本發明涉及防火涂料領域，具體是一種新型高效無機膨脹防火涂料，適用于鋼結構、非金屬結構等表面的防火保護。
背景技術：
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膨脹型防火涂料作為一種功能涂料，能夠有效防止或延緩火勢蔓延，與其他防火材料相比，具有隔熱性好、低密度、易施工、低成本、等優點。防火涂料在常規狀態下與普通裝飾涂層無明顯差別，遇火或在高溫下，涂層迅速發泡膨脹，形成具有蜂窩狀結構的隔熱碳化層，從而阻止或延緩熱量向底材的傳遞，達到提高底材的耐火極限的目的。
目前廣泛使用的防火涂料主要有兩種體系，一種是厚型非膨脹型防火涂料，主要采用水泥、膠粉作為主要成膜物，添加填料型隔熱材料，這種防火涂料主要采用無機材料體系，但防火效率低，一般使用厚度達到25mm才能提供60min的耐火保護，例如cn104650626a一種無機防火涂料。另一種防火涂料體系是超薄型膨脹型防火涂料，這種防火涂料是有機體系，主要使用有機樹脂作為成膜物，膨脹型阻燃劑由酸源、炭源和氣源構成。例如cn100432167c膨脹型防火涂料，采用的主要組份均為有機物，這種防火涂料的優點是防火效率高，一般2mm就可以提供60min的耐火保護。但這種涂料的缺點是采用有機體系，在施工使用過程中釋放大量有機溶劑，遇到火焰燃燒后雖然具有較好的阻火性能，但燃燒過程中有機物燃燒產生大量有毒有害煙氣，在實際火災發生時這些有毒有害煙氣對人員的傷害十分危險，存在很大的安全隱患。雖然近年來研制出綠色環保型的超薄膨脹型防火涂料，采用水性樹脂做成膜物，例如專利cn104130671b一種用于鋼結構的水性超薄膨脹型防火涂料及其制備方法，但水性樹脂、膨脹阻燃劑仍然是有機物體系，膨脹發泡體系仍然采用的是化學發泡技術，雖然能減少施工過程中的有機溶劑的排放，但并不能解決燃燒過程中有機物燃燒產生大量有毒有害煙氣的問題。
技術實現要素：
本發明提供一種超薄型無機膨脹防火涂料，由下列原料組成：
上述各組分之和滿足100％。
所述的水玻璃和硅溶膠作為防火涂料的成膜物，為涂層提供良好的附著力，同時參與防火涂層的成碳過程。所述水玻璃為模數是1.5～3.5之間的硅酸鈉，所述的硅溶膠是ph值在7-10之間的硅溶膠。
石墨晶體具有由碳元素組成的六角網平面層狀結構。層平面上的碳原子以強有力的共價鍵結合，而層與層之間以范德華力結合，結合非常弱，而且層間距較大。因此，在適當的條件下，酸、堿金屬、鹽類等多種化學物質可插入石墨層間，并與碳原子結合形成新的化學相——石墨層間化合物。這種層間化合物在加熱到適當溫度時，可瞬間迅速分解，產生大量氣體，使石墨沿軸方向膨脹成蠕蟲狀的新物質，即膨脹石墨。這種未膨脹的石墨層間化合物就是可膨脹石墨。本發明采用粒度50目-300目之間的可膨脹石墨作為無機膨脹劑，瞬間高溫膨脹倍率為100-400。
增強材料在膨脹碳質層形成中起到碳層增強和提高炭層附著力的作用，本發明根據體系的特點，選自玻璃纖維、陶瓷纖維、碳纖維、碳化硅纖維、硅酸鋁纖維中的一種。
膨脹珍珠巖是珍珠巖礦砂經預熱，瞬時高溫(1000～1300℃)條件下焙燒膨脹后制成的一種內部為蜂窩狀結構的白色顆粒狀的材料。其原理為珍珠巖礦砂中水分汽化，在軟化的含有玻璃質的礦砂內部膨脹，形成多孔結構。本發明采用膨脹珍珠巖配合可膨脹石墨共同形成均勻的多孔蜂窩結構的膨脹炭層，多孔蜂窩結構的各小單元內含非對流空氣，使膨脹碳層具有較低導熱系數，能夠有效阻隔熱量傳遞，阻止火焰傳播。
所述的無機阻燃劑包括三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合硅酸鎂、二氧化鉬中的一種或幾種。能提高涂料膨脹炭層的阻火能力。
為提高無機涂料與界面之間的結合力，本發明加入界面結合助劑，解決無機涂料附著力差，裝飾性差的問題，界面結合助劑是烷基丁二酸酯磺酸鹽、二異辛基丁二酸酯磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽，選自其中的一種。
固化促進劑加速無機涂料的固化速度，適應實際施工使用，固化促進劑為氟硅酸鈉、三聚磷酸鋁中的一種。
本發明的無機超薄膨脹型防火涂料，采用水玻璃和硅溶膠作為成膜物，采用物理發泡技術，通過無機阻燃劑和物理發泡劑達到阻燃隔熱的效果。防火涂料涂層干膜厚度1-2mm，能夠為基材提供至少60min的耐火保護。本發明在施工、使用過程中無voc(有機揮發物)排放，防火作用過程中不產生有毒有害氣體和煙氣。這種防火涂料的使用能夠有效地減小煙氣的危害，為人員疏散與滅火救援提供更好的條件，是一種安全無毒的綠色功能涂料。
具體實施方式：
實施例1
制備及施工方法：
(1)將水玻璃，硅溶膠，玻璃纖維，三氧化二銻，氫氧化鋁加入水中，用高速攪拌機3000r/min分散均勻。
(2)加入可膨脹石墨、膨脹珍珠巖、烷基丁二酸酯磺酸鹽，500r/min分散均勻。
(3)加入氟硅酸鈉2％，手工攪拌均勻，采用鏝涂方法均勻的涂裝在基材表面。
實施例2
水玻璃(模數2.5)25％，可膨脹石墨10％，硅酸鋁纖維10％，膨脹珍珠巖8％，三氧化二銻8％，氫氧化鋁8％，氫氧化鎂7％，烷基丁二酸酯磺酸鈉2％，氟硅酸鈉2％，水20％。
制備及施工方法：
(1)將水玻璃，硅酸鋁纖維，三氧化二銻，氫氧化鋁，氫氧化鎂加入水中，用高速攪拌機3000r/min分散均勻。
(2)加入可膨脹石墨、膨脹珍珠巖、烷基丁二酸酯磺酸鹽，500r/min分散均勻。
(3)加入氟硅酸鈉2％，手工攪拌均勻，采用鏝涂方法均勻的涂裝在基材表面。比較例1
本發明產品性能與普通有機超薄型膨脹防火涂料cn100432167c對比，在完全相同的實驗條件下，性能對比如下。
比較例2
本發明產品性能與普通無機型防火涂料cn104650626a，在完全相同的實驗條件下，性能對比如下。