防火涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及防火涂料領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種防火涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼材不具備可燃性，但是鋼材的導熱系數(shù)大，常溫導熱系數(shù)達58. 2W/m?K。遇火 或遇熱溫度達到500°C左右時，鋼材的彈性模量、屈服強度和極限強度將顯著降低，應(yīng)變急 劇增大，致使其迅速扭曲變形，導致鋼結(jié)構(gòu)部分或全部塌陷破壞。實驗表明，鋼材具有耐熱 而不耐高溫的特性，并隨著溫度的升高，鋼材的強度會逐漸降低。如在火災的作用下，鋼結(jié) 構(gòu)構(gòu)件溫度達到350°C、50(rC、60(rC時，強度分別下降1/3、1/2和2/3。當溫度一旦達到 500°CW上，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件就會發(fā)生軟化而導致建筑瞬時崩潰倒塌。而涂覆在鋼結(jié)構(gòu)表面的膨 脹型防火涂料能夠延長火災中鋼結(jié)構(gòu)建筑的支撐時間，為人們贏得撤離火災現(xiàn)場的時間。
[0003] 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料發(fā)展到現(xiàn)在，可用不同的方法來對其分類；從所用的分散體系進 行分類，可分為水溶型和溶劑型；從防火形式進行分類，可分為膨脹型和非膨脹型；在應(yīng)用 范圍上，進行分類分室外型和室內(nèi)型；從厚度來分類，分為厚涂型、薄涂型和超薄型。目前常 用的品種中厚涂型和薄涂型涂料大多是水溶型的，超薄型有水溶型和溶劑型兩類。薄涂型 和超薄型基本上都是膨脹型，厚涂型是非膨脹型的。
[0004] 近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，水性防火涂料受到了越來越多的關(guān)注。水 性防火涂料W水做溶劑，因此價格較油性防火涂料低并且降低了對大氣的污染；水性涂料 僅采用少量或者不采用有機溶劑，改善了作業(yè)環(huán)境，同時，在降低污染、節(jié)省資源方面的效 果也比較顯著；水性涂料涂層附著力強，對材質(zhì)表面的適應(yīng)性也比較好；水性涂料施工涂 裝工具可用水清洗，從而減少清洗溶劑的消耗；水性防火涂料的展平性好，在內(nèi)腔、焊縫、棱 角、棱邊等部位都能進行施工，具有很好的防護性。
[0005] 水性防火涂料阻燃原理如下；（1)本身具有難燃性或不燃性。涂層遇火受熱后，可 W通過烙融、膨脹等物理變化W及聚合物等組分的分解和炭化等化學作用吸收大量熱量， 抵消一部分作用于物體的熱，從而延緩基材的受熱升溫過程；（2)遇火受熱分解出不可燃 的惰性氣體，沖淡被保護基材受熱分解出的易燃氣體和空氣中的氧氣，抑制燃燒；（3)遇熱 釋放活性自由基。該活性自由基與有機自由基結(jié)合后能減緩或終止燃燒連鎖反應(yīng)；(4)遇 熱膨脹，形成隔熱隔氧的膨脹炭層，封閉基材，從而阻止基材著火燃燒。
[0006] 傳統(tǒng)的膨脹型防火涂料的耐火性能一般通過加入含面材料實現(xiàn)或加強。涂料中的 面素化合物，在高溫下能分解出面化氨，面化氨可W捕捉有機物在受熱氧化燃燒時分解出 的哲基自由基，使連鎖反應(yīng)終止，從而阻止了有焰燃燒的發(fā)生。同時不可燃氣體面化氨可W 降低可燃氣體的濃度和空氣中氧氣的濃度，也抑制了有焰燃燒的反應(yīng)。
[0007] 防火涂料中使用含面阻燃材料，最大的優(yōu)點就是用量少、阻燃效率高且適應(yīng)性廣。 但其也存在嚴重的缺點，就是一旦發(fā)生火災，由于熱分解和燃燒會產(chǎn)生大量的煙霧和有毒 的腐蝕性氣體，從而妨礙救火和人員疏散，同時腐蝕儀器和設(shè)備。特別是人們發(fā)現(xiàn)火災中的 死亡事故有80%W上是材料產(chǎn)生的濃煙和有毒氣體造成的。因此，無面阻燃防火材料得到 了越來越多的重視，希望通過零面供選方案來替換該些含面材料。
[0008] 專利CN102675992B介紹了一種W苯丙乳液，聚磯酸錠，季戊四醇，S聚氯胺，鐵白 粉，氨氧化侶，棚酸鋒，氯化石蠟，防腐殺菌劑，分散劑，成膜助劑，纖維素離，哲基硅油和水 制備的膨脹型水性飾面防火涂料。在水中浸泡72小時，不開裂、不起泡、不脫落，耐火時間 為40min。但是該防火涂料耐火時間較短，原因是火災中產(chǎn)生的膨脹炭缺乏強度和耐久性。 該些因素限制了對基材的保護程度。
[0009] 鑒于上述問題的存在有必要開發(fā)出一種具有良好的膨脹炭強度和耐久性的防火 涂料，W延長防火涂層的耐火時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種防火涂料，W解決現(xiàn)有技術(shù)中防火涂料在使用過 程中膨脹炭的強度小，耐久性差的問題。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面，提供了一種防火涂料，按重量份計，該防 火涂料包括10~30份的成膜劑、0. 5~5份的無機空屯、填料、10~40份的酸供體、8~30 份的碳供體、6~25份的發(fā)泡劑、1~10份的增效劑W及1~10份的溶劑；其中，增效劑選 自金屬氧化物和/或礦物纖維。
[0012] 進一步地，無機空屯、填料選自空屯、玻璃珠、空屯、玻璃纖維和氧化侶空屯、球組成的 組中的一種或多種。
[0013] 進一步地，金屬氧化物與礦物纖維的重量比為0. 2~1。
[0014] 進一步地，按重量份計，防火涂料包括15~25份的成膜劑、2~5份的無機空屯、 填料、18~30份的酸供體、9~22份的碳供體、8~15份的發(fā)泡劑、2~7份的增效劑W及 3~10份的溶劑。
[0015] 進一步地，成膜劑選自醋酸己締-叔碳酸己締醋聚合乳液、聚醋酸己締醋乳液、苯 己締-丙締酸醋乳液、有機娃改性丙締酸醋乳液、聚苯己締改性乳液、純丙乳液、聚丙締酸 醋乳液、水溶性氨基樹脂和水溶性酪醒樹脂組成的組中的一種或多種。
[0016] 進一步地，酸供體選自聚磯酸錠、碳酸氨錠、磯酸氨二錠、磯酸二氨錠和甲酸組成 的組中的一種或多種。
[0017] 進一步地，碳供體選自季戊四醇、二季戊四醇、山梨醇、了四醇、淀粉、環(huán)己六醇和 麥芽糖組成的組中的一種或多種。
[0018] 進一步地，發(fā)泡劑選自=聚氯胺、雙氯胺、聚酷胺、密胺、聚脈、脈、甘氨酸和尿素組 成的組中的一種或多種。
[0019] 進一步地，金屬氧化物選自氧化鋒、氧化儀和氧化鉛組成的組中的一種或多種。
[0020]進一步地，按重量份計，防火涂料還包括3~20份的顏填料、0. 1~3份的增塑劑 和0. 1~5份的助劑曲劑選自分散劑、增稠劑、消泡劑、殺菌劑、成膜助劑和抑調(diào)節(jié)劑組成 的組中的一種或多種。
[0021] 進一步地，顏填料選自二氧化鐵、滑石粉、云母粉、硫酸領(lǐng)和碳酸巧組成的組中的 一種或多種。
[0022] 進一步地，增塑劑選自單己醇胺、二己醇胺和S己醇胺組成的組中的一種或多種。
[0023] 進一步地，溶劑選自水、丙二醇和己醇組成的組中的一種或多種。
[0024] 進一步地，防火涂料不含面元素。
[0025] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，在成膜劑、酸供體、碳供體、發(fā)泡劑和溶劑的基礎(chǔ)上添加 無機空屯、填料、金屬氧化物和/或礦物纖維。無機空屯、填料具有較小的傳導系數(shù)，能夠有效 降低防火涂料的導熱性，從而有利于提高防火涂料的耐火性和阻燃效率。更為特別的是， 由于金屬氧化物和/或礦物纖維均可W強化炭層結(jié)構(gòu)，同時成膜劑能促進高分子化合物塑 性流動和彈性變形，改善聚結(jié)性能和乳液的成膜機理，促進防火涂料形成連續(xù)性薄膜，因此 成膜劑與金屬氧化物和/或無機空屯、填料的共同使用能夠有效提高防火涂料涂層的初性 和機械強度，從而有利于提高上述防火體系形成的=維空間結(jié)構(gòu)膨脹炭層的強度和燒穿阻 力，進而有利于延長防火涂料的耐火時間。此外，將上述組分的用量控制在上述范圍內(nèi)，有 利于發(fā)揮各組分的協(xié)同效果。綜合上述各方面原因，本發(fā)明提供的防火涂料具有優(yōu)異的耐 火性能。
【具體實施方式】
[0026] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。下面將結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0027] 正如【背景技術(shù)】所描述的，現(xiàn)有技術(shù)中制備的防火涂料中膨脹炭的強度和耐久性差 的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種防火涂料，該防火涂料包括10~30份的成 膜劑、0. 5~5份的無機