[发明专利]钢结构纳米防火涂料

说明书

本发明提出了一种钢结构纳米防火涂料，按照重量份数，包括以下组分：苯丙乳液40～60份、硅丙乳液10～30份、聚磷酸铵4～8份、双季戊四醇2～6份、陶瓷空心微珠8～16份、莫来石纤维5～10份、润湿分散剂0.4～0.8份、流平剂0.3～0.6份、成膜助剂2～6份及改性纳米碳化硅6～12份；其中，所述改性纳米碳化硅主要由纳米碳化硅、淀粉与硅烷偶联剂制备得到。该防火涂料不仅涂层膨胀倍率高，还提高其隔热与耐火能力。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种钢结构纳米防火涂料。

背景技术

相对于混凝土，钢结构在材料性能、经济效益、环境保护上具有明显的优势，被广泛应用于大跨度结构、超高层建筑、普通住宅及办公楼等，正逐步成为建筑的主流材料。然而，钢结构的防火性能差，在很大程度上制约了其发展。理论上，钢结构在全负荷下无法保持静态平衡的临界温度是528℃。建筑物一旦发生火灾，10分钟内火场温度就可达到700℃以上，裸露的钢结构在火灾发生的10分钟内即达到临界温度，便会产生塑性形变而失去承重能力，进而引起钢结构建筑的迅速坍塌。防火涂料可对钢结构起到有效的防火保护作用，可延缓钢结构在火灾中的升温，延长其到达临界温度的时间，可以为消防人员灭火和人们逃生争取时间，具有重要的现实意义。

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

本发明提出一种钢结构纳米防火涂料，该防火涂料不仅涂层膨胀倍率高，还提高其隔热与耐火能力。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种钢结构纳米防火涂料，按照重量份数，包括以下组分：

苯丙乳液40～60份、硅丙乳液10～30份、聚磷酸铵4～8份、双季戊四醇2～6份、陶瓷空心微珠8～16份、莫来石纤维5～10份、润湿分散剂0.4～0.8份、流平剂0.3～0.6份、成膜助剂2～6份及改性纳米碳化硅6～12份；其中，所述改性纳米碳化硅主要由纳米碳化硅、淀粉与硅烷偶联剂制备得到。

优选地，所述改性纳米碳化硅的制备方法为：

1)将淀粉加入水中进行搅拌分散，然后加入淀粉酶进行酶解，酶解结束后升温灭活，得到酶解液；

2)向步骤1)的酶解液中加入纳米碳化硅与硅烷偶联剂进行搅拌分散，温至60℃～70℃，搅拌反应2～6h，结束后离心真空干燥即可。

优选地，所述淀粉与所述纳米碳化硅的质量之比为10～20:1，所述纳米碳化硅与所述硅烷偶联剂的质量之比为25～35:1。

优选地，所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲(乙)氧基硅烷与乙二胺丙基三乙氧基硅烷中的一种或者多种。

优选地，所述润湿分散剂为六偏磷酸钠润湿剂；所述流平剂选用水性丙烯酸酯共聚物、氟改性聚丙烯酸酯共聚物或聚醚改性聚硅氧烷聚合物其中的一种。

优选地，所述成膜助剂为丙二醇苯醚、二丙二醇正丁醚、十二碳醇酯、甲氧基丁醇、乙二醇单丁醚与二丙二醇丙醚中的至少一种。

本发明的钢结构纳米防火涂料的制备方法：

按照配比将上述组分混合均匀后即可。