[發明專利]耐烴類室外超薄型鋼結構防火涂料

有效

• 申請號: 201310016077.3
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103450775A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王海輝
• 申請（專利權）人: 王海輝
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D7/12;C09D5/18
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技術領域

本發明涉及到金屬表面涂料技術領域，具體的涉及到耐烴類室外超薄型鋼結構防火涂料。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，能源需求量越來越大，石油開采、石化企業對鋼結構防火安全性能要求越來越高。海上石油平臺及石化企業的環境特點：一是自然環境惡劣，高溫、潮濕、高鹽分，風吹日曬，晝夜溫差大；二是原料及產品均是易燃易爆的烴類化學品，烴類火具有火焰傳播和升溫速度極快的特點，火場溫度可迅速升至1000℃以上，一旦發生火災，破壞力巨大。鋼材作為建筑材料在防火方面存在難以避免的缺陷，如屈服點、抗拉伸及彈性模量等均會因為溫度的升高而急劇下降，從而失去承載能力，極易引起建筑物的垮塌。因此，采用防火涂料對鋼結構進行保護，對延緩火災的傳播速度和鋼結構的坍塌起到重要的作用，為人員安全撤離和火災救援贏得寶貴時間。

目前，我國生產的超薄型防火涂料，因為產品配方的限制，存在著以下缺點：

(1)產品的耐候性、耐水性一般不能達到GB1907室外型防火涂層的要求，只能用于室內，不能用于室外；

(2)在發生烴類火災時，這些防火涂料的成膜物質不能承受急劇升高的溫度而很快被燒毀，而不能起到防烴類火災的作用；

(3)防腐、防銹、耐酸堿等性能差。

發明內容

本發明的目的是為了提供具有耐烴類火、耐化學腐蝕性、耐熱性、耐酸堿性、耐水性，以及良好的電絕緣性和機械強度的適用于室外的超薄型防火涂料。

本發明為實現發明目的采用的技術方案是，耐烴類室外超薄型鋼結構防火涂料，配方包括A組分和B組分，其中A組分包括液體環氧樹脂OER-95、丙二醇甲醚，B組分包括水性胺固化劑751、去離子水、丙二醇甲醚、聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇、氯化石蠟、納米TiO₂漿料、膨脹石墨、復合鐵鈦粉、分散劑、潤濕劑和消泡劑；A、B兩組分按1∶(5.5～6)質量比混合而成；

A組分中按質量百分比計各成分含量構成如下：

液體環氧樹脂OER-95??????95.5～96.5％

丙二醇甲醚??????????????3.5～4.5％

B組分中按質量百分比計各成分含量構成如下：

本發明的原理是，在基本配方中，環氧樹脂黏結力強、附著力好、耐水性和防腐性能佳；石墨具有鱗片結構，在涂層中呈平行重疊排列，形成“迷宮”效應而具有屏蔽性；納米TiO₂的小尺寸效應、表面效應及形成的互穿網絡結構，使涂層致密，增強了涂層的抗水防腐蝕能力。復合鐵鈦粉是由多種不同形態的磷酸鹽與硅基、鈦基、鐵基氧化物及氧化釔等納米粉體復合而成的，其自身有一定的防銹能力。磷酸鹽中的磷酸根可與鋼鐵表面的鐵原子反應，生成不溶于水的磷酸鐵絡合鹽，并牢固地附著在鋼鐵表面，起到鈍化緩蝕作用，并隔絕了水、氧、氯離子等，起到化學防銹作用。復合鐵鈦粉既是一種超細防銹顏料，又是防火涂料中的阻燃劑。在涂層受火時，磷酸鹽分解出磷酸根，成為阻燃劑和脫水催化劑，并有消煙作用。

在基本配方中各因素不變的條件下，采用5因素4水平L16(45)正交試驗設計，以耐火時間為考核指標，通過極差分析篩選出聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇、氯化石蠟42號的最佳配比，結果如下：按極差大小排列為：聚磷酸銨＞三聚氰胺＞季戊四醇＞氯化石蠟42號，即各因素對耐火時間的影響聚磷酸銨最大、氯化石蠟42號最小；按質量百分比計選擇耐火時間最長的最佳組合為：聚磷酸銨35％、三聚氰胺8％、季戊四醇5％、氯化石蠟42號為4％。

當膨脹石墨用量達到3％時，涂層的防火性能最佳，這是因為膨脹石墨在180℃左右時受熱膨脹，“鱗片”狀炭體體積增大數百倍，變成“蠕蟲”狀炭體。此物理過程是吸熱過程，而且由于“蠕蟲”狀炭體的密度較小，且生成的膨脹物具有較好的穩定性，覆蓋在基材表面使發泡層保持有效的骨架成分，從而在發泡層中起到吸收熱量、增強纖維的作用，并且發泡層均勻受熱，達到長期穩定的隔熱目的。當膨脹石墨用量達到3％時，對膨脹防火體系基本完成了協同增效作用。大大提高了涂層的發泡率，發泡層厚度可達到原涂層厚度的50～60倍，從而提高了耐火極限。

本發明的有益效果是：

(1)有機化合物排放含量低，是一種水性環保型防火涂料，代表了多功能防火涂料的發展方向；

(2)具有可承受烴類火快速升溫的特點，當涂層厚度為(2±0.12)mm時，耐火時間達到105min；