本發(fā)明屬于防火材料應用，尤其涉及一種膨脹型鋼結構防火涂料及其制備方法。

背景技術：

1、鋼結構因其強度高、抗震性能好、空間跨度大、施工方便以及修建時間短，鋼結構建筑逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代化建筑的主流，被大量應用在大跨度空間結構和高層建筑中。

2、鋼材雖然是一種不可燃的建筑材料，但其在火災或高溫作用下，鋼的力學性能(彈性模量、屈服強度和抗拉強度等等)隨著溫度升高而降低，在溫度高于500℃后會急劇下降，失去其原有的承載能力，導致鋼建筑崩塌，一般沒有防護的鋼結構耐火極限為15分鐘左右。

3、目前，針對鋼結構的防火方法有外包層、沖水、屏蔽和防火涂層，其中在鋼結構上噴涂防火材料是一種實用、方便簡潔的施工方法。按照防火原理，鋼結構防火材料可以分為非膨脹型和膨脹型兩種類型。其中，膨脹型防火涂料相對于非膨脹型具有施工效率高、施工難度低以及對環(huán)境影響小的特點，為此，被廣泛使用。而提高膨脹型防火涂料的耐火性能是目前膨脹型防火涂料改進的方式之一。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對提高膨脹型防火涂料的耐火性提供一種配方合理、制備簡單且能夠有效提高膨脹型防火涂料耐火性能的膨脹型鋼結構防火涂料及其制備方法。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：本發(fā)明提供一種膨脹型鋼結構防火涂料，按照重量份數(shù)包括以下成份：

3、

4、

5、余量為水，其中，所述粘結劑為環(huán)氧酯改性水性丙烯酸、聚乙烯醇、尿素按照質量比7:1:2的比例混合而成，所述填料為羥基化二氧化鈦復合玻璃空心微珠、多孔陶瓷粉末、無機礦粉按照質量比1:1:2的比例混合而成。

6、作為優(yōu)選，所述碳氮磷膨脹體系為聚磷酸銨為酸源、季戊四醇為碳源以及三聚氰胺為氣源的膨脹體系。

7、作為優(yōu)選，所述聚磷酸銨、季戊四醇以及三聚氰胺之間的質量比為5:2:3。

8、作為優(yōu)選，所述無機礦粉為蒙脫石粉、玄武巖礦粉、云母粉、蛭石粉以及高嶺土中的至少一種物質。

9、本發(fā)明還提供了上述膨脹型鋼結構防火涂料的制備方法，包括以下步驟：

10、a、首先將二氧化鈦復合玻璃空心微珠加入氫氧化鈉與乙醇的混合溶液中，加熱回流12小時，過濾干燥得到羥基化二氧化鈦復合玻璃空心微珠，備用；

11、b、然后，將尿素用水溶解后，依次加入環(huán)氧酯改性水性丙烯酸、聚乙烯醇，攪拌一小時，得到所需粘結劑，備用；

12、c、接著，將碳氮磷膨脹體系加入水后，超聲處理3小時，得到懸濁液；

13、d、然后，向懸濁液中依次加入消泡劑、成膜劑、增稠劑以及分散劑并在40℃的水浴環(huán)境下攪拌1個小時；

14、e、待攪拌完成后，將粘結劑加入到懸濁液中，繼續(xù)攪拌1小時；

15、f、待攪拌完成后，將羥基化二氧化鈦復合玻璃空心微珠、孔陶瓷粉末、無機礦粉混合均勻后，加入到懸濁液中，攪拌1小時后，得到所需的膨脹型鋼結構防火涂料。

16、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

17、1、本發(fā)明所提供的膨脹型鋼結構防火涂料，通過對現(xiàn)有的粘結劑以及填料的改進，利用環(huán)氧酯改性丙烯酸，使丙烯酸的穩(wěn)定性以及粘度得到提高，同時，利用聚乙烯醇進一步增加丙烯酸的粘性，再利用尿素在受熱分解成三聚氰胺、氨氣和二氧化碳的特性，進一步補充碳氮磷膨脹體系中的氣源，使碳源更好的膨脹成多孔結構的同時增加了阻燃氣體的釋放效率，達到進一步阻燃的目的，同時，二氧化鈦復合玻璃空心微珠本身就具有增加強度的作用，而羥基化后的二氧化鈦復合玻璃空心微珠在反應過程中后進一步失水，從而更好的與碳源聚合，形成具有良好防火性能的多孔炭質層，有效地保護鋼材免受火災的損害。

技術特征：

1.一種膨脹型鋼結構防火涂料，其特征在于，按照重量份數(shù)包括以下成份：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種膨脹型鋼結構防火涂料，其特征在于，所述碳氮磷膨脹體系為聚磷酸銨為酸源、季戊四醇為碳源以及三聚氰胺為氣源的膨脹體系。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種膨脹型鋼結構防火涂料，其特征在于，所述聚磷酸銨、季戊四醇以及三聚氰胺之間的質量比為5:2:3。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種膨脹型鋼結構防火涂料，其特征在于，所述無機礦粉為蒙脫石粉、玄武巖礦粉、云母粉、蛭石粉以及高嶺土中的至少一種物質。

5.上述權利要求1～4任一項所述的膨脹型鋼結構防火涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明屬于防火材料應用技術領域，尤其涉及一種膨脹型鋼結構防火涂料及其制備方法。本發(fā)明通過對現(xiàn)有的粘結劑以及填料的改進，利用環(huán)氧酯改性丙烯酸，使丙烯酸的穩(wěn)定性以及粘度得到提高，同時，利用聚乙烯醇進一步增加丙烯酸的粘性，再利用尿素在受熱分解成三聚氰胺、氨氣和二氧化碳的特性，進一步補充碳氮磷膨脹體系中的氣源，使碳源更好的膨脹成多孔結構的同時增加了阻燃氣體的釋放效率，達到進一步阻燃的目的，同時，二氧化鈦復合玻璃空心微珠本身就具有增加強度的作用，而羥基化后的二氧化鈦復合玻璃空心微珠在反應過程中后進一步失水，從而更好的與碳源聚合，形成具有良好防火性能的多孔炭質層，有效地保護鋼材免受火災的損害。

技術研發(fā)人員：楊明潤,王玉鐲,張德昭
受保護的技術使用者：山東建筑大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9