[发明专利]一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子涂料技术领域，特别涉及一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着建筑物的高层化和建筑物跨度的不断加大，钢结构建筑数量逐年增加。建筑钢结构由于具有轻质高强、塑性和韧性好(利于抗震)、施工周期短、机械化程度高、对环境破坏小、建筑形式灵活多样及适用不同气候条件等优点，已越来越受到中国用户的青睐。大型公共娱乐场所、体育馆、候机厅、电视塔、高层大厦、大型工业厂房等大跨度建筑物和超高层建筑物等广泛采用钢结构。

钢材虽然不具备可燃性，但其导热系数大，耐火性能差，不加防火保护的情况下，高温火焰的直接灼烧下一般只有15min的耐火极限。超过15min，钢结构强度迅速降低并很快失去承载能力。当结构的温度达到350、500、600℃时，其强度分别下降1/3、1/2、2/3，当结构温度达到600℃以上时，钢结构将完全失去承载能力。正因为如此，对钢构件采取有效保护措施，使其免受高温火焰的直接灼烧，延缓坍塌时间，为消防救火提供宝贵的时间就显得十分重要。将防火涂料涂敷于钢材表面，除具有装饰和保护作用外，由于涂料本身的不燃性和难燃性，能阻止火灾发生时火焰的蔓延，延缓火势的扩展。

发明内容

为了研发出防火性能出色且耐侯性强的防火涂料，本发明的提供了一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。

一种超薄型钢结构防火涂料，其配方组成如下：

作为本发明超薄型钢结构防火涂料的一种优选方案，其配方组成如下：

其中，上述两种配方中所述基体树脂为改性丙烯酸酯乳液和溴化环氧树脂乳液的混合物，二者质量比为(5～8)：1；所述的改性丙烯酸酯乳液为由聚氨酯改性的丙烯酸酯乳液，或由环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液，或由聚氨酯改性的丙烯酸酯乳液和由环氧树脂改性的丙烯酸酯乳液的混合物；所述的改性丙烯酸酯乳液和溴化环氧树脂乳液的固含量均≥50％；

所述的有机纤维为涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、芳纶、氨纶和超高分子量聚乙烯纤维中的一种或几种，经质量浓度为2～5％的硅烷偶联剂溶液按纤维与硅烷偶联剂溶液体积比为1:10～1:20的比例浸泡处理1～2h后取出晾干得到的；所述有机纤维的直径≤20μm，长度≤10mm。

本发明还提供了上述防火涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺按照上述配方的比例混合，然后研磨，再将物料过300～400目筛；

(2)将直径≤20μm、长度≤10mm的有机纤维用硅烷偶联剂溶液处理后，取出晾干；然后将纤维加入到水中，以800～1200r/min的速度搅拌将其分散成均匀悬浮液；

其中，有机纤维的处理方法为：将质量浓度为2～5％的硅烷偶联剂溶液按纤维与硅烷偶联剂溶液体积比为1:10～1:20的比例浸泡处理1～2h；

(3)在相同搅拌速度下向上述有机纤维悬浮液中加入基体树脂；

(4)将步骤(1)得到的过筛物料加入到上述制得的乳液中，以400～600r/min的速度搅拌30～60min；

(5)将可膨胀石墨、氯化石蜡-70和钛白粉加入上述制得的乳液中，搅拌均匀即得到超薄型钢结构防火涂料。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明的产品以水为分散介质，采用改性丙烯酸酯乳液和溴化环氧树脂乳液作为成膜物质，膨胀体系为传统P-C-N体系与膨胀石墨复合。为防止防火涂料在使用过程中出现开裂现象，本发明采用经硅烷偶联剂处理过的有机纤维增强了防火涂料涂层的抗裂性能，即耐冷热循环能力提高；该防火涂料遇火后，弹性纤维会先碳化成为碳层，不影响后续的膨胀体系膨胀；同时膨胀石墨与溴化环氧树脂还增加了该防火涂料的阻燃性和成膜性(可从耐水性指标间接体现)；该防火涂料在施工过程中无有毒气体释放，安全环保；可广泛用于各种钢结构建筑，如高层建筑、体育场馆等。

(2)本发明的产品涂膜厚度≤3mm；耐火极限为96～115min；耐候性：耐冷热循环15～20次涂层无开裂、剥落、起泡现象；涂层表干时间≤5.0h；耐水性：≥24h涂层无起层、发泡和脱落现象。

(3)本发明产品为粘稠液体，固含量大于50％，符合国家标准。

具体实施方式

以下实施例中使用的原料均为市购，所述的硅烷偶联剂为市场上常用的硅烷偶联剂。

实施例1