CN105238167A - 一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料 - Google Patents
一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料及其制备工艺：配备多种颗粒，混合配料成为固体混合料；将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、9-10份三聚氰胺、4-5份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理20-25min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、5-6份纯丙AC261P乳液中，保持温度55-58℃，搅拌，然后冷却到30℃，再加入0.5-0.9份1%wt的海藻糖水溶液，搅拌制得防火涂料。本发明不仅在配方上做了创新，而且在工艺上，首次引入温度+搅拌速度相结合控制，经过大量的实验，意外发现了在特殊的配方和工艺下，可以得到一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料。
背景技术
随着现代建筑业的迅速发展，钢结构在歌剧院、体育馆、高层建筑等行业得到了广泛应用。作为现建筑的主要形式，钢结构具有机械性能好、强度高、质量轻、空间利用率高等优点。但是钢结构自身的耐火性能很差，极易导热。当温度低于300℃时钢结构强度基本不发生变化，当温度达到３５０℃时其强度下降１／３，在自身温度超过540℃时，其机械强度几乎全部丧失。火灾发生10ｍｉｎ后裸露的钢材温度就达到700℃以上，此时便会因钢结构的强度降低而导致建筑物坍塌，从而给人们的生命和财产带来巨大的损失。因此必须对钢结构建筑进行防火保护。钢结构防火涂料刷涂或喷涂在钢结构表面，防止钢材在火灾中迅速升温而造成强度下降，从而起到防火的作用。该方法施工简单、耐火时间长、不受构件几何形状限制，具有较好的经济性和适用性。目前，针对人们对于防火效果和环境保护的综合考虑，水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的使用越来越广泛。水性超薄膨胀型钢结构防火涂料主要由基体、膨胀阻燃体系和无机填料组成。基体主要有氨基树脂、纯丙乳液、苯丙乳液等；膨胀阻燃体系中主要包括炭化剂季戊四醇、发泡剂三聚氰胺、脱水催化剂聚磷酸铵；填料主要为绢云母、二氧化钛、可膨胀石墨等。
现有技术有研究将水、氯偏乳液、纯丙AC261P乳液、聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、可膨胀石墨和绢云母的按质量比为25%:22%:3%:16%:12%:12%:5%:3%的比例混合，加入适当的填料和助剂，采用不同梯度搅拌速率的新工艺，制备得到水性饰面型防火涂料，该水性饰面型防火涂料的耐火时间高达22min。但是该耐火时间还是不够长，耐存放性能也不够理想。
本发明旨在提供一种耐存放高耐火的水性防火涂料，其耐存放能好，耐火时间长，并且相比于大多数钢结构防火涂料需要涂覆量500g/㎡以上，本发明的防火涂料只要300g/㎡以上涂覆量就可以达到理想的效果，这样就大大节约了成本。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，提供一种耐存放高耐火的水性防火涂料，其耐存放能好，耐火时间长，并且相比于大多数钢结构防火涂料需要涂覆量500g/㎡以上，本发明的防火涂料只要300g/㎡以上涂覆量就可以达到理想的效果，这样就大大节约了成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料的生产方法：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为30-55μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
D颗粒：粒径为100-200nm的海泡石纳米粉；
E颗粒：粒径为150-230nm的伊利石粉；
F颗粒：粒径为30-50μm的伊利石粉；
按照重量分数，将50份-55份颗粒A、30份-38份颗粒B、1份颗粒C、0.8份-1份颗粒D、0.5份颗粒E、3份颗粒F混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、9-10份三聚氰胺、4-5份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理20-25min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、5-6份纯丙AC261P乳液中，保持温度55-58℃，用搅拌器在150-180r/min的速度下搅拌20min，然后冷却到30℃，再加入0.5-0.9份1%wt的海藻糖水溶液，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌100min，制得防火涂料。
本发明不仅在配方上做了创新，而且在工艺上，首次引入温度+搅拌速度相结合控制，经过大量的实验，意外发现了在特殊的配方和工艺下，可以得到一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料。
本发明的有益之处在于：
（1）本发明的一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料制备过程简单，易于工业化生产，并且无毒环保。
（2）本发明制备得到的一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料具有令人惊讶的耐存放性能和耐火性能。
（3）本发明的防火涂料只要300g/㎡以上涂覆量就可以达到理想的效果。
具体实施方式
实施例1：
耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料的生产方法：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为30μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
D颗粒：粒径为200nm的海泡石纳米粉；
E颗粒：粒径为150nm的伊利石粉；
F颗粒：粒径为50μm的伊利石粉；
按照重量分数，将50份颗粒A、38份颗粒B、1份颗粒C、0.8份颗粒D、0.5份颗粒E、3份颗粒F混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、10份三聚氰胺、4份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理25min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、5份纯丙AC261P乳液中，保持温度58℃，用搅拌器在150r/min的速度下搅拌20min，然后冷却到30℃，再加入0.9份1%wt的海藻糖水溶液，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌100min，制得防火涂料。
根据饰面型防火涂料GB12441-2005的规定，将制备好的防火涂料分别均匀涂刷在900mm×900mm×(5±0．2)mm、600mm×90mm×(5±0．2)mm的胶合板上，涂覆量为300g/m 2 ，室温干燥固化，得到防火性能的待测样板。
耐火时间的测定:参照GB12441-2005附录A，采用模拟大板燃烧法测试。把涂刷涂料的胶合板装在高温电炉简易装置上，胶合板表面的涂料由炉底电炉丝产生热量加热，炉底电炉丝到涂料表面距离大约为12cm，用保温棉隔热密封电炉四周，胶合板背面插上数字温度计。开启电炉观察饰面防火涂料膨胀时碳质结构层的变化和其耐火时间。以开始灼烧到胶合板背面温度达到220℃或试件背火面出现穿火的时间定义为耐火时间。
结果：涂料在容器中的状态经搅拌后均呈均匀细腻状态，无结块，在40℃下存放360天后无分层，耐冷热循环为28次。
制成后30天内涂刷，耐火时间为80min。制成后120天涂刷，耐火时间为40（abitsmaller）min。
实施例2：
耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料的生产方法：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为55μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
D颗粒：粒径为100nm的海泡石纳米粉；
E颗粒：粒径为230nm的伊利石粉；
F颗粒：粒径为30μm的伊利石粉；
按照重量分数，将55份颗粒A、30份颗粒B、1份颗粒C、1份颗粒D、0.5份颗粒E、3份颗粒F混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、9份三聚氰胺、5份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理20min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、6份纯丙AC261P乳液中，保持温度55℃，用搅拌器在180r/min的速度下搅拌20min，然后冷却到30℃，再加入0.5份1%wt的海藻糖水溶液，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌100min，制得防火涂料。
根据饰面型防火涂料GB12441-2005的规定，将制备好的防火涂料分别均匀涂刷在900mm×900mm×(5±0．2)mm、600mm×90mm×(5±0．2)mm的胶合板上，涂覆量为300g/m 2 ，室温干燥固化，得到防火性能的待测样板。
耐火时间的测定:参照GB12441-2005附录A，采用模拟大板燃烧法测试。把涂刷涂料的胶合板装在高温电炉简易装置上，胶合板表面的涂料由炉底电炉丝产生热量加热，炉底电炉丝到涂料表面距离大约为12cm，用保温棉隔热密封电炉四周，胶合板背面插上数字温度计。开启电炉观察饰面防火涂料膨胀时碳质结构层的变化和其耐火时间。以开始灼烧到胶合板背面温度达到220℃或试件背火面出现穿火的时间定义为耐火时间。
结果：涂料在容器中的状态经搅拌后均呈均匀细腻状态，无结块，在40℃下存放360天后无分层，耐冷热循环为50次。
制成后30天内涂刷，耐火时间为40min。制成后120天涂刷，耐火时间为80（abitsmaller）min。
实施例3：
耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料的生产方法：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为40μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
D颗粒：粒径为150nm的海泡石纳米粉；
E颗粒：粒径为180nm的伊利石粉；
F颗粒：粒径为38μm的伊利石粉；
按照重量分数，将51份颗粒A、37份颗粒B、1份颗粒C、0.9份颗粒D、0.5份颗粒E、3份颗粒F混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、10份三聚氰胺、4份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理24min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、5份纯丙AC261P乳液中，保持温度57℃，用搅拌器在170r/min的速度下搅拌20min，然后冷却到30℃，再加入0.8份1%wt的海藻糖水溶液，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌100min，制得防火涂料。
根据饰面型防火涂料GB12441-2005的规定，将制备好的防火涂料分别均匀涂刷在900mm×900mm×(5±0．2)mm、600mm×90mm×(5±0．2)mm的胶合板上，涂覆量为300g/m 2 ，室温干燥固化，得到防火性能的待测样板。
耐火时间的测定:参照GB12441-2005附录A，采用模拟大板燃烧法测试。把涂刷涂料的胶合板装在高温电炉简易装置上，胶合板表面的涂料由炉底电炉丝产生热量加热，炉底电炉丝到涂料表面距离大约为12cm，用保温棉隔热密封电炉四周，胶合板背面插上数字温度计。开启电炉观察饰面防火涂料膨胀时碳质结构层的变化和其耐火时间。以开始灼烧到胶合板背面温度达到220℃或试件背火面出现穿火的时间定义为耐火时间。
结果：涂料在容器中的状态经搅拌后均呈均匀细腻状态，无结块，在40℃下存放360天后无分层，耐冷热循环为35次。
制成后30天内涂刷，耐火时间为50min。制成后120天涂刷，耐火时间为70（abitsmaller）min。
实施例4：
耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料的生产方法：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为51μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
D颗粒：粒径为110nm的海泡石纳米粉；
E颗粒：粒径为200nm的伊利石粉；
F颗粒：粒径为45μm的伊利石粉；
按照重量分数，将54份颗粒A、31份颗粒B、1份颗粒C、0.8份颗粒D、0.5份颗粒E、3份颗粒F混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、9份三聚氰胺、5份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理21min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、6份纯丙AC261P乳液中，保持温度56℃，用搅拌器在160r/min的速度下搅拌20min，然后冷却到30℃，再加入0.6份1%wt的海藻糖水溶液，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌100min，制得防火涂料。
根据饰面型防火涂料GB12441-2005的规定，将制备好的防火涂料分别均匀涂刷在900mm×900mm×(5±0．2)mm、600mm×90mm×(5±0．2)mm的胶合板上，涂覆量为300g/m 2 ，室温干燥固化，得到防火性能的待测样板。
耐火时间的测定:参照GB12441-2005附录A，采用模拟大板燃烧法测试。把涂刷涂料的胶合板装在高温电炉简易装置上，胶合板表面的涂料由炉底电炉丝产生热量加热，炉底电炉丝到涂料表面距离大约为12cm，用保温棉隔热密封电炉四周，胶合板背面插上数字温度计。开启电炉观察饰面防火涂料膨胀时碳质结构层的变化和其耐火时间。以开始灼烧到胶合板背面温度达到220℃或试件背火面出现穿火的时间定义为耐火时间。
结果：涂料在容器中的状态经搅拌后均呈均匀细腻状态，无结块，在40℃下存放360天后无分层，耐冷热循环为40次。
制成后30天内涂刷，耐火时间为60min。制成后120天涂刷，耐火时间为50（abitsmaller）min。
实施例5：
本发明对比例均为示范性例举，事实上，组分的选择，从粒径的选择，加入量的具体配比，加温和搅拌的工艺的选择等多种因素都至关重要，稍有改变都难以达到本发明的效果。者更进一步充分证明了，本发明配方的独特性以及出人意料的技术效果。
对比例1
水性饰面型防火涂料的生产方法：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为38μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
按照重量分数，将52份颗粒A、36份颗粒B、1份颗粒C、混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、10份三聚氰胺、4份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理23min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、5份纯丙AC261P乳液中，保持温度58℃，用搅拌器在171r/min的速度下搅拌20min，然后冷却到30℃，再加入0.7份1%wt的海藻糖水溶液，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌100min，制得防火涂料。
根据饰面型防火涂料GB12441-2005的规定，将制备好的防火涂料分别均匀涂刷在900mm×900mm×(5±0．2)mm、600mm×90mm×(5±0．2)mm的胶合板上，涂覆量为300g/m 2 ，室温干燥固化，得到防火性能的待测样板。
耐火时间的测定:参照GB12441-2005附录A，采用模拟大板燃烧法测试。把涂刷涂料的胶合板装在高温电炉简易装置上，胶合板表面的涂料由炉底电炉丝产生热量加热，炉底电炉丝到涂料表面距离大约为12cm，用保温棉隔热密封电炉四周，胶合板背面插上数字温度计。开启电炉观察饰面防火涂料膨胀时碳质结构层的变化和其耐火时间。以开始灼烧到胶合板背面温度达到220℃或试件背火面出现穿火的时间定义为耐火时间。
结果：涂料在容器中的状态经搅拌后均呈均匀细腻状态，无结块，在40℃下存放80天开始有结块，耐冷热循环为12次。
制成后30天内涂刷，耐火时间为18min。制成后120天已结开始有结块，未做实验。
实施例6：
对比例2：
水性饰面型防火涂料的生产方法：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为49μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
D颗粒：粒径为130nm的海泡石纳米粉；
E颗粒：粒径为210nm的伊利石粉；
F颗粒：粒径为35μm的伊利石粉；
按照重量分数，将58份颗粒A、32份颗粒B、1份颗粒C、0.9份颗粒D、0.5份颗粒E、3份颗粒F混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、9份三聚氰胺、5份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、6份纯丙AC261P乳液中，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌120min，制得防火涂料。
根据饰面型防火涂料GB12441-2005的规定，将制备好的防火涂料分别均匀涂刷在900mm×900mm×(5±0．2)mm、600mm×90mm×(5±0．2)mm的胶合板上，涂覆量为300g/m 2 ，室温干燥固化，得到防火性能的待测样板。
耐火时间的测定:参照GB12441-2005附录A，采用模拟大板燃烧法测试。把涂刷涂料的胶合板装在高温电炉简易装置上，胶合板表面的涂料由炉底电炉丝产生热量加热，炉底电炉丝到涂料表面距离大约为12cm，用保温棉隔热密封电炉四周，胶合板背面插上数字温度计。开启电炉观察饰面防火涂料膨胀时碳质结构层的变化和其耐火时间。以开始灼烧到胶合板背面温度达到220℃或试件背火面出现穿火的时间定义为耐火时间。
结果：涂料在容器中的状态经搅拌后均呈均匀细腻状态，无结块，在40℃下存放80天开始有结块，耐冷热循环为18次。
制成后30天内涂刷，耐火时间为22min。制成后120天已结开始有结块，未做实验。
由此可见，本发明的耐火涂料，其耐存放能好，耐火时间长，并且相比于大多数钢结构防火涂料需要涂覆量500g/㎡以上，本发明的防火涂料只要300g/㎡以上涂覆量就可以达到理想的效果，这样就大大节约了成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料的生产方法：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为30-55μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
D颗粒：粒径为100-200nm的海泡石纳米粉；
E颗粒：粒径为150-230nm的伊利石粉；
F颗粒：粒径为30-50μm的伊利石粉；
按照重量分数，将50份-55份颗粒A、30份-38份颗粒B、1份颗粒C、0.8份-1份颗粒D、0.5份颗粒E、3份颗粒F混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、9-10份三聚氰胺、4-5份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理20-25min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、5-6份纯丙AC261P乳液中，保持温度55-58℃，用搅拌器在150-180r/min的速度下搅拌20min，然后冷却到30℃，再加入0.5-0.9份1%wt的海藻糖水溶液，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌100min，制得防火涂料。
2.权利要求1所述的耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料的生产方法，其特征在于：
（1）制备所需的固体颗粒：
A颗粒：粒度为51μm的可膨胀石墨微粉；
B颗粒：粒度为10μm的绢云母；
C颗粒：粒度为10μm的硫酸钡微粉；
D颗粒：粒径为110nm的海泡石纳米粉；
E颗粒：粒径为200nm的伊利石粉；
F颗粒：粒径为45μm的伊利石粉；
按照重量分数，将54份颗粒A、31份颗粒B、1份颗粒C、0.8份颗粒D、0.5份颗粒E、3份颗粒F混合配料成为固体混合料；
（2）制备防火涂料：
按重量份数计，将8份固体混合料，15份聚磷酸铵、9份三聚氰胺、5份季戊四醇混合，在研钵中充分研磨，100℃热处理21min，然后加入到25份纯水、25氯偏乳液、6份纯丙AC261P乳液中，保持温度56℃，用搅拌器在160r/min的速度下搅拌20min，然后冷却到30℃，再加入0.6份1%wt的海藻糖水溶液，将搅拌器的转速调到1000r/min搅拌100min，制得防火涂料。
3.权利要求1～2所述的生产方法生产得到的水性饰面型防火涂料。
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| CN201510679505.XA CN105238167A (zh) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | 一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料 |
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| CN201510679505.XA CN105238167A (zh) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | 一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN105238167A true CN105238167A (zh) | 2016-01-13 |
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| CN201510679505.XA Pending CN105238167A (zh) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | 一种耐存放高耐火的水性饰面型防火涂料 |
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| 赵晨阳等: "《化工产品手册 精细无机化工产品》", 31 July 2008, 化学工业出版社 * |
| 黄日波: "《海藻糖 21世纪的新型糖类》", 30 April 2010, 化学工业出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019520467A (ja) * | 2016-04-16 | 2019-07-18 | モビチェム エス．アール．オー． | 建造物用の耐火含浸物質の製造方法、耐火含浸物質およびその使用 |
| CN105860688A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-08-17 | 山东世安化工有限公司 | 饰面型防火涂料 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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