CN102643589A - 室内用水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了室内用水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，按重量百分比计，该涂料原料配方由以下组分构成：自来水17～20％、水性丙烯酸乳液25～30％、膨胀阻燃体系38～45％、防火填料5～10％、润湿分散剂A 0.4～0.6％、润湿分散剂B 0.8～1.2％、防冻剂4～6％、消泡剂0.3～0.5％、成膜助剂1～2％、pH调节剂0.1～0.2％、流平剂0.4～0.5％、增稠剂0.1～0.2％和防腐防霉剂0.2～0.4％。所得涂料不含任何有机溶剂和重金属等有害物质，环保无毒性，储存安全，且具有优异的耐火隔热性能，涂料的综合性能均能达到国家标准，完全达到钢结构防火保护的应用要求。

Description

室内用水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料技术领域，特别是涉及一种室内用水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。

背景技术

随着城市人口的密集化、住宅建筑的高层化，钢结构作为主要的建筑结构材料得到了广泛的使用，尤其高层大厦、大型工业厂房、大型公共娱乐场所等大跨度建筑物和超高层建筑物均大规模采用钢结构。钢材由于导热性强，不加防火保护的钢结构在火场高温条件下，自身温度仅在十几分钟内就能达到540℃以上，导致其机械强度严重下降；在这种情况下，钢结构不可避免的会发生扭曲变形，最终导致坍塌毁坏，容易造成大量的人员伤亡和财产损失。防火涂料能对钢结构起到有效的防火保护作用，阻止火势的迅速蔓延，对缩小灾害范围、赢得救援和逃生时间具有重要的现实意义。目前市场上大力推广的钢结构防火涂料产品多为溶剂型，它含有大量的有机挥发物VOC(Volatile Organic Compounds)，而且涂料成膜过程中残存的有机溶剂直接导致涂层具有某种程度的可燃性。这不仅污染环境、浪费能源、严重危害施工人员的身体健康，还有可能降低防火涂料的防火效果，给人类和环境带来多重危害。

以水性丙烯酸树脂作为成膜物质，优化膨胀阻燃体系之间的配比，优选隔热增强填料及功能性助剂，进行合理的配方设计，制备出一种环保型、高性能的水性超薄型钢结构防火涂料，解决其有机溶剂的挥发引起的环境污染和有机溶剂的挥发不完全所引起的涂层防火效果下降等问题；珍珠岩具有良好的热膨胀性，遇高温后穿插在炭质层结构当中，不仅提高了炭质层的强度，其中空结构还有效延缓了热量向钢基材的传播速度，从而提高了防火涂料的防火性能。防火涂料的各项性能指标基本达到国家标准GB 14907-2002对室内用超薄型钢结构防火涂料的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的技术缺点，提供一种室内用水性超薄型钢结构防火涂料，该涂料环保无毒、成本较低、施工简便、性能优异，在预先喷涂防锈底漆的钢材表面直接施工，能达到溶剂型防火涂料所具有的性能，其各项性能指标均达到国家标准。

本发明另一目的在于提供一种室内用水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种室内用水性超薄型钢结构防火涂料，按重量百分比计，其原料配方由以下组分构成：自来水17～20％、水性丙烯酸乳液25～30％、膨胀阻燃体系38～45％、防火填料5～10％、润湿分散剂A 0.4～0.6％、润湿分散剂B 0.8～1.2％、防冻剂4～6％、消泡剂0.3～0.5％、成膜助剂1～2％、pH调节剂0.1～0.2％、流平剂0.4～0.5％、增稠剂0.1～0.2％和防腐防霉剂0.2～0.4％；

所述水性丙烯酸乳液选用有机硅氧烷改性丙烯酸乳液；本发明配方中采用的成膜物质为聚合物乳液，考虑到基料树脂在高温条件下能与底材有较好的附着力且不易脱落，所述成膜乳液选用有机硅烷与丙烯酸或与丙烯酸酯共聚得到的乳液。由于有机硅烷改性丙烯酸酯(机硅氧烷改性丙烯酸乳液)高分子链中硅原子上所连烃基受热氧化后，生成的是高度交联的更加稳定的Si-O-Si键，能防止其主链的断裂降解，而且Si-O-Si键能与底材紧密粘结，提高了炭质层与底材在高温时的附着力，因此能够有效改善炭质层的易脱落性。如巴德富实业有限公司的996AD；上海保立佳化工有限公司的BLJ-998AD。

所述膨胀阻燃体系为季戊四醇、三聚氰胺和聚磷酸铵按照重量比为5～6∶10～11∶17～18组成的混合物；膨胀阻燃体系为传统的季戊四醇、三聚氰胺、聚磷酸铵体系，它们三者分解温度的一致性有利于在膨胀体系中充分发挥各自的作用，在炭化层的形成过程中起到协同效果。如青岛新材料科技工业园发展有限公司生产的环保超细单季戊四醇，粒径达到600目，在空气中稳定性高，不易吸水，熔点为261℃，260℃～360℃是它的分解温度区间；济南金盈泰化工有限公司生产的三聚氰胺，三聚氰胺含量＞99.0％，水分含量≤0.20％，pH为7.5～9.5，其在300℃以下具有较高的热稳定性，300℃～380℃是它的分解温度区间；普塞呋(清远)磷化学有限公司生产的聚磷酸铵EPFR-APP(II)，聚合度＞1000、分子量分布狭窄，II型结构纯度高，其密度为1.9g/cm³，磷含量为30～32％，氮含量为14～15％，pH(25℃，10％悬浮液)为5～7，水溶性＜0.2％(g/mlH₂O，)，含水量＜0.5％，平均粒径约为10μ，分解温度＞260℃，该产品P、N阻燃元素含量高，热稳定性好，水溶性低，近乎中性，无烟低毒，配合其他气源、碳源，以成炭、膨胀机理起到阻燃防火作用，使炭化层更稳定、防火效果稳定。

所述防火填料为珍珠岩、玻璃粉和叶腊石的一种或多种；如信阳市平桥区黎明珍珠岩建材厂生产的膨胀珍珠岩，具有表观密度轻，导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、强度高、吸湿能力小、电绝缘性能好、流动性好等显著优点，其颗粒内部是是蜂窝状结构，在高温条件作用下，珍珠岩能由内向外均匀膨胀，膨胀颗粒表面经瞬间高温玻化，而内部保持完整的多孔、中空空心结构，能在涂层防火过程中起到很好的隔热防火作用；广州市新稀冶金化工有限公司的玻璃粉，具有透明度高、化学性质稳定、机械强度高、耐热性良好等优点，应用在防火涂料中，能有效提高涂层的耐热性；广东省南海非金属开发公司的叶腊石，可以用作耐火材料和耐高温材料。

所述润湿分散剂A为阳离子型润湿剂、非离子表面活性剂中的至少一种；所述阳离子型润湿剂为Hydropalat 875；所述非离子型润湿剂为X-405、PE-100或Hydropalat 436；所述润湿分散剂A的作用是改善涂料体系的表面张力，使其能更好的润湿底材，提高涂料的附着力，同时它还能对颜填料起到协助分散和协助防沉作用，可以有效帮助颜填料等粉料在涂料中分散及协助涂料防沉剂后续防沉。其中，阳离子型润湿剂如深圳海川化工有限公司的Hydropalat 875；非离子型润湿剂如美国罗门哈斯公司的X-405、深圳海川化工有限公司的PE-100、Hydropalat 436等。

所述润湿分散剂B为多价羧酸盐类聚合物、聚丙烯酸盐类中的至少一种；所述多价羧酸盐类聚合物为SN-5020、SN-5027、SN-5040或731A；所述聚丙烯酸盐类为Orotan1288、dispersant5050或dispersant5240；所述润湿分散剂B的作用是促进颜填料在涂料体系中分散均匀，并能在体系中保持稳定存在。其中，多价羧酸盐类聚合物可以是如：深圳海川化工有限公司的SN-5020、SN-5027、SN-5040，美国罗门哈斯公司的731A等；聚丙烯酸盐类可以是如美国罗门哈斯公司的Orotan1288，台湾德谦公司的dispersant5050、dispersant5240。

所述增稠剂为非离子型硅烷疏水改性聚氨酯嵌段共聚物，其分子链上同时含有亲水基团与疏水基团。该类增稠剂可以同时在水相增稠和与聚合物乳液缔合增稠，可以用两种非离子型疏水改性聚氨酯嵌段共聚物复配。优选北京富特斯化工科技有限公司的UN-643、UN-641，深圳海川化工有限公司的DSX3116、DSX3290，德谦企业股份有限公司的WT-105A等，可进一步改善涂料体系的流动性和流平性，从而使涂料具有较好的储存性能与施工性能。

所述成膜助剂为醇酯-12，如伊士曼化工的醇酯-12，其对大多数类型的乳胶都具有极强的溶解能力，并具有低的水溶性，能保证它被聚合物微粒全部吸收，这表明其溶解性主要集中在所需的部位，因而具有优异的成膜性能。

所述消泡剂为改性有机硅类消泡剂，聚硅氧烷-聚醚共聚物消泡剂一般都含有疏水颗粒-疏水性二氧化硅，可增强泡沫控制力度并延长抑泡液体作用的持久性，如TEGO公司的Foamex815、Foamex 8030、Foamex Airex 901W，海川化工的Defomer 155。分子级消泡剂如FoamStar A10、FoamStar A12、FoamStar A34、FoamStar A36等系科宁公司专利产品，消泡机理特殊，较普通消泡剂有更快的破泡速度，对破微小泡效果显著。

其他助剂，如防霉剂、流平剂、pH调节剂、防冻剂等，均为水性涂料生产中常用的助剂。防腐防霉剂可选用SR1138或EPW型防腐防霉剂(英国索尔化学)。所述防冻剂可选用丙二醇(陶氏化学)；所述流平剂可选用3580型流平剂(瑞士汽巴精化)。所述pH调节剂可选用AMP-95pH调节剂(美国ANGUS)。

一种室内用水性超薄型钢结构防火涂料方法，包括如下步骤和工艺条件：

(1)在400～500r/min转速搅拌条件下，加入17～20％的自来水、防冻剂4-6％、润湿分散剂A0.4～0.6％、润湿分散剂B0.8～1.2％、消泡剂0.3～0.5％、防腐防霉剂0.2～0.4％、pH调节剂0.1～0.2％，搅拌5～10min，制得预混合液备用；

(2)在600～800r/min转速搅拌条件下，加入膨胀阻燃体系38～45％、防火填料5～10％，预搅拌5-20min；然后转入砂磨罐中，在转速为2500～3500r/min砂磨条件下，高速砂磨1～2h，直至细度达到50μ以下；转入分散罐中，在700～900r/min转速下搅拌4-10min，即得防火涂料颜料浆；

(3)在700～800r/min转速搅拌条件下，将所述防火涂料颜料浆加入到水性丙烯酸乳液25～30％中，在800～1000r/min转速条件下搅拌15～20min，再加入配方中的成膜助剂1～2％、流平剂0.4～0.5％、增稠剂0.1～0.2％，搅拌均匀即可，放置熟化30～60min，制得室内用水性超薄型钢结构防火涂料。

本发明的水性超薄型钢结构防火涂料的混合设备和研磨设备是涂料制备过程中的常用设备，如高速分散机、立式砂磨机、球磨机等。

本发明的水性超薄型钢结构防火涂料的施工工艺要求如下：由于防火涂料的防火效果很大程度上取决于施工质量，特别是涂层与基材的粘结力，与底材的表面处理质量密切相关。考虑到防火涂料体系中乳液用量相对偏低，其与钢材的附着力必然不是很理想，因而在施工之前，最好对钢材表面进行喷砂除锈，除锈等级达到GB/T 8923规定的Sa2.5级，然后喷涂一层干膜厚度约为50μ的防锈底漆；待底漆表干后，将防火涂料分若干道刷涂在已处理过的钢板上，具体操作是：先涂刷第一道涂层，等表干后，再涂刷第二道，总共涂刷7～8遍，直至涂层厚度达到(1.8±0.2)mm为止；最后，喷涂配套面漆1～2遍，其厚度约为100μ。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)本发明所得的产品属于一种环保型水性超薄型钢结构防火涂料，与溶剂型防火涂料相比，环保型极佳，不含任何有机溶剂与重金属等有害物质，其VOC含量大大降低，不易燃烧，避免了涂层在干燥过程中溶剂挥发不完全所引起的防火性能下降的弊端，储存安全，性能稳定。

2)本发明所得产品与市售的溶剂型防火涂料相比，通过将膨胀阻燃体系与防火填料均匀分散在防火涂料体系中，使得防火涂料具有更加优异的防火性能，膨胀高度、膨胀体积都有所提高，炭质层内部结构更加致密、厚实，耐燃时间更长。

3)本发明将膨胀珍珠岩有效的分散在涂料体系中，由于珍珠岩内部属于完整的多孔、中空空心结构，能够起到隔热耐火作用，延缓热量向钢材的转播；同时，珍珠岩在高温条件下自身能发生膨胀，它们穿插在炭层结构中，增强了炭层内部的致密性，提高了炭层的强度，密实的炭质层能有效抵御外部火焰的冲击，表现出优异的耐火性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

本发明中除非特别指明外，实施例所涉及的份数均为重量份。采用的成膜助剂、pH调节剂、消泡剂、防霉剂、防冻剂除了是提及物质外，还可以是其他可应用在水性涂料中的常用试剂。

实施例1

在400r/min的转速下，以质量份数计，加入配方中的自来水17份，防冻剂(丙二醇，陶氏化学)4份，防腐防霉剂(SR1138，英国索尔化学)0.2份，润湿分散剂A(X-405，美国罗门哈斯公司)0.4份，润湿分散剂B(SN-5040，深圳海川化工有限公司)0.8份，消泡剂(Foamex Airex 901W，TEGO公司)0.3份，pH调节剂(AMP-95，美国ANGUS)0.1份，搅拌10min，制得预混合液备用；

在800r/min的转速下，依次加入配方中的季戊四醇(600目，青岛新材料科技工业园发展有限公司)7.0份，三聚氰胺(400目，济南金盈泰化工有限公司)14份，聚磷酸铵(聚合度聚合度＞1000，普塞呋(清远)磷化学有限公司)24份，防火填料(珍珠岩，信阳市平桥区黎明珍珠岩建材厂)5份，预搅拌10min；然后转入砂磨罐中，在转速为2500r/min砂磨条件下，高速砂磨2h，直至细度达到50μ以下；再转入分散罐中，在700r/min转速下搅拌约5min，即得防火涂料颜料浆；

在700r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性丙烯酸乳液(996AD，巴德富实业有限公司)26份，在800r/min的转速下搅拌15min；再依次加入配方中的成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)1份，流平剂(3580，瑞士汽巴精化)0.4份，增稠剂(WT-105A，德谦企业股份有限公司)0.1份，搅拌均匀即制得水性防火涂料。

水性配套面漆用于喷涂在水性防火涂料的表面上，对防火涂料起到保护作用。将本实施例制得的水性防火涂料分若干道刷涂在已处理过的钢板上，具体操作是：先涂刷第一道涂层，等表干后，再涂刷第二道，总共涂刷7～8遍，直至涂层厚度达到(1.8±0.2)mm为止；最后，喷涂配套面漆1～2遍，其厚度约为100μ，性能如表1所示。

实施例2：

在500r/min的转速下，依次加入配方中的自来水20份，防冻剂(丙二醇，陶氏化学)6份，防腐防霉剂(SR1138，英国索尔化学)0.4份，润湿分散剂A(X-405，美国罗门哈斯公司)0.6份，润湿分散剂B(Orotan731A，美国罗门哈斯公司)0.8份，消泡剂(FoamStarA36，科宁)0.3份，pH调节剂(AMP-95，美国ANGUS)0.2份，搅拌5min，制得预混合液备用；

在600r/min的转速下，依次加入配方中的季戊四醇(600目，青岛新材料科技工业园发展有限公司)6份，三聚氰胺(400目，济南金盈泰化工有限公司)12份，聚磷酸铵(聚合度聚合度＞1000，普塞呋(清远)磷化学有限公司)23份，防火填料(玻璃粉，广州市新稀冶金化工有限公司)5份，预搅拌10min；然后转入砂磨罐中，在转速为3500r/min砂磨条件下，高速砂磨1h，直至细度达到50μ以下；再转入分散罐中，在900r/min转速下搅拌约5min，即得防火涂料颜料浆；

在800r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性丙烯酸乳液(996AD，巴德富实业有限公司)28份，在1000r/min的转速下搅拌20min；再依次加入配方中的成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)1份，流平剂(3580，瑞士汽巴精化)0.5份，增稠剂(DSX3290，深圳海川化工有限公司)0.2份，搅拌均匀即制得水性防火涂料。

水性配套面漆用于喷涂在水性防火涂料的表面上，对防火涂料起到保护作用。将本实施例制得的水性防火涂料分若干道刷涂在已处理过的钢板上，具体操作是：先涂刷第一道涂层，等表干后，再涂刷第二道，总共涂刷7～8遍，直至涂层厚度达到(1.8±0.2)mm为止；最后，喷涂配套面漆1～2遍，其厚度约为100μ，性能如表1所示。

实施例3：

在500r/min的转速下，依次加入配方中的自来水17份，防冻剂(丙二醇，陶氏化学)6份，防腐防霉剂(EPW，英国索尔化学)0.2份，润湿分散剂A(Hydropalat 875，深圳海川化工有限公司)0.4份，润湿分散剂B(Orotan1288，美国罗门哈斯公司)1.2份，消泡剂(FoamStarA36，科宁)0.5份，pH调节剂(AMP-95，美国ANGUS)0.2份，搅拌5min，制得预混合液备用；

在800r/min的转速下，依次加入配方中的季戊四醇(600目，青岛新材料科技工业园发展有限公司)8份，三聚氰胺(400目，济南金盈泰化工有限公司)14份，聚磷酸铵(聚合度聚合度＞1000，普塞呋(清远)磷化学有限公司)22份，防火填料(叶腊石，广东省南海非金属开发公司)5份，预搅拌10min；然后转入砂磨罐中，在转速为3500r/min砂磨条件下，高速砂磨2h，直至细度达到50μ以下；再转入分散罐中，在900r/min转速下搅拌约5min，即得防火涂料颜料浆；

在800r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性丙烯酸乳液(BLJ-998AD，上海保立佳化工有限公司)30份，在1000r/min的转速下搅拌15min；再依次加入配方中的成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)2份，流平剂(3580，瑞士汽巴精化)0.5份，增稠剂(WT-105A，德谦企业股份有限公司)0.2份，搅拌均匀即制得水性防火涂料。

水性配套面漆用于喷涂在水性防火涂料的表面上，对防火涂料起到保护作用。将本实施例制得的水性防火涂料分若干道刷涂在已处理过的钢板上，具体操作是：先涂刷第一道涂层，等表干后，再涂刷第二道，总共涂刷7～8遍，直至涂层厚度达到(1.8±0.2)mm为止；最后，喷涂配套面漆1～2遍，其厚度约为100μ，性能如表1所示。

实施例4：

在400r/min的转速下，依次加入配方中的自来水20份，防冻剂(丙二醇，陶氏化学)4份，防腐防霉剂(EPW，英国索尔化学)0.4份，润湿分散剂A(PE-100，深圳海川化工有限公司)0.6份，润湿分散剂B(SN-5040，深圳海川化工有限公司)1.2份，消泡剂(Foamex815，TEGO公司)0.5份，pH调节剂(AMP-95，美国ANGUS)0.1份，搅拌10min，制得预混合液备用；

在600r/min的转速下，依次加入配方中的季戊四醇(600目，青岛新材料科技工业园发展有限公司)7份，三聚氰胺(400目，济南金盈泰化工有限公司)13份，聚磷酸铵(聚合度聚合度＞1000，普塞呋(清远)磷化学有限公司)23份，防火填料(珍珠岩，信阳市平桥区黎明珍珠岩建材厂)7份，预搅拌10min；然后转入砂磨罐中，在转速为2500r/min砂磨条件下，高速砂磨2h，直至细度达到50μ以下；再转入分散罐中，在700r/min转速下搅拌约5min，即得防火涂料颜料浆；

在700r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性丙烯酸乳液(996AD，巴德富实业有限公司)27份，在800r/min的转速下搅拌20min；再依次加入配方中的成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)2份，流平剂(3580，瑞士汽巴精化)0.4份，增稠剂(UN-641，北京富特斯化工科技有限公司)0.1份，搅拌均匀即制得水性防火涂料。

水性配套面漆用于喷涂在水性防火涂料的表面上，对防火涂料起到保护作用。将本实施例制得的水性防火涂料分若干道刷涂在已处理过的钢板上，具体操作是：先涂刷第一道涂层，等表干后，再涂刷第二道，总共涂刷7～8遍，直至涂层厚度达到(1.8±0.2)mm为止；最后，喷涂配套面漆1～2遍，其厚度约为100μ，性能如表1所示。

实施例5

在500r/min的转速下，依次加入配方中的自来水20份，防冻剂(丙二醇，陶氏化学)6份，防腐防霉剂(EPW，英国索尔化学)0.4份，润湿分散剂A(X-405，美国罗门哈斯公司)0.6份，润湿分散剂B(dispersant5050，台湾德谦公司)1.2份，消泡剂(Foamex Airex 901W，TEGO公司)0.5份，pH调节剂(AMP-95，美国ANGUS)0.2份，搅拌5min，制得预混合液备用；

在800r/min的转速下，依次加入配方中的季戊四醇(600目，青岛新材料科技工业园发展有限公司)7份，三聚氰胺(400目，济南金盈泰化工有限公司)15份，聚磷酸铵(聚合度聚合度＞1000，普塞呋(清远)磷化学有限公司)21份，防火填料(珍珠岩，信阳市平桥区黎明珍珠岩建材厂)9份，预搅拌10min；然后转入砂磨罐中，在转速为2500r/min砂磨条件下，高速砂磨1h，直至细度达到50μ以下；再转入分散罐中，在900r/min转速下搅拌约5min，即得防火涂料颜料浆；

在700r/min的转速下，向上述颜料浆中依次加入水性丙烯酸乳液(BLJ-998AD上海保立佳化工有限公司)30份，在100r/min的转速下搅拌15min；再依次加入配方中的成膜助剂(醇酯-12，伊士曼化工)2份，流平剂(3580，瑞士汽巴精化)0.5份，增稠剂(WT-105A，德谦企业股份有限公司)0.1份，搅拌均匀即制得水性防火涂料。

水性配套面漆用于喷涂在水性防火涂料的表面上，对防火涂料起到保护作用。将本实施例制得的水性防火涂料分若干道刷涂在已处理过的钢板上，具体操作是：先涂刷第一道涂层，等表干后，再涂刷第二道，总共涂刷7～8遍，直至涂层厚度达到(1.8±0.2)mm为止；最后，喷涂配套面漆1～2遍，其厚度约为100μ，性能如表1所示。

表1中的这些参数的测试方法是根据国家标准GB14907-2002对室内用超薄型钢结构防火涂料的性能要求检测而来，其中耐火性能的检测手段是采用自行设计的简易耐火装置，模拟大板燃烧法，其测试条件如下：

(1)测试样板涂层朝下，酒精喷灯的喷口对准样板的中心位置，喷口距样板的垂直距离约为7cm；

(2)样板的背面中心位置与热电偶接触，考察钢板背面温度的变化；

(3)在热电偶传热杆的上方压以木块，保证热电偶的接触点与钢板紧密接触；

(4)为避免风力、气候等因素的影响，整个试验装置放在一个密闭的纸箱内；

(5)待酒精喷灯火焰稳定后，移至样板的正下方，同时开始用秒表开始记录时间。(规定：钢板背温达到280℃所用的时间即为防火涂料的耐火时间)

表1实施例1～5所制备的水性超薄型钢结构防火涂料性能表

注：耐水性测试是在防火涂料喷涂配套面漆后进行。

由表1可见，本发明制备的室内用水性超薄型钢结构防火涂料的各项物理性能指标都已经能达到了国家标准GB14907-2002，与水性面漆配套施工使用，显著改善了防火涂料耐水性能的不足；采用模拟大板燃烧法测试耐火性能，防火涂料的耐火极限基本都达到1.5h以上，最高能达到2.1h，说明其具有优异的耐火性能。

本发明所制备的室内用水性超薄型钢结构防火涂料，安全环保，制备工艺简单，尤其创新性的采用了珍珠岩作为防火填料，这一方面极大的降低了防火涂料的成本，更重要的是利用珍珠岩特殊的热膨胀性能，其遇高温会发生膨胀形成“蠕虫”状结构，延缓了热量对钢板的传递；其穿插在炭化层中对炭层起到了增强的作用，这使得防火涂料具有优异的耐火性能。在环保、成本和耐火性能的三重优势下，该产品能取代目前的溶剂型防火涂料，具有广泛的应用前景和市场价值。

Claims (8)

1.一种室内用水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，按重量百分比计，其原料配方由以下组分构成：自来水17～20％、水性丙烯酸乳液25～30％、膨胀阻燃体系38～45％、防火填料5～10％、润湿分散剂A 0.4～0.6％、润湿分散剂B 0.8～1.2％、防冻剂4～6％、消泡剂0.3～0.5％、成膜助剂1～2％、pH调节剂0.1～0.2％、流平剂0.4～0.5％、增稠剂0.1～0.2％和防腐防霉剂0.2～0.4％；

所述水性丙烯酸乳液为有机硅氧烷改性丙烯酸乳液；

所述膨胀阻燃体系为季戊四醇、三聚氰胺和聚磷酸铵按照重量比为5～6∶10～11∶17～18组成的混合物；

所述防火填料为珍珠岩、玻璃粉和叶腊石的一种或多种；

所述润湿分散剂A为阳离子型润湿剂、非离子表面活性剂中的至少一种；所述阳离子型润湿剂为Hydropalat 875；所述非离子型润湿剂为X-405、PE-100或Hydropalat 436；

所述润湿分散剂B为多价羧酸盐类聚合物、聚丙烯酸盐类中的至少一种；所述多价羧酸盐类聚合物为SN-5020、SN-5027、SN-5040或731A；所述聚丙烯酸盐类为Orotan1288、dispersant5050或dispersant5240；

所述增稠剂为非离子型疏水改性聚氨酯嵌段聚合物，分子链上同时含有亲水基团与疏水基团；

所述消泡剂为Foamex815、Foamex 8030、Foamex Airex 901W、Defomer 155、FoamStarA10、FoamStar A12、FoamStar A34或FoamStar A36；

所述成膜助剂为醇酯-12。

2.根据权利要求1所述的室内用水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于：所述有机硅氧烷改性丙烯酸乳液为996AD或BLJ-998AD。

3.根据权利要求1所述的室内用水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于：所述防腐防霉剂为SR1138或EPW型防腐防霉剂。

4.根据权利要求1所述的室内用水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于：所述防冻剂为丙二醇。

5.根据权利要求1所述的室内用水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于：所述流平剂为3580型流平剂。 

6.根据权利要求1所述的室内用水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于：所述pH调节剂为AMP-95pH调节剂。

7.根据权利要求1所述的室内用水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于：所述增稠剂为UN-643、UN-641、DSX3116、DSX3290或WT-105A。

8.一种制备权利要求1所述的室内用水性超薄型钢结构防火涂料方法，其特征在于，包括如下步骤和工艺条件：

(1)在400～500r/min转速搅拌条件下，加入17～20％的自来水、防冻剂4-6％、润湿分散剂A0.4～0.6％、润湿分散剂B0.8～1.2％、消泡剂0.3～0.5％、防腐防霉剂0.2～0.4％、pH调节剂0.1～0.2％，搅拌5～10min，制得预混合液备用；

(2)在600～800r/min转速搅拌条件下，加入膨胀阻燃体系38～45％、防火填料5～10％，预搅拌5-20min；然后转入砂磨罐中，在转速为2500～3500r/min砂磨条件下，高速砂磨1～2h，直至细度达到50μ以下；转入分散罐中，在700～900r/min转速下搅拌4-10min，即得防火涂料颜料浆；

(3)在700～800r/min转速搅拌条件下，将所述防火涂料颜料浆加入到水性丙烯酸乳液25～30％中，在800～1000r/min转速条件下搅拌15～20min，再加入配方中的成膜助剂1～2％、流平剂0.4～0.5％、增稠剂0.1～0.2％，搅拌均匀即可，放置熟化30～60min，制得室内用水性超薄型钢结构防火涂料。