本發(fā)明涉及防火涂料的技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種雙組份超薄膨脹型防火涂料及其制備方法。
背景技術(shù):
建筑物防火是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的安全防護(hù)工作。近年來,全國范圍內(nèi)建筑物火災(zāi)時(shí)有發(fā)生,如2013年上海農(nóng)產(chǎn)品市場大火,哈爾濱國潤家飾城火災(zāi),2009年央視大樓火災(zāi),這些火災(zāi)使得人們的生命財(cái)產(chǎn)損失慘重,給人們留下了深刻的教訓(xùn)。同時(shí),近些年大型鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷涌現(xiàn),據(jù)可靠的實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn),鋼結(jié)構(gòu)建筑物的耐火性能不及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物,當(dāng)表面溫度達(dá)到540℃時(shí),鋼結(jié)構(gòu)的支撐能力會(huì)突然下降,容易造成建筑物垮塌等事故。隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑,尤其是高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的蓬勃發(fā)展,對(duì)這類建筑物的防火保護(hù)顯得尤為重要。實(shí)踐表明,在鋼結(jié)構(gòu)表面涂覆防火涂料,來提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間是最可靠、最實(shí)用的防火保護(hù)措施之一。
目前有關(guān)于防火涂料研究和應(yīng)用方面國內(nèi)外研究者做了大量工作,如:專利號(hào)為200810231868.7和01113320.1等公開了超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其制備方法;專利號(hào)為CN103045037A的專利公開了水性膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及制備方法,其特征在于先制備納米阻燃劑,再將納米阻燃劑與體系中的各組分混合均勻,制備出低成本高效率水性膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,以上發(fā)明專利的不足之處在于,由于體系中所選樹脂體系制備工藝較復(fù)雜,涂料各組分工藝較繁瑣,制備的涂層較厚,膨脹炭質(zhì)層不夠均勻致密,涂層發(fā)泡倍率相對(duì)較低,耐熱性差、耐火時(shí)間較短等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的雙組份超薄膨脹型防火涂料及其制備方法,它可克服現(xiàn)有技術(shù)中工藝復(fù)雜、膨脹炭質(zhì)層碳孔不夠均勻致密,耐熱性差、耐火時(shí)間較短的一些不足。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種雙組份超薄膨脹型防火涂料,其特征在于:該涂料由A、B兩組分構(gòu)成,其中:
A組分的組成及其重量百分比為:
B組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
胺類固化劑 68-74%
促進(jìn)劑 8-15%
醋酸丁酯 12-18%。
一種雙組分超薄膨脹型防火涂料的制備方法,其特征在于:所述的制備方法包括如下步驟:a、制備A組分,將重量百分比為28-35%的阻燃體系、7-10%的增強(qiáng)填料、1-3%的顏料和20-28%的溶劑在轉(zhuǎn)速為800r/min的條件下攪拌30min混合均勻;
隨后加入重量百分比為26-32%的磷基環(huán)氧樹脂,在800r/min的速率條件下再次攪拌10min;
最后加入重量百分比為0.6-2%的消泡劑、0.03-0.5%的防霉劑、0.8-3%的觸變防沉劑及0.4-0.6%的偶聯(lián)劑混合均勻,至于三輥研磨儀上研磨30min,分裝待用,即得A組分;
b、制備b組分,將重量百分比為68-74%的胺類固化劑、8-15%的促進(jìn)劑、12-18%的醋酸丁酯按照一定的比例混合均勻;分裝待用,即得B組分;
c、使用時(shí)將A、B組分按照重量百分比3:1比例攪拌混合均勻,在1200r/min的轉(zhuǎn)速條件下攪拌10min,熟化10min,即得防火涂料成品。
使用時(shí),本發(fā)明的防火涂料由A、B兩種組分混合而成,A、B組分按照質(zhì)量比3:1攪拌混合、熟化,然后,空氣噴涂在表面噴砂處理的鋼板上,反復(fù)噴涂,直至達(dá)到涂層所需厚度。本發(fā)明涂料所選用的樹脂體系為含磷環(huán)氧樹脂體系,該樹脂體系具有較好的絕熱和阻燃性能,同時(shí)當(dāng)該樹脂與固化體系固化交聯(lián)時(shí),形成的固化物中具有P、N基團(tuán),具有較好的阻燃效果;其次是該涂料的涂層較薄、發(fā)泡倍率較高、膨脹炭質(zhì)層碳孔均勻一致及防火阻燃時(shí)間長。
本發(fā)明的有益效果在于:
1、所選用的磷基環(huán)氧樹脂耐熱性及防火阻燃性能好;
2、磷基環(huán)氧樹脂與脂肪胺類固化劑固化后,形成的固化物中含有P、N化學(xué)基團(tuán)具有較好的阻燃性;
3、制備的防火涂料涂層較薄,發(fā)泡倍率高,膨脹炭質(zhì)層均勻致密,耐火性能較好。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明所述的一種雙組份超薄膨脹型防火涂料,其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于:該涂料由A、B兩組分構(gòu)成,其中:
A組分的組成及其重量百分比為:
B組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
胺類固化劑 68-74%
促進(jìn)劑 8-15%
醋酸丁酯 12-18%。
所述的阻燃體系由三氯乙基磷酸酯、季戊四醇、雙氰胺、介孔石墨MGP或者膨脹石墨、Mg(OH)2按照重量比例為6:2:1:0.5:0.1混合而成;所述的增強(qiáng)填料為TiO2、滑石粉、B2O3按照重量比例為2:1:1混合而成;所述的溶劑為丙二醇、醋酸丁酯、丙二醇乙醚按照重量比例為1:1:0.7混合而成。所述的顏料為改性偏硼酸鋇;所述的消泡劑由磷酸三丁酯和聚醚3255按照重量比例3:1混合而成;所述的防霉劑為二硫氰甲烷;所述的觸變防沉劑由氫化蓖麻油、有機(jī)膨潤土按照重量比例2:1或者由聚酰胺蠟構(gòu)成;所述的偶聯(lián)劑由KH-560與OP-10按照重量比例1:1混合而成。
上述所述的磷基環(huán)氧樹脂的具體結(jié)構(gòu)為(參考Wang C.S.et al.Journal of Applied Polymer Science,2000,75,429-436合成):
所述的胺類固化劑為脂肪胺類固化劑,其具體的化學(xué)成分為雙(4-胺基-3-甲基環(huán)己基)甲烷;所述的固化促進(jìn)劑為DMP-30。
所述的制備方法包括如下步驟:a、制備A組分,將重量百分比為28-35%的阻燃體系、7-10%的增強(qiáng)填料、1-3%的顏料和20-28%的溶劑在轉(zhuǎn)速為800r/min的條件下攪拌30min混合均勻;隨后加入重量百分比為26-32%的磷基環(huán)氧樹脂,在800r/min的速率條件下再次攪拌10min;最后加入重量百分比為0.6-2%的消泡劑、0.03-0.5%的防霉劑、0.8-3%的觸變防沉劑及0.4-0.6%的偶聯(lián)劑混合均勻,至于三輥研磨儀上研磨30min,分裝待用,即得A組分;b、制備b組分,將重量百分比為68-74%的胺類固化劑、8-15%的促進(jìn)劑、12-18%的醋酸丁酯按照一定的比例混合均勻;分裝待用,即得B組分;c、使用時(shí)將A、B組分按照重量百分比3:1比例攪拌混合均勻,在1200r/min的轉(zhuǎn)速條件下攪拌10min,熟化10min,即得防火涂料成品。
實(shí)施例1:
一種雙組分超薄膨脹型防火涂料及其制備方法,它由A、B兩組分構(gòu)成,其中:
A組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
B組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
胺類固化劑 68%
促進(jìn)劑 15%
醋酸丁酯 17%
具體制備方法為:
首先將A組分中的阻燃體系、增強(qiáng)填料、顏料和溶劑在轉(zhuǎn)速為800r/min的條件下攪拌30min,隨后加入含磷環(huán)氧樹脂,在同樣的速率條件下再次攪拌10min,最后加入消泡劑、防霉劑、觸變防沉劑及偶聯(lián)劑混合均勻,至于三輥研磨儀上研磨30min,分裝待用,即得A組分;
將B組分中的固化劑、促進(jìn)劑、溶劑按照一定的比例混合均勻;分裝待用,即得B組分;
使用時(shí)將A、B組分按照質(zhì)量比3:1攪拌混合均勻,在1200r/min的轉(zhuǎn)速條件下攪拌10min,熟化10min,即得防火涂料成品。
為了測試該防火涂料的理化性能,采用空氣噴涂法,將配置好的成品涂料噴涂在經(jīng)噴砂處理的鋼板上,依據(jù)GB14907-2002測試涂層的相關(guān)性能。
實(shí)例效果分析:通過涂層測厚儀測試涂層的厚度為1.7mm;依據(jù)GB/T1728-2002指觸法和壓濾紙法分別測試涂層的表干為0.6h和實(shí)干時(shí)間為3h;采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火極限測試發(fā)現(xiàn)涂層的耐火極限為108min,膨脹炭質(zhì)層的厚度為5.2cm;測試涂層的背板溫度為326℃;膨脹炭質(zhì)層碳孔均勻致密。
實(shí)施例2:
一種雙組分超薄膨脹型防火涂料及其制備方法,它由A、B兩組分構(gòu)成,其中:
A組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
B組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
胺類固化劑 71%
促進(jìn)劑 11%
醋酸丁酯 18%
首先將A組分中的阻燃體系、增強(qiáng)填料、顏料和溶劑在轉(zhuǎn)速為800r/min的條件下攪拌30min,隨后加入含磷環(huán)氧樹脂,在同樣的速率條件下再次攪拌10min,最后加入消泡劑、防霉劑、觸變防沉劑及偶聯(lián)劑混合均勻,至于三輥研磨儀上研磨30min,分裝待用,即得A組分;
將B組分中的固化劑、促進(jìn)劑、溶劑按照一定的比例混合均勻;分裝待用,即得B組分;
使用時(shí)將A、B組分按照質(zhì)量比3:1攪拌混合均勻,在1200r/min的轉(zhuǎn)速條件下攪拌10min,熟化10min,即得防火涂料成品。
為了測試該防火涂料的理化性能,采用空氣噴涂法,將配置好的成品涂料噴涂在經(jīng)噴砂處理的鋼板上,依據(jù)GB14907-2002測試涂層的相關(guān)性能。
實(shí)例效果分析:通過涂層測厚儀測試涂層的厚度為1.6mm;依據(jù)GB/T1728-2002指觸法和壓濾紙法分別測試涂層的表干為0.8h和實(shí)干時(shí)間為2h;采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火極限測試發(fā)現(xiàn)涂層的耐火極限為98min,膨脹炭質(zhì)層的厚度為4.3cm;測試涂層的背板溫度為352℃;膨脹炭質(zhì)層碳孔相對(duì)較均一,存在部分破孔現(xiàn)象,同時(shí)炭質(zhì)層表面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。
實(shí)施例3:
一種雙組分超薄膨脹型防火涂料及其制備方法,它由A、B兩組分構(gòu)成,其中:
A組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
B組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
胺類固化劑 74%
促進(jìn)劑 14%
醋酸丁酯 12%
具體制備方法為:
首先將A組分中的阻燃體系、增強(qiáng)填料、顏料和溶劑在轉(zhuǎn)速為800r/min的條件下攪拌30min,隨后加入含磷環(huán)氧樹脂,在同樣的速率條件下再次攪拌10min,最后加入消泡劑、防霉劑、觸變防沉劑及偶聯(lián)劑混合均勻,至于三輥研磨儀上研磨30min,分裝待用,即得A組分;
將B組分中的固化劑、促進(jìn)劑、溶劑按照一定的比例混合均勻;分裝待用,即得B組分;
使用時(shí)將A、B組分按照質(zhì)量比3:1攪拌混合均勻,在1200r/min的轉(zhuǎn)速條件下攪拌10min,熟化10min,即得防火涂料成品。
為了測試該防火涂料的理化性能,采用空氣噴涂法,將配置好的成品涂料噴涂在經(jīng)噴砂處理的鋼板上,測試涂層的相關(guān)性能。
實(shí)例效果分析:通過涂層測厚儀測試涂層的厚度為1.2mm;依據(jù)GB/T1728-2002指觸法和壓濾紙法分別測試涂層的表干為0.5h和實(shí)干時(shí)間為2h;采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火極限測試發(fā)現(xiàn)涂層的耐火極限為113min,膨脹炭質(zhì)層的厚度4.3cm;測試涂層的背板溫度為302℃;膨脹炭質(zhì)層碳孔較均一,但是炭質(zhì)層表面出現(xiàn)微小裂紋。
實(shí)施例4:
一種雙組分超薄膨脹型防火涂料及其制備方法,它由A、B兩組分構(gòu)成,其中:
A組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
B組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
胺類固化劑 72%
促進(jìn)劑 13%
醋酸丁酯 15%
具體制備方法為:
首先將A組分中的阻燃體系、增強(qiáng)填料、顏料和溶劑在轉(zhuǎn)速為800r/min的條件下攪拌30min,隨后加入含磷環(huán)氧樹脂,在同樣的速率條件下再次攪拌10min,最后加入消泡劑、防霉劑、觸變防沉劑及偶聯(lián)劑混合均勻,至于三輥研磨儀上研磨30min,分裝待用,即得A組分;
將B組分中的固化劑、促進(jìn)劑、溶劑按照一定的比例混合均勻;分裝待用,即得B組分;
使用時(shí)將A、B組分按照質(zhì)量比3:1攪拌混合均勻,在1200r/min的轉(zhuǎn)速條件下攪拌10min,熟化10min,即得防火涂料成品。
為了測試該防火涂料的理化性能,采用空氣噴涂法,將配置好的成品涂料噴涂在經(jīng)噴砂處理的鋼板上,測試涂層的相關(guān)性能。
實(shí)例效果分析:通過涂層測厚儀測試涂層的厚度為1.3mm;依據(jù)GB/T1728-2002指觸法和壓濾紙法分別測試涂層的表干為0.3h和實(shí)干時(shí)間為1.2h;采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火極限測試發(fā)現(xiàn)涂層的耐火極限為132min,膨脹炭質(zhì)層的厚度為5.1cm;測試涂層的背板溫度為256℃;炭質(zhì)層碳孔均勻,碳層表面無開裂現(xiàn)象。
實(shí)施例5:
一種雙組分超薄膨脹型防火涂料及其制備方法,它由A、B兩組分構(gòu)成,其中:
A組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
B組分的組成及其質(zhì)量百分比為:
胺類固化劑 73%
促進(jìn)劑 9%
醋酸丁酯 18%
具體制備方法為:
首先將A組分中的阻燃體系、增強(qiáng)填料、顏料和溶劑在轉(zhuǎn)速為800r/min的條件下攪拌30min,隨后加入含磷環(huán)氧樹脂,在同樣的速率條件下再次攪拌10min,最后加入消泡劑、防霉劑、觸變防沉劑及偶聯(lián)劑混合均勻,至于三輥研磨儀上研磨30min,分裝待用,即得A組分;
將B組分中的固化劑、促進(jìn)劑、溶劑按照一定的比例混合均勻;分裝待用,即得B組分;
使用時(shí)將A、B組分按照質(zhì)量比3:1攪拌混合均勻,在1200r/min的轉(zhuǎn)速條件下攪拌10min,熟化10min,即得防火涂料成品。
為了測試該防火涂料的理化性能,采用空氣噴涂法,將配置好的成品涂料噴涂在經(jīng)噴砂處理的鋼板上,測試涂層的相關(guān)性能。
實(shí)例效果分析:通過涂層測厚儀測試涂層的厚度為1.8mm;依據(jù)GB/T1728-2002指觸法和壓濾紙法分別測試涂層的表干為0.7h和實(shí)干時(shí)間為1.8h;采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火極限測試發(fā)現(xiàn)涂層的耐火極限為85min,膨脹炭質(zhì)層的厚度為6.2cm;測試涂層的背板溫度為341℃;膨脹炭質(zhì)層碳孔相對(duì)較均一,破孔現(xiàn)象較嚴(yán)重,同時(shí)炭質(zhì)層表面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象也較嚴(yán)重。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明,不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施只局限于上述這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。