[发明专利]一种高性能水性钢结构膨胀型防火涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能水性钢结构膨胀型防火涂料及其制备方法。本发明的涂料主要由以下重量份数比组分制备而成去离子水、氨水、改性氨基树脂、丙烯酸乳液、金红石型二氧化钛、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵、助剂，所述的改性氨基树脂主要由以下物质按照以下质量份数比制备而成：多聚甲醛、三聚氰胺、改性剂、催化剂、醇类有机溶剂。本发明提供了一种工艺简单、无废水排放的改性氨基树脂的制备方法，并将制备的改性氨基树脂应用于高性能水性钢结构膨胀型防火涂料的制备；改性氨基树脂的引入可以有效降低添加型阻燃填料的添加量，从而可以提升防火涂料阻燃性能的持久性。

技术领域

本发明涉及防火涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种高性能水性钢结构膨胀型防火涂料及其制备方法。

背景技术

防火涂料是用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。随着钢材在建筑业中的广泛应用，其防火保护问题也日益受到关注。尽管钢铁不会燃烧，但是在处于温度高于500℃的环境下时，其会失去强度。最终，在高温的影响下，钢结构将变得不稳定，建筑将坍塌。因此，有必要对钢结构进行防火保护。膨胀型防火涂料在微孔碳的基础上，形成高效的泡沫，在大约200℃时，其会自发且快速地形成均匀的泡沫。如果没有空间的限制，泡沫的厚度与最初的涂料相比，可能会达到100倍，同时会带来强有效的热绝缘效果。因此，通常会使用膨胀型防火涂料保护钢铁结构，例如机场候机楼、购物中心、剧院和办公大楼等场所。

按照阻燃元素的引入方式可将阻燃剂分为本源型阻燃剂和添加型阻燃剂，本源型阻燃剂的基体树脂通常含有阻燃元素，而添加型阻燃剂通常应用于基体树脂不含阻燃元素的案例。市面常用膨胀型防火涂料一般通过引入添加型阻燃剂以达到防火效果。相较于本源型阻燃剂而言，添加型阻燃剂存在降低漆膜的机械性能和容易从基体中析出的问题，并阻燃效果随着使用时间的延长而不断降低。若能在成膜物质中引入阻燃元素，不仅可以降低添加型阻燃剂的添加量，提升漆膜的机械性能，而且可以赋予防火涂料更持久的阻燃性能。

在某中国发明专利中公开了一种水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，该涂料的原料配比为：聚合物乳液15～50％，聚磷酸铵15～30％，季戊四醇5～15％，三聚氰胺3～10％，钛白粉5～12％，无机填料2～13％，可膨胀性石墨0～5％，增塑剂1～10％，润湿分散剂0.4～1.5％，消泡剂0.2～0.5％，成膜助剂1～6％，水5～15％，上述原料总和为100％。上述防火涂料的主要防火成分是聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺。由于大量添加型阻燃剂的引入，涂刷后极易引起鼓包、开裂等现象，同时随着时间的延长，防火涂料的阻燃性能会不断下降，从而在火灾时不能有效发挥其应有的作用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高性能水性钢结构膨胀型防火涂料及其制备方法，本发明的防火涂料具有防火效果好、阻燃性能持久的优点。

一种高性能水性钢结构膨胀型防火涂料，主要由以下重量份数比组分制备而成：

所述的改性氨基树脂主要由以下物质按照以下质量份数比制备而成：

进一步地，所述的改性剂选自尿素、乙二胺、3-氨基正丁醇中任意两种按照任意比例的混合物。

进一步地，所述的催化剂为氯化铵或者乙酸中的一种或两种按照任意比例的混合物。

进一步地，所述的有机溶剂选自乙二醇、1,4-丁二醇中一种或两种按照任意比例的混合物。

进一步地，所述改性氨基树脂由以下步骤制备而成：

①将有机溶剂和多聚甲醛混合均匀，然后升温至70-80℃并保温0.5-1h，制得透明的甲醛-多元醇溶液；

②接着在步骤①制得的甲醛-多元醇溶液中加入三聚氰胺，随后升温至90-100℃并保温15-30min；