本發(fā)明涉及防火涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、膨脹型水性防火涂料由于具有良好的環(huán)保性而成為鋼結(jié)構(gòu)防火涂料研究和應(yīng)用的重點(diǎn)。膨脹型水性防火涂料通常由樹脂乳液、膨脹阻燃體系、填料和助劑等四部分組成。其中，樹脂乳液主要包括水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、水性環(huán)氧乳液、水性苯丙乳液、水性醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、水性聚脲乳液等。與單一乳液相比，由兩種或者更多乳液構(gòu)成的共聚乳液和共混乳液的防火涂料耐火性能更佳。cn?105131745?a中國專利公開了一種用于鋼結(jié)構(gòu)的高膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯防火涂料。該發(fā)明采用偏磷酸銨作為固化劑，施工時(shí)才把固化劑添加至其他組份，并且需要在短時(shí)間內(nèi)完成施工，存在施工局限性。cn?111363427?a中國專利公開了一種單組份膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯防火涂料。但該發(fā)明適合于電纜防火，并不適合鋼結(jié)構(gòu)防火。cn?110903689a中國專利公開了一種用于鋼結(jié)構(gòu)的單組份膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯防火涂料。該發(fā)明利用硅烷改性聚磷酸銨-季戊四醇-三聚氰胺三元阻燃體系來提高防火涂層的耐水性。但是，該發(fā)明的防火涂料含有20～25％水，疏水性三元膨脹阻燃劑會(huì)降低其與親水性水性樹脂乳液和水的相容性，不利于提高防火性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有膨脹型水性防火涂料綜合性能差的問題，本發(fā)明提供一種膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：40～50％水性醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、15～20％聚磷酸銨、8～10％季戊四醇、11～13％三聚氰胺、2～3％可膨脹石墨、0.1～1％二氧化鈦、1～2％空心漂珠、1～2％玄武巖鱗片，以及余量的水。

2、具體地，水性醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的固含量為40～60％，粒徑為0.1～0.5μm；聚磷酸銨的聚合度≥1000；季戊四醇固含量≥98％，粒徑為3～5μm；可膨脹石墨為300～400目片狀粉末，厚度為5～15μm；二氧化鈦為800～1200目的球狀粉末；空心漂珠為150～300目的空心球狀粉末；玄武巖鱗片為300～400目。

3、本發(fā)明膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法包括以下步驟：

4、一、按比例稱取聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺、可膨脹石墨、二氧化鈦、空心漂珠和玄武巖鱗片，100～300rpm攪拌混合10～20min制得混合粉末；

5、二、按比例稱取水和水性醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液，500～600rpm機(jī)械攪拌，攪拌過程逐勺添加步驟一制得的混合粉末，全部添加完畢后，1000～1200rpm攪拌20～40min，制得混合漿料；

6、三、把步驟二所得混合漿料涂敷在鋼結(jié)構(gòu)表面，室溫固化1周。

7、本發(fā)明膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料膨是利用火災(zāi)時(shí)防火涂層形成的膨脹炭化層，延緩氧氣和熱量向鋼結(jié)構(gòu)的傳輸，繼而起到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的作用。防火涂層的膨脹率和膨脹炭化層的結(jié)構(gòu)是影響耐火性能的核心因素。一般而言，膨脹率越高，膨脹炭化層越厚，炭化層內(nèi)部孔洞越細(xì)密，熱量和氧氣的傳輸路徑就越遠(yuǎn)，防火效果就越好。聚磷酸銨-季戊四醇-三聚氰胺是通用的化學(xué)膨脹阻燃體系，可膨脹石墨是通用的物理膨脹體系?；馂?zāi)時(shí)，聚磷酸銨-季戊四醇-三聚氰胺三元化學(xué)膨脹阻燃體系發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成炭化層骨架。同時(shí)，可膨脹石墨受熱膨脹，也會(huì)形成炭層骨架。雖然聚磷酸銨-季戊四醇-三聚氰胺-可膨脹石墨四元膨脹阻燃體系能夠提高防火涂層膨脹率，增加膨脹炭化層的厚度，但同時(shí)也會(huì)改變炭化層結(jié)構(gòu)。如果炭化層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脫落、裂紋、孔隙變大等現(xiàn)象，就不會(huì)有效延緩氧氣和熱量的傳輸，無法發(fā)揮保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)作用。本發(fā)明通過合理設(shè)計(jì)四者比例，使化學(xué)膨脹炭化層和物理膨脹炭層合理匹配，在不降低化學(xué)炭化層與鋼基體附著力的前提下，增大防火涂層膨脹率，調(diào)整炭化層孔隙大小，繼而增大氧氣和熱量的傳輸距離，獲得更高的耐火性能。另外，本技術(shù)方案利用空心漂珠和玄武巖鱗片作為隔熱填料。火災(zāi)時(shí)，空心漂珠和玄武巖鱗片能夠分散至炭化層內(nèi)，降低熱量的傳輸速率。綜上所述，本發(fā)明通過優(yōu)化膨脹阻燃體系與隔熱填料種類和比例，在保證膨脹炭化層與鋼基體附著力的前提下，增大膨脹炭化層厚度，改善膨脹炭化層結(jié)構(gòu)，獲得一種高耐火性能、環(huán)境友好型、單組份的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

技術(shù)特征：

1.一種膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：40～50％水性醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、15～20％聚磷酸銨、8～10％季戊四醇、11～13％三聚氰胺、2～3％可膨脹石墨、0.1～1％二氧化鈦、1～2％空心漂珠、1～2％玄武巖鱗片，以及余量的水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述水性醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的固含量為40～60％，粒徑為0.1～0.5μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述聚磷酸銨的聚合度≥1000。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述季戊四醇固含量≥98％，粒徑為3～5μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述可膨脹石墨為300～400目片狀粉末，厚度為5～15μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述二氧化鈦為800～1200目的球狀粉末。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述空心漂珠為150～300目的空心球狀粉末。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述玄武巖鱗片為300～400目。

9.一種如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的膨脹型水性醋酸乙烯酯-乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及防火涂料，尤其涉及一種膨脹型水性醋酸乙烯酯?乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：40～50％水性醋酸乙烯酯?乙烯共聚乳液、15～20％聚磷酸銨、8～10％季戊四醇、11～13％三聚氰胺、2～3％可膨脹石墨、0.1～1％二氧化鈦、1～2％空心漂珠、1～2％玄武巖鱗片，以及余量的水。本發(fā)明通過優(yōu)化膨脹阻燃體系與隔熱填料種類和比例，在保證膨脹炭化層與鋼基體附著力的前提下，增大膨脹炭化層厚度，改善膨脹炭化層結(jié)構(gòu)，獲得了一種高耐火性能、環(huán)境友好型、單組份的膨脹型水性醋酸乙烯酯?乙烯鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

技術(shù)研發(fā)人員：王學(xué)剛,劉楚凡,魏然波,路正軒,袁興棟,徐勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東建筑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9