一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料包含以下組分：基料乳液、膨脹阻燃體系、填料、去離子水及助劑，助劑又包括以下組分：分散劑、消泡劑、防霉劑、防閃銹劑、成膜助劑、流平劑及增稠劑；膨脹阻燃體系包括：脫水催化劑、成炭劑及發(fā)泡劑，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，將上述組分按順序進(jìn)行混合并在立式磨砂機(jī)和分散罐的制備水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，本發(fā)明制備出來的涂料附著力強(qiáng)，硬度高，防火性好，抗刮性能好，且具有優(yōu)良的耐候性，耐水性，且涂料表層光滑細(xì)膩，裝飾性顯著改善，該制備方法能耗少，制備時(shí)對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染小等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涂料制備領(lǐng)域，特別涉及一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，鋼結(jié)構(gòu)由于其自身質(zhì)量輕、力學(xué)性能優(yōu)異、施工方便等優(yōu)點(diǎn)在建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱性強(qiáng)，耐火性差，在自身達(dá)到540°C的臨界溫度后，其機(jī)械強(qiáng)度會(huì)急劇下降，從而導(dǎo)致建筑物不能承重而坍塌，因此，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采取防火保護(hù)措施，而在鋼結(jié)構(gòu)上涂覆一層防火涂料是一種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的方法，鋼構(gòu)件表面噴涂一層防火涂料，在遇到火焰沖擊時(shí)，涂層本身難燃甚至不燃，具有隔熱、防燃、阻燃功能，能有效延緩火勢(shì)的發(fā)展、阻止火焰的蔓延，對(duì)基材起到很好的保護(hù)作用，為消防滅火以及人員的撤離贏得寶貴的時(shí)間。
[0003]水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料以水性聚合物作為成膜物質(zhì)、以水作為分散介質(zhì)的一類環(huán)保行防火涂料。水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料與溶劑型超薄鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比較，具有減少揮發(fā)性有機(jī)物的排放量，減少能耗，降低涂料在生產(chǎn)、施工、應(yīng)用等環(huán)節(jié)中對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染等優(yōu)點(diǎn)。與厚型、薄型防火涂料相比較，超薄型防火涂料具有更好的裝飾性，施工也更方便，在滿足高效防火性同時(shí)還能夠滿足建筑物外觀高裝飾性的需求。因此，具有綠色環(huán)保、高效防火性能等特點(diǎn)的水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料代表著鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的發(fā)展方向。
[0004]但是，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料普遍存在著防火性能差。膨脹層膨脹倍率低及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、涂膜耐水性差等缺點(diǎn)和問題，開發(fā)一種阻燃時(shí)間長(zhǎng)、黏度和粘結(jié)強(qiáng)度高、干燥時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)、無污染、無火災(zāi)危險(xiǎn)、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)施工方便的防火涂料是本領(lǐng)域技術(shù)工作者亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法，該制備出來的涂料附著力強(qiáng)，硬度高，防火性好，抗刮性能好，且具有優(yōu)良的耐候性，耐水性，且涂料表層光滑細(xì)膩，裝飾性顯著改善，該制備方法能耗少，制備時(shí)對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染小等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
基料乳液25-30份
膨脹阻燃體系 20-25份填料20-30份
去尚子水20-25份
助劑10-15份其中，助劑以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:分散劑:1.5-2.0份，消泡劑:0.5-1.0份，防霉劑:0.3-0.5份，防閃銹劑:0.2-0.4份，成膜助劑:5-10份，流平劑:0.5-1.0份，增稠劑:
0.2-0.5 份；
膨脹阻燃體系以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:脫水催化劑:4-8份，成炭劑:10-15份，發(fā)泡劑:6-8份。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中，基料乳液為丙烯酸乳液、苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液或聚醋酸乳液中的一種或幾種。
[0008]前述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中，脫水催化劑為磷酸銨、聚磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸三聚氰胺或酰胺類中的一種或幾種；所述成炭劑為山梨醇、淀粉、季戊四醇或雙季戊四醇中的一種或幾種；所述發(fā)泡劑為三聚氰胺、碳酸銨、雙氰胺或氯化石蠟中的一種或幾種。
[0009]前述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中，填料是無機(jī)填料，包括玻璃粉、鈦白、氧化鋅、云母、硅藻土、海泡或碳酸鈣中的一種或幾種。
[0010]前述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中，成膜助劑為乙二醇；所述的消泡劑為磷酸三丁酯；所述的增稠劑為羥甲基纖維素；所述的分散劑為六偏磷酸鈉。
[0011]前述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中，防霉劑為磷酸鋅、氫氧化鋁或硼酸鋅中的一種或幾種；所述的防閃銹劑包括:聚乙二醇二油酸酯、石油磺酸鈉、酰胺咪唑啉或環(huán)烷酸堿土金屬鹽中的一種或幾種。
[0012]上述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟:
a.將去離子水、分散劑、消泡劑、防閃銹劑及防霉劑加入分散缸中，低速攪拌5-15min，攪拌速度為50-70r/min ；
b.向(a)步驟中加入脫水催化劑、成炭劑、發(fā)泡劑、填料,預(yù)分散10-15min；
c.將(b)步驟中的混合物轉(zhuǎn)入立式磨砂機(jī)中,在高剪切力作用下高速砂磨50-100min,控制混合物的細(xì)度<50 μ ；
d.再將步驟(c)中的混合物轉(zhuǎn)入分散罐中，加入基料乳液和成膜助劑、流平劑等助劑充分混合，然后添加增稠劑調(diào)節(jié)體系的黏度，以750-850r/min的轉(zhuǎn)速分散15_30min后出料，即得水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法中，立式磨砂機(jī)的轉(zhuǎn)速為1200-1400r/
min。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是以水性聚合物作為成膜物質(zhì)、以水作為分散介質(zhì)的一類環(huán)保行防火涂料，水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料與溶劑型超薄鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比較，具有減少揮發(fā)性有機(jī)物的排放量，減少能耗，降低涂料在生產(chǎn)、施工、應(yīng)用等環(huán)節(jié)中對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染等優(yōu)點(diǎn)；
本發(fā)明中采用的丙烯酸乳液，丙烯酸乳液附著力好，膨脹速度較慢，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，膨脹倍率高。炭化物多，泡孔均勻，膨脹層致密而硬度高，因此防火效果好，適合作為超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料成膜物質(zhì)； 本發(fā)明水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料制備時(shí)采用去離子水，水的純度所得涂料的性能有一定的影響，自來水中含有少許金屬離子，會(huì)弓I起水解產(chǎn)物硅醇之間的縮聚反應(yīng)，從而對(duì)產(chǎn)物涂料的性能產(chǎn)生不良影響，使用去離子水不會(huì)產(chǎn)生副作用影響涂料的性能；
本發(fā)明采用玻璃粉作為無機(jī)填料，易于分散，與樹脂和涂料體系中的其他組分具有良好的親和力，成膜后能提高涂料的豐滿度，經(jīng)表面處理后，可以增加涂料的硬度和韌度，提高涂料的抗刮性能，具有消光作用，可以明顯提高涂料的耐候性，具有透明度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性良好等優(yōu)點(diǎn)；
本發(fā)明采用硅藻土具有空隙大、吸收性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨、耐熱等特點(diǎn)，能夠?yàn)橥苛咸峁﹥?yōu)異的表面性能，增容、增稠以及提高附著力，由于它具有較大的孔體積，能夠縮短涂料的干燥時(shí)間，硅藻土特殊的多孔構(gòu)造，空隙內(nèi)氣體的低導(dǎo)熱性使其在防火涂料中能器到很好的隔熱作用；
本發(fā)明采用經(jīng)磨砂處理的防火涂料在耐火性與耐水性上都明顯改善，防火涂層表面光滑細(xì)膩，裝飾性顯著改善。

【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
丙烯酸乳液:25份，膨脹阻燃體系:22份，碳酸鈣:30份，分散介質(zhì)水:23份，助劑:13
份，
助劑以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:六偏磷酸鈉:1.5份，磷酸三丁酯:1.0份，氫氧化鋁:
0.3份，聚乙二醇二油酸酯:0.2份，乙二醇:9份，流平劑:0.5份，羥甲基纖維素:0.5份；膨脹阻燃體系以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:聚磷酸銨:4份，季戊四醇:10份，氯化石臘:8份。
[0016]上述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟:
a.將、分散劑、消泡劑、防閃銹劑及防霉劑加入分散缸中，低速攪拌5min，攪拌速度為50r/min ；
b.向(a)步驟中加入脫水催化劑、成炭劑、發(fā)泡劑、填料,預(yù)分散13min；
c.將(b)步驟中的混合物轉(zhuǎn)入立式磨砂機(jī)中，立式磨砂機(jī)的轉(zhuǎn)速為1200r/min，在高剪切力作用下高速砂磨75min，控制混合物的細(xì)度<50 μ ；
d.再將步驟(c)中的混合物轉(zhuǎn)入分散罐中，加入基料乳液和成膜助劑、流平劑等助劑充分混合，然后添加增稠劑調(diào)節(jié)體系的黏度，以750r/min的轉(zhuǎn)速分散20min后出料，即得水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
[0017]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
聚醋酸乳液:28份，膨脹阻燃體系:20份，鈦白:25份，分散介質(zhì)水:25份，助劑:14份，其中，助劑以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:六偏磷酸鈉:1.8份，磷酸三丁酯:0.5份，硼酸鋅:0.4份，酰胺咪唑啉:0.3份，乙二醇:10份，流平劑:0.8份，羥甲基纖維素:0.2份； 膨脹阻燃體系以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:磷酸二氫銨:4份，聚磷酸銨:10份，碳酸銨:6份。
[0018]上述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟:
a.將去離子水、分散劑、消泡劑、防閃銹劑及防霉劑加入分散缸中，低速攪拌15min，攪拌速度為70r/min ；
b.向(a)步驟中加入脫水催化劑、成炭劑、發(fā)泡劑、填料,預(yù)分散1min；
c.將(b)步驟中的混合物轉(zhuǎn)入立式磨砂機(jī)中，立式磨砂機(jī)的轉(zhuǎn)速為1400r/min，在高剪切力作用下高速砂磨lOOmin，控制混合物的細(xì)度<50 μ ；
d.再將步驟(c)中的混合物轉(zhuǎn)入分散罐中，加入基料乳液和成膜助劑、流平劑等助劑充分混合，然后添加增稠劑調(diào)節(jié)體系的黏度，以795r/min的轉(zhuǎn)速分散15min后出料，即得水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
[0019]實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，該防火涂料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分:
純丙乳液:30份，膨脹阻燃體系:25份，氧化鋅:20份，分散介質(zhì)水:20份，助劑:10份，其中，助劑以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:六偏磷酸鈉:2.0份，磷酸三丁酯:0.7份，磷酸鋅:0.5份，石油磺酸鈉:0.4份，乙二醇:5份，流平劑:I份，羥甲基纖維素:0.4份；
膨脹阻燃體系以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:磷酸銨:5份，雙季戊四醇:13份，雙氰胺:7份。
[0020]上述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟:
a.將去離子水、分散劑、消泡劑、防閃銹劑及防霉劑加入分散缸中，低速攪拌8min，攪拌速度為60r/min ；
b.向(a)步驟中加入脫水催化劑、成炭劑、發(fā)泡劑、填料,預(yù)分散15min；
c.將(b)步驟中的混合物轉(zhuǎn)入立式磨砂機(jī)中，立式磨砂機(jī)的轉(zhuǎn)速為1300r/min，在高剪切力作用下高速砂磨50min，控制混合物的細(xì)度<50 μ ；
d.再將步驟(c)中的混合物轉(zhuǎn)入分散罐中，加入基料乳液和成膜助劑、流平劑等助劑充分混合，然后添加增稠劑調(diào)節(jié)體系的黏度，以850r/min的轉(zhuǎn)速分散30min后出料，即得水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
[0021 ] 除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，該防火涂料以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包含以下組分: 基料乳液25-30份 膨脹阻燃體系 20-25份 填料20-30份 去尚子水20-25份 助劑10-15份 其中，所述助劑以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:分散劑:1.5-2.0份，消泡劑:0.5-1.0份，防霉劑:0.3-0.5份，防閃銹劑:0.2-0.4份，成膜助劑:5-10份，流平劑:0.5-1.0份，增稠劑:0.2-0.5 份； 所述膨脹阻燃體系以質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:脫水催化劑:4-8份，成炭劑:10-15份，發(fā)泡劑:6-8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于:所述的基料乳液為丙烯酸乳液、苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液或聚醋酸乳液中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述的脫水催化劑為磷酸銨、聚磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸三聚氰胺或酰胺類中的一種或幾種；所述成炭劑為山梨醇、淀粉、季戊四醇或雙季戊四醇中的一種或幾種；所述發(fā)泡劑為三聚氰胺、碳酸銨、雙氰胺或氯化石蠟中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述的填料是無機(jī)填料，包括玻璃粉、鈦白、氧化鋅、云母、硅藻土、海泡或碳酸鈣中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述的成膜助劑為乙二醇；所述的消泡劑為磷酸三丁酯；所述的增稠劑為羥甲基纖維素；所述的分散劑為六偏磷酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述的防霉劑為磷酸鋅、氫氧化鋁或硼酸鋅中的一種或幾種；所述的防閃銹劑包括:聚乙二醇二油酸酯、石油磺酸鈉、酰胺咪唑啉或環(huán)烷酸堿土金屬鹽中的一種或幾種。
7.如權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟: a.將去離子水、分散劑、消泡劑、防閃銹劑及防霉劑加入分散缸中，低速攪拌5-15min，攪拌速度為50-70r/min ； b.向(a)步驟中加入脫水催化劑、成炭劑、發(fā)泡劑、填料,預(yù)分散10-15min； c.將(b)步驟中的混合物轉(zhuǎn)入立式磨砂機(jī)中,在高剪切力作用下高速砂磨50-100min,控制混合物的細(xì)度<50 μ ； d.再將步驟(c)中的混合物轉(zhuǎn)入分散罐中，加入基料乳液和成膜助劑、流平劑等助劑充分混合，然后添加增稠劑調(diào)節(jié)體系的黏度，以750-850r/min的轉(zhuǎn)速分散15_30min后出料，即得水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述水性超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，其特征在于，所述的立式磨砂機(jī)的轉(zhuǎn)速為1200-1400r/min。
【文檔編號(hào)】C09D133/00GK104231805SQ201410475746
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】鄭化, 陳廷生, 劉小林 申請(qǐng)人:江蘇海晟涂料有限公司