[实用新型]一种石墨型膨胀防火涂料

说明书

技术领域

本实用新型涉及防火材料技术领域，特别是涉及一种石墨型膨胀防火涂料。 

背景技术

随着建筑的高层化、集群化、工业大型化的发展和有机合成材料的扩大利用，涂料以其优良的保护性和装饰性给人以舒适的享受，但大多数涂料的可燃性和易燃性也带来了火灾隐患。因此研制防火涂料以适应消防安全日益重要。 

防火涂料按其防火形式及组成成分分为膨胀型与非膨胀型防火涂料。膨胀型防火涂料是国内使用最广泛的涂料，可分为水性和溶剂性膨胀型防火涂料两类，其中，水性膨胀型防火涂料约占膨胀型火涂料的75％以上。国内市场上的水性防火涂料成本低、毒性低、污染小，但防潮性能较差，只适用于干燥的环境下使用。国际市场上水性防火涂料虽然同时具备以上性能，但价格高得惊人，不适合我国市场的发展需要。另外，现有的防火涂料大多采用聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺(PCN)型阻燃体系，这种阻燃体系的防火涂料虽然防火性能较好，但是耐久性和耐水性却较差，在与水直接接触的环境或潮湿环境中使用时，它的阻燃剂易发生水溶、盐析等现象，导致防火涂料失效，从而使涂料失去防火效能。 

钢结构作为现代建筑的主要形式，因具有质量轻、强度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工业化程度高，空间利用率大，节省投资而被大量应用。金属腐蚀会带来巨大的经济损失，其中有30％的钢材由于腐蚀而浪费了，钢结构必须涂刷防腐涂料，而钢结构防火涂料是国家强制执行的钢结构必备材料。 

钢结构防火涂料分为溶剂型和水分散型。目前，钢结构表面防腐防护以溶剂型为主，溶剂型防腐涂料主要使用环氧树脂、聚氨酯树脂、含氯类聚台物、酚醛树脂等为成膜基料，国内外对水性防腐蚀涂料的树脂基料的研究主要集中于水性含硅、氟聚合物、水性环氧树脂以及水性聚氨酯树脂等，这些树脂虽然具有良好的防火性能，但存在着以下不足：(1)无论是油性树脂还是水性树脂耐热性都差，在高温下易软化；其中相对耐火性能较高的树脂如环氧树脂，当温度达到180～200℃就会软化，发生热氧化分解，290℃以上时，环氧固化产物主链会断裂，酚醛树脂只能耐250℃的温度，一旦超过就会软化、脱落；一般遇到火灾时，火场热量透过防火层传到钢结构面漆表面的温度可达400～500℃，使用这些树脂的防火涂料都无法承受如此高温而软化，导致防火层从防火层与防火层粘结的界面脱落，致使大火直接面 对钢结构，造成防火失效，严重威胁人们的生命财产安全；(2)溶剂型防腐涂料因含有大量的有机溶剂，溶剂在施工和干燥的过程中大都挥发出来，这不仅严重污染了环境和危害了人们健康，同时还对资源造成的极大浪费；(3)树脂成本高；环氧树脂、聚氨酯树脂等的成本价高，使用受到限制。 

钢结构防火涂料是施涂于建筑物及构筑物的钢结构表面，能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。根据GB14907-2002《钢结构防火涂料》按涂料的厚度进行分类，分为厚型、薄型和超薄型。其中，厚型钢结构防火涂料使用厚度是大于7mm且小于或等于45mm，一般用于耐火极限大于2小时的建筑中，主要成分为无机绝热材料，遇火不膨胀，其利用材料自身的不燃性、低传热性以及材料分解时的吸热性，延缓钢材温度的上升，避免钢结构的物理力学性能遭到破坏，从而保护钢结构建筑。目前，国内外对于厚型钢结构防火涂料的研究主要集中在以下四种：碱金属硅酸盐类涂料、硅溶胶类涂料、磷酸盐类涂料、水泥类涂料。 

现有技术中，关于厚型钢结构防腐、防火涂料方面的报道很少，公开号为CN1948404A提供的“非膨胀型钢结构防火防腐涂料”由如下重量份的组分组成：基料50～60，膨胀蛭石4～8，云母粉8～12，空心漂珠6～10，膨胀珍珠岩10～15，三聚磷酸二氢铝8～14，SiO2改性偏硼酸钡6～9，水105～115，该涂料是一种用于钢结构防火防腐保护的非膨胀型双功能涂料，但是这种涂料的防腐、防水效果差，原因是采用了大量的膨胀蛭石和空心漂珠，涂料体系间的孔隙多，水分和空气容易进入和穿过涂层，引起钢结构析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生，无法有效防腐和防水。由于钢结构防腐防火存在许多难题，主要是两者不能兼顾的问题，要制备同时具有优越防腐和防火功能的防腐防火涂料非常困难。 

随着国民经济的发展，钢结构产量高速增长。钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工进度快、结构占用面积少、工业化程度高等一系列优点，被誉为21世纪的“绿色建筑”之一。据统计目前北京钢结构建筑接近总建筑面积的40％，近年来北京每年的钢结构建筑面积约为7百万平方米以上，从防火角度看，钢结构构件虽然是不燃烧体，但其耐火性较差，一般说来，未加保护的钢结构的耐火极限仅15min，因此提高钢结构的耐火性能为钢结构建筑推广中重要的一步。