅燒硅藻土為在600℃～1100℃高溫煅燒0.5~2小時(shí)所得的硅藻土。
優(yōu)選地，所述的防火涂料中還包括2~10份的氫氧化鋁。
氫氧化鋁分解時(shí)能夠吸收大量熱量，且分解后產(chǎn)生的不燃物質(zhì)可以稀釋可燃性氣體，從而達(dá)到阻燃目的。
優(yōu)選地，所述的偏高嶺土基地聚物為模數(shù)1.0～1.6和濃度30%～45%的水玻璃溶液，與偏高嶺土按2：4～5：4質(zhì)量比混合制得。
本發(fā)明防火涂料通過(guò)以下步驟進(jìn)行制備：
（1）制備煅燒硅藻土：將硅藻土在600℃～1100℃高溫煅燒0.5~2小時(shí)；
（2）制備偏高嶺土基地聚物：將高嶺土在500℃～900℃高溫煅燒1-4小時(shí)生成偏高嶺土；將NaOH加入水玻璃溶液中，調(diào)成模數(shù)1.0～1.6和濃度30%～45%的水玻璃溶液，再將所述的水玻璃溶液與所述的偏高嶺土按2~5：4的質(zhì)量比混合；
（3）按上述的質(zhì)量配比將煅燒硅藻土、偏高嶺土基地聚物、膨脹珍珠巖、可再分散型膠粉、水泥、鈉基膨潤(rùn)土、鈦白粉混合；
（4）向步驟（3）的混合物中加入適量水，以1000r/min~4000r/min的速度攪拌0.5小時(shí)，得到煅燒硅藻土非膨脹型防火涂料；所加入的水的量以使所述煅燒硅藻土非膨脹型防火涂料在經(jīng)加水?dāng)嚢琛B(yǎng)護(hù)和固結(jié)后的干密度小于500kg/m3為準(zhǔn)。
優(yōu)選地，在所述的步驟3中，按質(zhì)量配比將氫氧化鋁與煅燒硅藻土、偏高嶺土基地聚物、膨脹珍珠巖、可再分散型膠粉、水泥、鈉基膨潤(rùn)土和鈦白粉混合。
有益效果：
本發(fā)明的防火涂料采用煅燒硅藻土作為絕熱成分，利用硅藻土在煅燒后微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，晶粒間界增加的特性，得到耐火極限大于63min，耐燃性能優(yōu)秀的防火涂料。此外，本防火涂料與基材的結(jié)合強(qiáng)度高，經(jīng)高溫燃燒后的涂料涂層裂紋少，不易由基材上脫落。本防火涂料的配方環(huán)保無(wú)毒，制備工藝簡(jiǎn)單，燃燒時(shí)無(wú)煙、無(wú)刺鼻氣味。
具體實(shí)施方式
下文將結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。在下文的實(shí)施例中，所述的硅藻土、高嶺土、氫氧化鈉、硅酸鈉、氫氧化鋁、鈦白粉、鈉基膨潤(rùn)土均購(gòu)自百靈威科技有限公司，所述的膨脹珍珠巖購(gòu)自信陽(yáng)市中凱保溫材料有限公司，所述的可再分散型膠粉購(gòu)自中科國(guó)昌（北京）科技有限公司。
實(shí)施例1
一種煅燒硅藻土非膨脹型防火涂料，包括膨脹珍珠巖30g、氫氧化鋁6g、鈦白粉4g、可再分散型膠粉6g、水泥3g、鈉基膨潤(rùn)土2g、煅燒硅藻土30g和偏高嶺土基地聚物100g，其制備步驟如下：
（1）制備煅燒硅藻土：將30g硅藻土在600℃高溫下煅燒2小時(shí)；
（2）制備偏高嶺土基地聚物：將140g高嶺土在800℃高溫煅燒2h生成偏高嶺土；將35.6gNaOH加入到176g濃度29.2%、模數(shù)3.2的水玻璃溶液中，加入51.5g水，調(diào)成濃度30%、模數(shù)為1.0的水玻璃溶液；將水玻璃溶液和偏高嶺土按照2:4的質(zhì)量比混合并冷卻；
（3）將30g膨脹珍珠巖、6 g氫氧化鋁、4 g鈦白粉、6 g可再分散型膠粉、3g水泥、2g鈉基膨潤(rùn)土、30g步驟（1）的產(chǎn)物和100g步驟（2）的產(chǎn)物混合，加入24g水，以1000r/min的速度攪拌10min，待混合物均勻后即得無(wú)機(jī)防火涂料。
對(duì)防火涂料耐燃性能的測(cè)試
將涂料分層涂于80mm×80mm×8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在環(huán)境溫度5℃~35℃，相對(duì)濕度50%-80%的條件下養(yǎng)護(hù)28天，采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火性能測(cè)試。石膏板背面溫度達(dá)到220℃的時(shí)間（即涂料的耐火極限）為73min。
試驗(yàn)結(jié)束后試件受火面裂紋較少，燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。
防火涂料粘結(jié)性能測(cè)試
按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試方法對(duì)本實(shí)施例的防火涂料進(jìn)行測(cè)試。測(cè)得本防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為0.85MPa。
實(shí)施例2
一種防火涂料，包括膨脹珍珠巖10g、氫氧化鋁2g、鈦白粉4g、可再分散型膠粉5g、水泥2g、鈉基膨潤(rùn)土1g、煅燒硅藻土10g和偏高嶺土基地聚物50g，其制備步驟如下：
（1）制備煅燒硅藻土：將10g硅藻土在900℃高溫下煅燒1.5小時(shí)；
（2）制備偏高嶺土基地聚物：將78g高嶺土在900℃高溫煅燒3h生成偏高嶺土；將7.67gNaOH加入到50g濃度29.2%、模數(shù)3.2的水玻璃溶液中，加入1g水，調(diào)成濃度35%、模數(shù)為1.2的水玻璃溶液；將水玻璃溶液和偏高嶺土按照3:4的質(zhì)量比混合并冷卻；
（3）將10g膨脹珍珠巖、2g氫氧化鋁、4g鈦白粉、5g可再分散型膠粉、2g水泥、1g鈉基膨潤(rùn)土與10g步驟（1）的產(chǎn)物和50g步驟（2）的產(chǎn)物混合，加入38g水，以3000r/min的速度攪拌15min，待混合物均勻后即得無(wú)機(jī)防火涂料。
對(duì)防火涂料耐燃性能的測(cè)試
將涂料分層涂于80mm×80mm×8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在環(huán)境溫度5℃~35℃，相對(duì)濕度50%~80%的條件下養(yǎng)護(hù)28天，采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火性能測(cè)試。石膏板背面溫度達(dá)到220℃的時(shí)間（涂料的耐燃時(shí)間）為65min。試驗(yàn)結(jié)束后觀察試件受火面涂層，裂紋較少且燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。
防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試
按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，測(cè)得該防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為0.72MPa。
實(shí)施例3
一種防火涂料，包括膨脹珍珠巖20g、氫氧化鋁10g、鈦白粉8g、可再分散型膠粉10g、水泥6g、鈉基膨潤(rùn)土0.5g、煅燒硅藻土50g和偏高嶺土基地聚物70g，其制備步驟如下：
（1）制備煅燒硅藻土：將50g硅藻土在1100℃高溫下煅燒0.5小時(shí)；
（2）制備偏高嶺土基地聚物：將78g在600℃煅燒3h生成偏高嶺土；將9.2gNaOH加入到100g濃度29.2%、模數(shù)3.2的水玻璃溶液中，蒸發(fā)28.4g水，調(diào)成濃度45%、模數(shù)為1.6的水玻璃溶液；將水玻璃溶液和偏高嶺土按照4:4的質(zhì)量比混合并冷卻；
（3）將20g膨脹珍珠巖、10g氫氧化鋁、8g鈦白粉、10g可再分散型膠粉、6g水泥和0.5g鈉基膨潤(rùn)土與50g步驟（1）和70g步驟（2）的產(chǎn)物混合，加入38g水，以3000r/min的速度攪拌15min，待混合物均勻后即得無(wú)機(jī)防火涂料。
對(duì)防火涂料耐燃性能的測(cè)試
將涂料分層涂于80mm×80mm×8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在規(guī)定的條件下養(yǎng)護(hù)28天，采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火性能測(cè)試。石膏板背面溫度達(dá)到220℃的時(shí)間（涂料的耐燃時(shí)間）為67min。試驗(yàn)結(jié)束后試件受火面裂紋較少，燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。
防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試
按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，測(cè)得該防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為0.54MPa。
實(shí)施例4
一種防火涂料，包括膨脹珍珠巖15g、鈦白粉5g、可再分散型膠粉8g、水泥5g、鈉基膨潤(rùn)土1.5g、煅燒硅藻土40g和偏高嶺土基地聚物85g，其制備步驟如下：
（1）制備煅燒硅藻土：將40g硅藻土在1000℃高溫下煅燒1小時(shí)；
（2）制備偏高嶺土基地聚物：將78g在600℃煅燒3h生成偏高嶺土；將13.5gNaOH加入到100g濃度29.2%、模數(shù)3.2的水玻璃溶液中，蒸發(fā)14.45g水，調(diào)成濃度40%、模數(shù)為1.3的水玻璃溶液；將水玻璃溶液和偏高嶺土按照5:4的質(zhì)量比混合并冷卻；
（3）將15g膨脹珍珠巖、5g鈦白粉、8g可再分散型膠粉、5g水泥、1.5g鈉基膨潤(rùn)土與40g步驟（1）和85g步驟（2）的產(chǎn)物混合，加入38g水，以3000r/min的速度攪拌15min，待混合物均勻后即得無(wú)機(jī)防火涂料。
對(duì)防火涂料耐燃性能的測(cè)試
將涂料分層涂于80mm×80mm×8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在規(guī)定的條件下養(yǎng)護(hù)28天，采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火性能測(cè)試。石膏板背面溫度達(dá)到220℃的時(shí)間（涂料的耐燃時(shí)間）為64min。試驗(yàn)結(jié)束后試件受火面裂紋較少，燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。
防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試
按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，測(cè)得該防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為0.66 MPa。
實(shí)施例5
一種防火涂料，包括膨脹珍珠巖10g、氫氧化鋁10g、鈦白粉3g、可再分散型膠粉6g、水泥4g、鈉基膨潤(rùn)土1g、煅燒硅藻土40g和偏高嶺土基地聚物100g，其制備步驟如下：
（1）制備煅燒硅藻土：將40g硅藻土在900℃高溫下煅燒1小時(shí)；
（2）制備偏高嶺土基地聚物：將82.8g在600℃煅燒3h生成偏高嶺土；將20.3gNaOH加入到100g濃度29.2%、模數(shù)3.2的水玻璃溶液中，蒸發(fā)8g水，調(diào)成濃度40%、模數(shù)為1.0的水玻璃溶液；將水玻璃溶液和偏高嶺土按照3:4的質(zhì)量比混合并冷卻；
（3）將10g膨脹珍珠巖、10g 氫氧化鋁、3g鈦白粉、6g可再分散型膠粉、4g水泥、1 g鈉基膨潤(rùn)土與40g步驟（1）和100g步驟（2）的產(chǎn)物混合，加入62g水，以3000r/min的速度攪拌15min，待混合物均勻后即得無(wú)機(jī)防火涂料。
對(duì)防火涂料耐燃性能的測(cè)試
將涂料分層涂于80mm×80mm×8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在規(guī)定的條件下養(yǎng)護(hù)28天，采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火性能測(cè)試。石膏板背面溫度達(dá)到220℃的時(shí)間（涂料的耐燃時(shí)間）為68min。試驗(yàn)結(jié)束后試件受火面裂紋較少，燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。
防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試
按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，測(cè)得該防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為0.56 MPa。
實(shí)施例6
一種防火涂料，包括膨脹珍珠巖10g、氫氧化鋁6g、鈦白粉4g、可再分散型膠粉5g、水泥5g、鈉基膨潤(rùn)土2g、煅燒硅藻土50g和偏高嶺土基地聚物75g，其制備步驟如下：
（1）制備煅燒硅藻土：將50g硅藻土在800℃高溫下煅燒1.5小時(shí)；
（2）制備偏高嶺土基地聚物：將73g在600℃煅燒3h生成偏高嶺土；將11.8gNaOH加入到100g濃度29.2%、模數(shù)3.2的水玻璃溶液中，加入15.7g水，調(diào)成濃度30%、模數(shù)為1.4的水玻璃溶液；將水玻璃溶液和偏高嶺土按照2:4的質(zhì)量比混合并冷卻；
（3）將10g膨脹珍珠巖、6g 氫氧化鋁、1g鈦白粉、5g可再分散型膠粉、5g水泥、2 g鈉基膨潤(rùn)土與50g步驟（1）和75g步驟（2）的產(chǎn)物混合，加入94g水，以3000r/min的速度攪拌15min，待混合物均勻后即得無(wú)機(jī)防火涂料。
對(duì)防火涂料耐燃性能的測(cè)試
將涂料分層涂于80mm×80mm×8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在規(guī)定的條件下養(yǎng)護(hù)28天，采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火性能測(cè)試。石膏板背面溫度達(dá)到220℃的時(shí)間（涂料的耐燃時(shí)間）為65min。試驗(yàn)結(jié)束后試件受火面裂紋較少，燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。
防火涂料粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試
按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，測(cè)得該防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為0.68 MPa。
由實(shí)施例1~6可見(jiàn)，本發(fā)明的防火涂料的耐火極限能夠達(dá)到與現(xiàn)有的膨脹型無(wú)機(jī)防火材料相當(dāng)甚至更優(yōu)的水平，且其與基材的結(jié)合強(qiáng)度更高，完全滿足《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下聚合物水泥系復(fù)層涂料和硝酸鹽系復(fù)合涂料的最小粘結(jié)強(qiáng)度0.49 MPa。