[實用新型]一種石墨型膨脹防火涂料

有效

• 申請號: 201220092479.2
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN202643621U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 王金平;陳景輝
• 申請（專利權）人: 中國建筑科學研究院;北京友安盛防火技術有限公司
• 主分類號: C09D5/18
• 分類號: C09D5/18;C09D7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及防火材料技術領域，特別是涉及一種石墨型膨脹防火涂料。?

背景技術

隨著建筑的高層化、集群化、工業大型化的發展和有機合成材料的擴大利用，涂料以其優良的保護性和裝飾性給人以舒適的享受，但大多數涂料的可燃性和易燃性也帶來了火災隱患。因此研制防火涂料以適應消防安全日益重要。?

防火涂料按其防火形式及組成成分分為膨脹型與非膨脹型防火涂料。膨脹型防火涂料是國內使用最廣泛的涂料，可分為水性和溶劑性膨脹型防火涂料兩類，其中，水性膨脹型防火涂料約占膨脹型火涂料的75％以上。國內市場上的水性防火涂料成本低、毒性低、污染小，但防潮性能較差，只適用于干燥的環境下使用。國際市場上水性防火涂料雖然同時具備以上性能，但價格高得驚人，不適合我國市場的發展需要。另外，現有的防火涂料大多采用聚磷酸銨-季戊四醇-三聚氰胺(PCN)型阻燃體系，這種阻燃體系的防火涂料雖然防火性能較好，但是耐久性和耐水性卻較差，在與水直接接觸的環境或潮濕環境中使用時，它的阻燃劑易發生水溶、鹽析等現象，導致防火涂料失效，從而使涂料失去防火效能。?

鋼結構作為現代建筑的主要形式，因具有質量輕、強度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工業化程度高，空間利用率大，節省投資而被大量應用。金屬腐蝕會帶來巨大的經濟損失，其中有30％的鋼材由于腐蝕而浪費了，鋼結構必須涂刷防腐涂料，而鋼結構防火涂料是國家強制執行的鋼結構必備材料。?

鋼結構防火涂料分為溶劑型和水分散型。目前，鋼結構表面防腐防護以溶劑型為主，溶劑型防腐涂料主要使用環氧樹脂、聚氨酯樹脂、含氯類聚臺物、酚醛樹脂等為成膜基料，國內外對水性防腐蝕涂料的樹脂基料的研究主要集中于水性含硅、氟聚合物、水性環氧樹脂以及水性聚氨酯樹脂等，這些樹脂雖然具有良好的防火性能，但存在著以下不足：(1)無論是油性樹脂還是水性樹脂耐熱性都差，在高溫下易軟化；其中相對耐火性能較高的樹脂如環氧樹脂，當溫度達到180～200℃就會軟化，發生熱氧化分解，290℃以上時，環氧固化產物主鏈會斷裂，酚醛樹脂只能耐250℃的溫度，一旦超過就會軟化、脫落；一般遇到火災時，火場熱量透過防火層傳到鋼結構面漆表面的溫度可達400～500℃，使用這些樹脂的防火涂料都無法承受如此高溫而軟化，導致防火層從防火層與防火層粘結的界面脫落，致使大火直接面?對鋼結構，造成防火失效，嚴重威脅人們的生命財產安全；(2)溶劑型防腐涂料因含有大量的有機溶劑，溶劑在施工和干燥的過程中大都揮發出來，這不僅嚴重污染了環境和危害了人們健康，同時還對資源造成的極大浪費；(3)樹脂成本高；環氧樹脂、聚氨酯樹脂等的成本價高，使用受到限制。?

鋼結構防火涂料是施涂于建筑物及構筑物的鋼結構表面，能形成耐火隔熱保護層以提高鋼結構耐火極限的涂料。根據GB14907-2002《鋼結構防火涂料》按涂料的厚度進行分類，分為厚型、薄型和超薄型。其中，厚型鋼結構防火涂料使用厚度是大于7mm且小于或等于45mm，一般用于耐火極限大于2小時的建筑中，主要成分為無機絕熱材料，遇火不膨脹，其利用材料自身的不燃性、低傳熱性以及材料分解時的吸熱性，延緩鋼材溫度的上升，避免鋼結構的物理力學性能遭到破壞，從而保護鋼結構建筑。目前，國內外對于厚型鋼結構防火涂料的研究主要集中在以下四種：堿金屬硅酸鹽類涂料、硅溶膠類涂料、磷酸鹽類涂料、水泥類涂料。?

現有技術中，關于厚型鋼結構防腐、防火涂料方面的報道很少，公開號為CN1948404A提供的“非膨脹型鋼結構防火防腐涂料”由如下重量份的組分組成：基料50～60，膨脹蛭石4～8，云母粉8～12，空心漂珠6～10，膨脹珍珠巖10～15，三聚磷酸二氫鋁8～14，SiO2改性偏硼酸鋇6～9，水105～115，該涂料是一種用于鋼結構防火防腐保護的非膨脹型雙功能涂料，但是這種涂料的防腐、防水效果差，原因是采用了大量的膨脹蛭石和空心漂珠，涂料體系間的孔隙多，水分和空氣容易進入和穿過涂層，引起鋼結構析氫腐蝕和吸氧腐蝕的發生，無法有效防腐和防水。由于鋼結構防腐防火存在許多難題，主要是兩者不能兼顧的問題，要制備同時具有優越防腐和防火功能的防腐防火涂料非常困難。?

隨著國民經濟的發展，鋼結構產量高速增長。鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工進度快、結構占用面積少、工業化程度高等一系列優點，被譽為21世紀的“綠色建筑”之一。據統計目前北京鋼結構建筑接近總建筑面積的40％，近年來北京每年的鋼結構建筑面積約為7百萬平方米以上，從防火角度看，鋼結構構件雖然是不燃燒體，但其耐火性較差，一般說來，未加保護的鋼結構的耐火極限僅15min，因此提高鋼結構的耐火性能為鋼結構建筑推廣中重要的一步。?