一種鋼結構防火涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑材料技術領域，尤其是涉及一種鋼結構防火涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 鋼結構防火涂料是防火涂料產品的一種，由于用于主要用于鋼結構防火保護而得 名。在實際應用中，鋼材既可以相對增加建筑物的荷載能力，也可以滿足建筑設計美感造型 的需要;還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲，拉伸的缺陷。因此鋼材受到了建筑行業的青 睞，單層，多層，摩天大樓，廠房，庫房，候車室，候機廳等采用鋼材都很普遍。但是，鋼材作為 建筑材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷，它的機械性能，如屈服點，抗拉及彈性模 量等均會因溫度的升高而急劇下降。鋼結構通常在450_650°C溫度中就會失去承載能力、發 生很大的形變、導致鋼柱、鋼梁彎曲，結果因過大的形變而不能繼續使用，一般不加保護的 鋼結構的耐火極限為15分鐘左右，這一時間的長短還與構件吸熱的速度有關。因此，在鋼結 構建筑中一般會使用防火涂料。
[0003] 目前，高層鋼結構建筑日趨增多，尤其是一些超高層建筑，采用鋼結構材料更為廣 泛。高層建筑一旦發生火災事故，火不是在短時間內就能撲滅的，這就要求我們在建筑設計 時，加大對建筑材料的防火保護，以增強其耐火極限，并在建筑內部制訂必要的應急方案， 以減少人員傷亡和財產損失。
[0004] 現有的鋼結構防火涂料中，公開號CN 103992723 A(申請號201410210466.4)的專 利公開了一種鋼結構防火涂料，按重量份計，由以下組分組成:環氧樹脂15-25份、丙烯酸樹 脂7-13份、200號汽油3.7-4.5份、二甲苯4-6份、醋酸丁酯5-7份、氣相二氧化硅0.5-0.9份、 分散劑0.1-0.3份、季戊四醇6-8份、丙酮5-10份、聚磷酸銨16-18份、三聚氰胺5-8份、三氧化 二銻10-14份、鈦白粉2-5份。公開號CN 104789068 A(申請號201510187922.2)的專利公開 了一種鋼結構防火涂料，各組成成分質量份數為:成膜基料30-40份，輔助基料2-5份，助燃 劑2-5份，發泡劑20-30份，穩定劑5-10份，功能顏填料10-15份，溶劑5-10份，分散劑劑0.5-1 份，消泡劑劑0.5-1份。公開號CN 103965714 A(申請號201410218929.1)的專利公開了一種 鋼結構防火涂料及其制備與應用方法，所述涂料的各種成份以及每種成份的重量份數包 括:阻燃劑40-53份、醋丙乳液20-28份、分散劑0.08-0.3份、鈦白粉3-8份、成膜助劑0.5-1.5 份、消泡劑〇. 05-0.15份、流平劑0.3-0.8份、增塑劑0.1-0.2份、防水劑0.2-0.8份以及水18-27份;所述阻燃劑包括三聚氰胺、聚磷酸銨和季戊四醇;所述分散劑包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇和硅酸鎂鋰中的至少一種；成膜助劑為苯甲醇、鄰苯二甲酸二丁酯、三乙醇胺、六偏磷 酸鈉或乙二醇苯醚中的至少一種。
[0005] 目前市面上存在的鋼結構防火涂料比較多，很多配方較為復雜，成本較高，而且還 會存在毒性，影響人體健康。
【發明內容】
[0006] 針對現有鋼結構防火涂料的不足，本發明的目的之一在于提供一種鋼結構防火涂 料，工藝流程簡單，施工操作方便，在受火時緩慢膨脹發泡形成致密堅硬的防火隔熱層，該 防火層具有很強的耐火沖擊性，延緩了鋼材的溫升，有效保護鋼構件。另一目的就是提供上 述鋼結構防火涂料的制備方法。
[0007] 本發明的上述目的是通過以下技術方案來實現的： 一種鋼結構防火涂料，取下述重量配比的主要原料制備而成:聚磷酸銨19-23份，三聚 氰胺9-17份，季戊四醇7-14份，硅溶膠4-9份，醋丙乳液8-11份，高氯化聚乙烯樹脂5-11份， 玻璃纖維粉3-6份，去離子水20-24份，增稠劑1.2-2.2份，分散劑2-4份，消泡劑0.2-0.3份。
[0008] -種鋼結構防火涂料，優選的方案為，取下述重量配比的主要原料制備而成:聚磷 酸銨20-22份，三聚氰胺12-14份，季戊四醇10-12份，硅溶膠6-8份，醋丙乳液9-10份，高氯化 聚乙烯樹脂7-9份，玻璃纖維粉4-5份，去離子水21-23份，增稠劑1.6-1.8份，分散劑2.5-3.5 份，消泡劑0.23-0.27份。
[0009] -種鋼結構防火涂料，更加優選的方案為，取下述重量配比的主要原料制備而成： 聚磷酸銨21份，三聚氰胺13份，季戊四醇11份，硅溶膠7份，醋丙乳液9.5份，高氯化聚乙烯樹 月旨8份，玻璃纖維粉4.5份，去離子水22份，增稠劑1.7份，分散劑3份，消泡劑0.25份。
[0010] 上述鋼結構防火涂料的制備方法，步驟如下： (1) 將高氯化聚乙烯樹脂置于超微粉碎機中，機械粉碎20-30分鐘，取出，倒入攪拌機 中，加入硅溶膠，攪拌20-30分鐘，加熱至45°C_50°C，保溫處理40-50分鐘； (2) 將聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇置于超微粉碎機中，機械粉碎20-30分鐘，置于高 速分散機中，先以轉速1000r/min-1200r/min運行20-30分鐘，再以轉速2600r/min-2900r/ min運行50-60分鐘，加入步驟（1)所得產物和玻璃纖維粉，再次啟動高速分散機以轉速 2600r/min-2900r/min 運行 25-35分鐘； (3) 將步驟(2)所得產物倒入帶有溫度計的反應釜中，加入去離子水，靜置2-3小時，加 熱至140-160°C時加入醋丙乳液，保溫反應3-4小時，冷卻至室溫，加入氫氧化鈉，調節pH為 7.8-8.3； (4) 將增稠劑、分散劑和消泡劑依次加入到步驟(3)所得產物中，攪拌均勻，均衡升溫至 130-150°C，保溫2-4小時，真空蒸餾除水至含水量為4%-6%，降至室溫，加入氫氧化鈉，調節 口!1為6.8-7.2，在150-170°(3下噴霧干燥，迅速冷卻至室溫 ； (5) 對步驟(4)所得產物進行檢驗，檢測合格后，過濾包裝，得鋼結構防火涂料。
[0011] 上述鋼結構防火涂料的制備方法，優選的方案在于:步驟（1)優選攪拌速度為140-180r/min，更加優選攪拌速度為160r/min。
[0012] 上述鋼結構防火涂料的制備方法，優選的方案在于:步驟（1)優選加熱至47°C_49 °C，更加優選加熱至48°C。
[0013] 上述鋼結構防火涂料的制備方法，優選的方案在于：步驟(3)優選調節pH為7.9-8.1，更加優選調節pH為8.0。
[0014] 上述鋼結構防火涂料的制備方法，優選的方案在于:步驟(4)優選均衡升溫至135-145°C，更加優選均衡升溫至140°C。
[0015] 上述鋼結構防火涂料的制備方法，優選的方案在于:步驟(4)優選真空蒸餾除水至 含水量為4.5%_5.5%，更加優選真空蒸餾除水至含水量為5%。
[0016] 上述鋼結構防火涂料的制備方法，優選的方案在于:步驟(4)優選在155_165°C下 噴霧干燥，更加優選在160°C下噴霧干燥。
[0017] 使用方法:加水調至稠狀(水的用量為一種鋼結構防火涂料質量的30%-40%)，攪拌 均勻，放置10分鐘后再次攪拌均勻即可使用，施工溫度最好在〇°c以上。
[0018] 本發明的有益效果主要體現在： 1、本發明鋼結構防火涂料工藝流程簡單，施工操作方便，在受火時緩慢膨脹發泡形成 致密堅硬的防火隔熱層，該防火層具有很強的耐火沖擊性，延緩了鋼材的溫升，有效保護鋼 構件。
[0019] 2、本發明鋼結構防火涂料不僅使鋼結構得到了有效的防火保護，而且起到裝飾、 耐候的作用。
[0020] 3、本發明鋼結構防火涂料起到隔熱、降低密度的作用，減輕了鋼結構的負載，性能 優良，而且原料易得，成本低。
[0021] 4、本發明鋼結構防火涂料粘結效果好，抗裂性能好，產品韌度好，耐沖擊性高，而 且耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合實施例和實驗例詳細說明本發明的技術方案，但保護范圍不被此限制。
[0023] 主要原料簡介如下： 聚磷酸銨:為白色結晶或無定形微細粉末，無毒無味，不產生腐蝕氣體，吸濕性小，熱穩 定性高，是一種性能優良的非鹵阻燃劑。含磷量高達30%_32%，含氮為14%_16%。這類阻燃劑 最突出的特征是燃燒時的生煙量極低，不產生鹵化氫。常用于膨脹型防火涂料、防火建筑板 材卷材、熱塑料聚烯烴和不飽和芳香烴塑料、聚氨酯泡沫、環氧樹脂和不飽和樹脂、電纜和 橡膠、電子元器件塑材、纖維織物。
[0024]三聚氰胺:是白色單斜晶體，幾乎無味，微溶于水，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二 醇、甘油、吡啶等，不溶于丙酮、醚類。不可燃，在常溫下性質穩定。三聚氰胺是氨基氰的三聚 體，由它制成的樹脂加熱分解時會釋放出大量氮氣，因此可用作阻燃劑。可用于塑料及涂料 工業，其改性樹脂可做色澤鮮艷、耐久、硬度好的金屬涂料。其還可用于堅固、耐熱裝飾薄 板，合成防火層板的粘接劑，防水劑的固定劑或硬化劑等。
[0025] 季