專利名稱：水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于防火涂料技術領域，具體涉及一種水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙 功能防火涂料及其制備方法。
背景技術：
國內外目前的已有的鋼結構防火涂料主要有兩大類非膨脹型防火涂料和膨脹型 防火涂料，由于前者的防火及防腐蝕均較差，已逐漸被淘汰。現有的膨脹型鋼結構防火涂料 種類較多，按涂層厚度可分為厚型、薄型和超薄型三類；按其材料形態可分為水基型、溶劑 型和粉末型三類。其中水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料有較好的防火性能，同時又滿足環 保的要求，是鋼結構防火涂料發展的方向。現有的用于超薄膨脹型鋼結構防火涂料的防火助劑主要有聚磷酸銨、三聚氰胺、 季戊四醇以及無機填料組分，成膜物質主要包括聚合物乳液(如苯丙乳液、純丙乳液、硅丙 乳液、環氧乳液等)、水溶性聚合物樹脂(如氨基樹脂、水溶性酚醛樹脂等)和溶劑型聚合物 樹脂(如氯化橡膠、環氧樹脂、高氯化聚乙烯樹脂、聚丙烯酸樹脂等)。其制備工藝為將聚合 物乳液或樹脂與防火助劑混合研磨而成。現有的防火涂料均只有單一的防火功能，而對于鋼結構建筑，通常還存在防腐蝕 的問題。現有的技術是先在鋼結構上涂刷防腐蝕涂料，然后在涂刷防火涂料。這種涂裝工 藝的缺點是工序繁瑣、成本較高，而且往往由于防腐涂層和防火涂層不配套而使涂層容易 剝落，從而影響了防護效果。同時，現有的鋼結構防腐蝕涂料的品種也有很多，如環氧樹脂、 浙青改性環氧樹脂、酚醛樹脂、有機氟樹脂、有機硅樹脂、呋喃樹脂等。這些防腐蝕涂料已在 各種不同的場所應用，對鋼結構建筑的保護起到了積極的作用。但是上述的防火涂料及防腐蝕涂料均只具有單一的功能，一定程度上限制了它們 的應用，所以開發膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料不僅可以擴大防火涂料的應用范圍， 同時還可以簡化防火及防腐蝕涂料重復涂刷的復雜工序，極具實用價值。同時，現有的防火涂料多為溶劑型防火涂料或含鹵防火涂料。這些涂料雖然有良 好的防火效果，但是其帶有大量的溶劑，容易對環境造成污染。更為嚴重的是，火災中鹵素 燃燒生成的有毒氣體容易造成人員的窒息和中毒，對受災及消防人員均有害。水性無鹵超 薄膨脹型鋼結構防火涂料既具有良好的防火性能，又解決了環境污染問題和火災中鹵素對 人體的危害，因此推廣應用水性無鹵超薄膨脹型防火防腐雙功能涂料的前景廣闊，具有良 好的經濟效益和社會效益。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂 料，既滿足鋼結構建筑較高的防火要求，又滿足其防腐蝕要求。同時，本發明還提供這種涂 料的制備方法。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是防火涂料組成采用水性環氧乳液和自交聯硅丙乳液為主要成膜物質，加入具有良好防腐蝕性能的高聚合度聚磷酸銨、三聚氰 胺和季戊四醇組成的防火助劑體系，并加入可膨脹石墨鱗片為防火防腐蝕填料，及海泡石、 二氧化鈦、硅酸鋁纖維為耐高溫無機填料；同時加入助劑；其具體組分配比如下
權利要求
1. 一種水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料，其特征在于采用水性環氧乳液 和自交聯硅丙乳液為成膜物質，以聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇為防火助劑體系，以鈦白 粉、海泡石和硅酸鋁纖維為耐高溫填料，并加入可膨脹石墨鱗片作為防火防腐蝕填料，同時 加入助劑；其具體組分配比如下
2.根據權利要求1所述的水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料，其特征在于所 述的水性環氧乳液為雙酚A型環氧樹脂乳液、雙酚F型環氧樹脂乳液、縮水甘油胺型環氧樹 脂乳液或氫化雙酚A型環氧樹脂乳液中任一種。
3.根據權利要求1所述的水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料，其特征在于所 述的水性環氧乳液的環氧值在0. 1 0. 5 eq · (IOOg) Λ
4.根據權利要求1所述的水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料，其特征在于所 述的水性環氧固化劑為聚醚多胺、聚醚二胺、二胺甲基環己烷或己二胺中任一種。
5.根據權利要求1所述的水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料，其特征在于 水性環氧乳液的固含量為35 55% ；水性環氧固化劑的固含量為35 55% ；自交聯硅丙乳 液的固含量為40 60%。
6.根據權利要求1所述的水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料，其特征為于所 述的聚磷酸銨的聚合度為800 1000。
7.根據權利要求1所述的水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料，其特征為于所 述的可膨脹石墨鱗片的片徑0. 04 0. 4mm，膨脹倍率為50 170倍，初始膨脹溫度為150 250 "C。
8.—種如權利要求1所述的水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料的制備方法， 其特征在于具體步驟如下按原料配比稱取各組分，防火助劑體系為聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇；填料為鈦白 粉、海泡石、硅酸鋁纖維可膨脹石墨鱗片；先將水性環氧乳液、水性環氧固化劑和自交聯硅 丙乳液混合均勻，然后與防火助劑體系、填料、助劑和水放在一起攪拌混合20 30min，即 得本發明的成品；或者，按原料配比稱取各組分，先將防火助劑體系、填料、助劑和水放在一起攪拌均勻 成漿料體系，并將水性環氧乳液、水性環氧固化劑和自交聯硅丙乳液混合均勻，然后將混合乳液在攪拌條件下加入到漿料體系，繼續攪拌混合20 30min，即得本發明的成品。
全文摘要
本發明涉及一種水性超薄膨脹型鋼結構防火防腐雙功能涂料及其制備方法。采用水性環氧乳液和自交聯硅丙乳液為成膜物質，以高聚合度聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇為防火助劑體系，以加入鈦白粉、海泡石和硅酸鋁纖維為耐高溫填料，并特別加入可膨脹石墨鱗片作為防火防腐蝕填料，同時加入少量成膜助劑和水性消泡劑。所形成的防火涂料膨脹倍率高(可達15倍左右)，耐火極限可達90min(涂層厚度2mm)，同時又具有良好的防腐蝕性能。該涂料的制備方法簡單、無污染、成本低廉、應用廣泛。
文檔編號C09D163/02GK102002301SQ20101053743
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者張恒浩, 楊家云, 王國建, 王曉文 申請人:同濟大學