一種高耐水性的水性鋼結構防火涂料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種高耐水性的水性鋼結構防火涂料。【背景技術】
[0002] 隨著現代建筑業的迅速發展，鋼結構在歌劇院、體育館、高層建筑等行業得到了廣 泛應用。作為現建筑的主要形式，鋼結構具有機械性能好、強度高、質量輕、空間利用率高等 優點。但是鋼結構自身的耐火性能很差，極易導熱。當溫度低于300°C時鋼結構強度基本不 發生變化，當溫度達到3 5Q°C時其強度下降1 / 3,在自身溫度超過540°C時，其機械強 度幾乎全部喪失。火災發生l〇miη后裸露的鋼材溫度就達到700°C以上，此時便會因 鋼結構的強度降低而導致建筑物坍塌，從而給人們的生命和財產帶來巨大的損失。因此必 須對鋼結構建筑進行防火保護。鋼結構防火涂料刷涂或噴涂在鋼結構表面，防止鋼材在火 災中迅速升溫而造成強度下降，從而起到防火的作用。該方法施工簡單、耐火時間長、不受 構件幾何形狀限制，具有較好的經濟性和適用性。目前，針對人們對于防火效果和環境保護 的綜合考慮，水性超薄膨脹型鋼結構防火涂料的使用越來越廣泛。水性超薄膨脹型鋼結構 防火涂料主要由基體、膨脹阻燃體系和無機填料組成。基體主要有氨基樹脂、純丙乳液、苯 丙乳液等；膨脹阻燃體系中主要包括炭化劑季戊四醇、發泡劑三聚氰胺、脫水催化劑聚磷酸 銨；填料主要為絹云母、二氧化鈦、可膨脹石墨等。
[0003]現有技術有研究將水、氯偏乳液、純丙AC261P乳液、聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四 醇、可膨脹石墨和絹云母的按質量比為25%: 22%: 3%: 16%: 12%: 12%: 5%: 3%的比例混 合，加入適當的填料和助劑，采用不同梯度攪拌速率的新工藝，制備得到水性飾面型防火涂 料，該水性飾面型防火涂料的耐火時間高達22min。但是該耐火時間還是不夠長，此外，本 發明人在實踐中發現，其耐水性能不夠理想。
[0004]本發明旨在提供一種高耐水性的水性鋼結構防火涂料及其制備工藝，其耐水性能 好，耐火時間長，并且相比于大多數鋼結構防火涂料需要涂覆量500g/m2以上，本發明的防 火涂料只要300g/m2以上涂覆量就可以達到理想的效果，這樣就大大節約了成本。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術中的缺點，提供一種高耐水性的水性鋼結構防火涂料及其制 備工藝，其耐水性能好，耐火時間長，并且相比于大多數鋼結構防火涂料需要涂覆量500g/ m2以上，本發明的防火涂料只要300g/m2以上涂覆量就可以達到理想的效果。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案實現： 一種高耐水性的水性鋼結構防火涂料的生產方法： (1)制備所需的固體顆粒： A顆粒：粒度為20-29μm的可膨脹石墨微粉； B顆粒：粒度為5-9μm的絹云母； C顆粒：粒度為5-9μm的硫酸鋇微粉； D顆粒：粒徑為100-200nm的a-A1203納米粉； E顆粒：粒徑為100_200nm的伊利石粉； F顆粒：粒徑為30-50μm的伊利石粉； 按照重量分數，將50份-55份顆粒A、30份-38份顆粒B、1份顆粒C、0. 5份-0. 6份顆 粒D、2份-3份顆粒E、5份顆粒F混合配料成為固體混合料； (2)制備防火涂料： 按重量份數計，將8份固體混合料，10-12份聚磷酸銨、8-12份三聚氰胺、5-6份季戊四 醇混合，在研缽中充分研磨，80-90°C熱處理15-22min，然后加入到25份純水、20-25份氯偏 乳液、1-2份純丙AC261P乳液中，保持溫度45-52°C，用攪拌器在150-180r/min的速度下 攪拌8-20min，然后冷卻到30°C，再加入0. 5-0. 9份1 %wt的海藻糖水溶液，將攪拌器的轉 速調到l〇〇〇r/min攪拌60-90min，制得防火涂料。
[0007] 本發明不僅在配方上做了創新，而且在工藝上，首次引入溫度+攪拌速度相結合 控制，經過大量的實驗，意外發現了在特殊的配方和工藝下，可以得到耐水性能好，耐火時 間長的水性鋼結構防火涂料。
[0008] 本發明的有益之處在于： (1)本發明的水性鋼結構防火涂料制備過程簡單，易于工業化生產，并且無毒環保。
[0009] (2)本發明制備得到的水性鋼結構防火涂料具有令人驚訝的耐水性能和環保性 能。
【具體實施方式】
[0010] 實施例1: 高耐水性的水性鋼結構防火涂料的生產方法： (1) 制備所需的固體顆粒： A顆粒：粒度為20μm的可膨脹石墨微粉； B顆粒：粒度為9μm的絹云母； C顆粒：粒度為5μm的硫酸鋇微粉； D顆粒：粒徑為200nm的α-A1203納米粉； E顆粒：粒徑為100nm的伊利石粉； F顆粒：粒徑為50μm的伊利石粉； 按照重量分數，將50份顆粒A、38份顆粒B、1份顆粒C、0. 5份顆粒D、3份顆粒E、5份 顆粒F混合配料成為固體混合料； (2) 制備防火涂料： 按重量份數計，將8份固體混合料，10份聚磷酸銨、12份三聚氰胺、5份季戊四醇混 合，在研缽中充分研磨，90°C熱處理15min，然后加入到25份純水、25份氯偏乳液、1份純丙 AC261P乳液中，保持溫度52°C，用攪拌器在150r/min的速度下攪拌20min，然后冷卻到 30°C，再加入0. 5份1 %wt的海藻糖水溶液，將攪拌器的轉速調到1000r/min攪拌90min， 制得防火涂料。
[0011] 將涂料涂于150mmX70mmXlmm的Q235鋼板上，涂刷厚度（2. 00±0. 1)mm，涂 刷8次，間隔lh，室溫養護7d，得到防火性能測樣板。
[0012] 實施例2: 高耐水性的水性鋼結構防火涂料的生產方法： (1) 制備所需的固體顆粒： A顆粒：粒度為29μm的可膨脹石墨微粉； B顆粒：粒度為5μm的絹云母； C顆粒：粒度為9μm的硫酸鋇微粉； D顆粒：粒徑為100nm的α-A1203納米粉； E顆粒：粒徑為200nm的伊利石粉； F顆粒：粒徑為30μm的伊利石粉； 按照重量分數，將55份顆粒A、30份顆粒B、1份顆粒C、0. 6份顆粒D、2份顆粒E、5份 顆粒F混合配料成為固體混合料； (2) 制備防火涂料： 按重量份數計，將8份固體混合料，12份聚磷酸銨、8份三聚氰胺、6份季戊四醇混 合，在研缽中充分研磨，80°C熱處理22min，然后加入到25份純水、20份氯偏乳液、2份純 丙AC261P乳液中，保持溫度45°C，用攪拌器在180r/min的速度下攪拌8min，然后冷卻到 30°C，再加入0.9份1 %wt的海藻糖水溶液，將攪拌器的轉速調到lOOOr/min攪拌60min， 制得防火涂料。
[0013] 將涂料涂于150mmX70mmXlmm的Q235鋼板上，涂刷厚度（2. 00±0. 1)mm，涂 刷10次，間隔lh，室溫養護7d，得到防火性能測樣板。
[0014] 實施例3: 高耐水性的水性鋼結構防火涂料的生產方法： (1) 制備所需的固體顆粒： A顆粒：粒度為21μm的可膨脹石墨微粉； B顆粒：粒度為8μm的絹云母； C顆粒：粒度為6μm的硫酸鋇微粉； D顆粒：粒徑為150nm的α-A1203納米粉； E顆粒：粒徑為180nm的伊利石粉； F顆粒：粒徑為40μm的伊利石粉； 按照重量分數，將51份顆粒A、37份顆粒B、1份顆粒C、0. 5份顆粒D、3份顆粒E、5份 顆粒F混合配料成為固體混合料； (2) 制備防火涂料： 按重量份數計，將8份固體混合料，11份聚磷酸銨、10份三聚氰胺、5份季戊四醇混 合，在研缽中充分研磨，85°C熱處理16min，然后加入到25份純水、24份氯偏乳液、1份純丙 AC261P乳液中，保持溫度50°C，用攪拌器在170r/min的速度下攪拌10min，然后冷卻到 30°C，再加入0.6份1 %wt的海藻糖水溶液，將攪拌器的轉速調到1000r/min攪拌63min， 制得防火涂料。
[0015] 將涂料涂于150mmX70mmXlmm的Q235鋼板上，涂刷厚度（2. 00±0. 1)mm，涂 刷9次，間隔lh，室溫養護7d，得到防火性能測樣板。
[0016] 實施例4: 高耐水性的水性鋼結構防火涂料的生產方法： (1) 制備所需的固體顆粒： A顆粒：粒度為28μm的可膨脹石墨微粉； B顆粒：粒度為6μm的絹云母； C顆粒：粒度為8μm的硫酸鋇微粉； D顆粒：粒徑為123nm的α-A1203納米粉； E顆粒：粒徑為145nm的伊利石粉； F顆粒：粒徑為35μm的伊利石粉； 按照重量分數，將54份顆粒A、31份顆粒B、1份顆粒C、0. 6份顆粒D、2份顆粒E、5份 顆粒F混合配料成為固體混合料； (2) 制備防火涂料： 按重量份數計，將8份固體混合料，10份聚磷酸銨、9份三聚氰胺、6