[發(fā)明專利]一種水性無鹵無苯鋼結(jié)構(gòu)超薄膨脹型防火涂料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101851457A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何曉明;蔡雙兒;何韻馨
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市大興化工有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/18;C09D7/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對環(huán)境友好的水性無鹵無苯鋼結(jié)構(gòu)超薄膨脹型防火涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、韌性好、施工制作方便、良好的延展性和抗震性等優(yōu)點，在超高層建筑、超大跨度橋梁等方面得到了廣泛的應(yīng)用。但是它也有著致命的弱點，即鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火性卻遠(yuǎn)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚石結(jié)構(gòu)差。這主要是由于鋼材極易導(dǎo)熱，在高溫作用下會迅速失去剛性而導(dǎo)致建筑物垮塌。根據(jù)大量慘重的鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)案例及研究結(jié)果表明，鋼材的強度是溫度的函數(shù)，并隨著溫度的上升而降低，當(dāng)溫度超過某一臨界值時(普通鋼材的臨界溫度一般為540℃)，鋼材的強度將降至常溫情況下的40～50％，導(dǎo)致其承載能力急劇下降并最終使建筑物坍塌，造成了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，對鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行防火保護(hù)具有很重要意義。

目前世界上對鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行防火保護(hù)的方法主要采用涂刷防火涂料。

超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指涂層厚度不超過3mm的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，這類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料受火時發(fā)泡膨脹，能形成超過自身厚度十幾倍的致密的耐火隔熱層，是近年來防火涂料研究的熱點。它可采用噴涂、刷涂或滾涂施工，一般使用在要求耐火極限2小時以內(nèi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。與其它兩類防火涂料相比，超薄型膨脹鋼結(jié)構(gòu)防火涂料粒度更細(xì)、涂層更薄、施工方便、裝飾性更好是其突出的優(yōu)點。對裸露的鋼結(jié)構(gòu)在滿足防火要求的同時又能滿足高裝飾要求。這類涂料是目前備受用戶青睞的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

目前市場上的超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料大多數(shù)為溶劑型，在施工過程中會釋放出大量的有毒溶劑(甲苯、二甲苯等)，不僅對施工人員的健康有害，還會污染環(huán)境。同時，大多數(shù)的溶劑型防火涂料中存在含鹵阻燃劑，在火災(zāi)中含鹵阻燃劑生成的有毒氣體對逃亡人員也會造成危害。水性無鹵超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)涂料在保持良好防火性能的同時，解決環(huán)境污染問題和火災(zāi)中鹵素對人體的危害，可以解決鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的廣泛使用和揮發(fā)性溶劑與含鹵阻燃劑污染的矛盾。綜上所述，研制出一種水性無鹵無苯鋼結(jié)構(gòu)超薄膨脹型防火涂料已經(jīng)成為防火涂料行業(yè)的迫切需求。

目前國內(nèi)市場上的高質(zhì)量防火涂料均為溶劑型，水性防火涂料的研究雖然取得了一些進(jìn)展，并也有產(chǎn)品問世，但是其綜合性能遠(yuǎn)不如溶劑型防火涂料。目前水性防火涂料廣泛采用的聚丙烯酸酯乳液的耐火極限時間較短，且膨脹炭化層的強度不高，在火焰的強烈沖擊下，炭化層極易脫落，使鋼材失去保護(hù)。所以，研制水性防火涂料關(guān)鍵問題是缺少一種性能優(yōu)良的基料乳液。本發(fā)明采用環(huán)氧乳液為成膜物質(zhì)，并采用可膨脹石墨作為輔助膨脹劑，從而提高防火涂料的膨脹倍率和炭化層質(zhì)量，使其具有較高的耐火極限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種對環(huán)境友好的水性無鹵無苯鋼結(jié)構(gòu)超薄膨脹型防火涂料及其制備方法，能夠克服目前鋼結(jié)構(gòu)溶劑性防火涂料存在的不足，提升水性防火涂料的性能，使其具有良好的防火、防水性能，涂刷、噴涂性能好，施工簡單、方便，成本低廉，對環(huán)境友好等特點。

本發(fā)明提出的以環(huán)氧乳液為基料的水性無鹵無苯鋼結(jié)構(gòu)超薄膨脹型防火涂料，包括有環(huán)氧乳液、防火助劑、輔助膨脹劑、填料和成膜助劑，防火助劑為聚磷酸銨、雙季戊四醇和三聚氰胺，可膨脹石墨為輔助膨脹劑，鈦白粉和高嶺土為填料，有機(jī)多元胺為環(huán)氧乳液固化劑，組分配比如下：

組份????????????????????重量百分比wt％

水??????????????????????18～25

環(huán)氧乳液????????????????22～25

聚磷酸銨????????????????17～23

三聚氰胺????????????????10～15

雙季戊四醇??????????????5～10

鈦白粉??????????????????2～5

高嶺土??????????????????1～2.5

可膨脹石墨??????????????2～3.5

成膜助劑????????????????1～3

固化劑??????????????????為環(huán)氧乳液量的5～15％

本發(fā)明中，以環(huán)氧乳液作為成膜物質(zhì)，可在保持環(huán)氧樹脂優(yōu)良的耐熱性、耐候性、保光性和抗紫外光等性能外，還具有無味、無嗅、無毒，對環(huán)境友好的特點；它提供了涂層對鋼材的附著力，對涂料中其他組分的粘結(jié)力等。由于環(huán)氧乳液最終形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以顯著的提高防火涂料的防水性能和耐候性能。所用的環(huán)氧乳液的固含量為35％～50％，環(huán)氧值為0.4～0.51。