[發明專利]水性高膨脹鋼結構防火涂料及其制備方法及用途

在審

• 申請號: 201510631185.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105131745A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 宋建榮;崔瑩
• 申請（專利權）人: 中國建筑股份有限公司;北京中建柏利工程技術發展有限公司
• 主分類號: C09D131/04
• 分類號: C09D131/04;C09D7/12;C09D5/18
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 侯文龍

技術領域

本發明屬于鋼結構防火技術領域，特別是涉及一種水性高膨脹鋼結構防火涂料及其制備方法及用途。

背景技術

鋼結構建筑在整個建筑領域的地位越來越重要，尤其是在超高層和大跨度建筑中鋼結構更顯示出強大的生命力。鋼材雖然不燃，但具有耐熱不耐高溫的特性，易導熱。鋼結構受熱可造成以下兩方面的危害：一方面，因為鋼材的熱膨脹系數高，高溫時易造成結構的變形或構件伸長，當鋼材兩側受熱不均時易引起構件彎曲；另一方面，鋼材的力學性能，如：屈服應力、彈性模量等隨溫度地升高而逐漸降低。當達到臨界溫度時，鋼結構將失去支撐能力，造成建筑物坍塌等事故。

在各種防火措施中，噴涂防火涂料具有施工簡單、方便、自重輕、防火效果好等特點，因而成為最理想、最可靠、最實用的防火保護方法。但是鋼結構防火涂料存在以下問題：1、傳統溶劑型防火涂料含大量VOC（揮發性有機化合物），生產和使用過程環境污染嚴重；2、現有水性防火涂料截流性能不高，耐火能力差，涂膜性能差；3、火災情況下快速升溫熱沖擊對防火材料的破壞；4、高溫條件材料膨脹后膨脹結構層強度較低，附著力較差；5、涂膜在火災情況下釋放有毒氣體，危及人身安全；6、相關標準太低，市售產品質量參差不齊。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種水性高膨脹鋼結構防火涂料。

本發明的第二目的是提供一種水性高膨脹鋼結構防火涂料的制備方法。

本發明的第三目的是提供一種水性高膨脹鋼結構防火涂料在鋼結構防火中的用途。

為了實現上述第一目的，本發明提供一種水性高膨脹鋼結構防火涂料，由阻燃體系、成膜體系和功能填料組成。

本發明如上所述的水性高膨脹鋼結構防火涂料，優選地，由20～50重量份阻燃體系、20～50重量份成膜體系和1～10重量份功能填料組成。

本發明如上所述的水性高膨脹鋼結構防火涂料，優選地，所述阻燃體系由以下重量份的原料制備而成：聚磷酸銨18～26份，季戊四醇8～12份，三聚氰胺6～10份，膨脹石墨3～6份。

本發明如上所述的水性高膨脹鋼結構防火涂料，優選地，所述聚磷酸銨聚合度50～100。

本發明如上所述的水性高膨脹鋼結構防火涂料，優選地，所述可膨脹石墨粒徑50～150目。

本發明如上所述的水性高膨脹鋼結構防火涂料，優選地，成膜體系由醋酸乙烯酯-乙烯水性共聚乳液與固化劑偏磷酸銨組成；

本發明如上所述的水性高膨脹鋼結構防火涂料，優選地，所述功能填料含有無機相變材料十二水合磷酸鈉或氣相二氧化硅。

本發明如上所述的水性高膨脹鋼結構防火涂料，優選地，所述功能填料還含有消泡劑和流平劑。

為了實現上述第二目的，本發明提供一種水性高膨脹鋼結構防火涂料的制備方法，將混合均勻的膨脹體系與功能填料加入成膜體系，攪拌均勻即得所述防火涂料。

為了實現上述第三目的，本發明提供一種水性高膨脹鋼結構防火涂料在鋼結構防火中的用途。

本發明中，聚磷酸銨作用原理是，受熱過程中，分解成磷酸和聚磷酸，聚磷酸作為強脫水劑，以反應產生的水來改變有機物的化學反應，使有機物脫水生成不飽和主鏈，進而形成炭化層。磷酸則在高溫下生成聚磷酸，形成粘稠狀熔融體，覆蓋在炭化物表面，防止氧進入涂膜內部發生放熱反應。

三聚氰胺為發泡劑，當它遇火受熱分解時，會分解產生不燃性氣體NH₃、H₂O等，使涂層膨脹形成海綿狀多孔炭化層。

聚戊四醇作為成炭劑是發泡層的物質基礎，燃燒后形成三維空間結構且不易燃燒，起到骨架作用。

本發明的有益效果是：

1、本發明得到的水性高膨脹鋼結構防火涂料以水性乳液體系為主要成分，VOC含量低，減少在生產和涂裝過程對環境的污染。

2、本發明得到的水性高膨脹鋼結構防火涂料涂層外觀平整，有很好的裝飾性，且不易積灰，尤其適用于裸露的鋼結構的防火保護。

3、本發明得到的水性高膨脹鋼結構防火涂料施工方便，耐火極限至3小時以上，在滿足高效防火性能的同時還能夠滿足建筑物外觀高裝飾性的需求。

附圖說明

圖1為本發明一種實施例的水性高膨脹鋼結構防火涂料的制備方法流程示意圖；

圖2為本發明一種實施例的鋼結構表面處理流程示意圖；

圖3為本發明一種實施例的水性高膨脹鋼結構防火涂料在鋼結構防火中應用的流程示意圖。

具體實施方式