CN108546438A - 一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料及其制备方法和应用。所述防火涂料由35‑55重量份阻燃体系、40‑50重量份成膜体系、5‑15重量份阻燃协效体系和适量的水组成。本发明所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，创造性的采用二乙基次膦酸铝作为多聚磷酸铵膨胀型阻燃体系中的重要组分，使所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料的燃烧炭层质量更好，耐火性能优异、耐久性和耐候性大大提升，而且本发明所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料VOC含量很低，在生产和涂装过程以及使用过程中基本不会对人员产生危害、对环境产生污染。

Description

一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料及其制 备方法和应用
技术领域
本发明属于钢结构防火涂料技术领域，具体涉及一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料及其制备方法和应用。
背景技术
钢结构与传统的木结构、砖石结构和钢筋混凝土结构相比，具有机械强度高、承载能力强、自重轻，安装方便，施工周期短，抗震性能优良等优点，在建筑工程中发挥着独特且日益重要的作用。由于钢材自身不燃烧，所以人们对钢结构的防火隔热问题一直重视不够。实际上，钢材的机械强度随着温度的升高快速下降，在达到建筑钢材的临界温度540℃时，其承载能力会急剧下降导致建筑物坍塌，而钢材易导热的特性使得其达到临界温度需要几分钟，因此，耐火性不好是钢结构建筑的一个致命缺点。
在钢结构表面施涂一层防火涂料形成耐火隔热保护层是实现钢结构防火的最可靠、最经济、最实用的方法。在各类钢结构防火涂料中，以溶剂型的超薄型钢结构防火涂料的性能最好、用量最大，但在生产、施工中存在污染环境、危害人体健康等显著不足，而现有的众多水性钢结构防火涂料中均采用由聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇组成的膨胀型阻燃体系作为主要的阻燃剂，但是该膨胀型阻燃体系发烟量较大，而且聚磷酸铵结构中的P‐O结构和铵盐基团的吸潮特性直接影响防火涂料的耐久性和耐候性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有水性钢结构防火涂料的耐久性差和耐候性差等的诸多不足，提供一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料及其制备方法和应用。
本发明技术方案如下。
一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，所述涂料由35-55重量份阻燃体系、40-50重量份成膜体系、5-15重量份阻燃协效体系和水组成。
本发明创造性的采用二乙基次膦酸铝作为多聚磷酸铵膨胀型阻燃体系中的重要组分。
进一步地，所述阻燃体系由以下重量份的原料组成：多聚磷酸铵 7-28重量份，二乙基次膦酸铝7-28重量份，季戊四醇4-10重量份和三聚氰胺6-10重量份。
进一步地，所述成膜体系由以下重量份的原料组成：聚合物乳液 35-45份、分散剂0.1‐3份、消泡剂0.1‐3份、成膜助剂0.1‐3份和增稠剂0.1‐3份；所述分散剂选自：磷酸盐类分散剂、聚丙烯酸盐类分散剂中的一种以上；所述消泡剂选自：有机硅烷类消泡剂中的一种；所述成膜助剂包括：醋酸乙氧基乙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、异丙醇、三乙二醇单丁醚等中的一种或一种以上；所述增稠剂选自：羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、淀粉、聚乙烯醇、聚乙烯基甲醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
进一步地，所述聚合物乳液选自：纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液中的一种。
进一步地，所述阻燃协效体系选自：二氧化硅、二氧化钛、高岭土、蒙脱土、有机蒙脱土、埃洛石空心玻璃微珠、膨胀蛭石中的一种以上。
进一步地，所述水的添加量满足：使所述防火涂料的固含量维持在50～70％所需补加的水的重量。
一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料的制备方法，先将阻燃体系、阻燃协效体系在球磨机中研磨均匀后过150目筛，然后加入成膜体系，并加入水，高速搅拌分散均匀后即得到固含量 50～70％的本发明所述的基于二乙基次膦酸铝的水性钢结构防火涂料。
本发明一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料应用于钢结构防火。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明所述的一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料的阻燃体系中，创新性的采用二乙基次膦酸铝作为多聚磷酸铵膨胀型阻燃体系中的重要组分，使所述的防火涂料的燃烧炭层质量更好，耐火性能优异，耐久性和耐候性大大提升，而且本发明所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料的VOC含量很低，在生产和涂装过程以及使用过程中基本不会对人员产生危害、对环境产生污染。因此，本发明制备的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料具备在钢结构防火中的用途。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的描述，但具体实施例并非是对本发明做任何限制。
实施例1
基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，其组成和重量百分数如下:
①阻燃体系 55份
其中：
②成膜体系 40份
其中：
③阻燃协效体系 5份
二氧化钛 5份
④水 60份
先将55重量份的阻燃体系和5重量份的阻燃协效体系在球磨机中研磨均匀后过150目的筛，然后加入到40重量份的成膜体系中，并加入60重量份的水，高速搅拌分散均匀后即得到固含量为50％的本发明所述的基于二乙基次膦酸铝的水性钢结构防火涂料。
将上述制备的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料按GB14907‐2002《钢结构防火涂料性能测试》进行防火性能测试，测试结果为炭层膨胀倍率15，耐火时间90分钟。
实施例2
基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，其组成和重量百分数如下:
①阻燃体系 45份
②成膜体系 45份
③阻燃协效体系 10份
其中：埃洛石 7份
二氧化钛 3份
④水 30份
先将45重量份的阻燃体系和10重量份的阻燃协效体系在球磨机中研磨均匀后过150目的筛，然后加入到45重量份的成膜体系中，并加入30重量份的水，高速搅拌分散均匀后即得到固含量为60％的本发明所述的基于二乙基次膦酸铝的水性钢结构防火涂料。
将上述制备的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料按GB14907‐2002《钢结构防火涂料性能测试》进行防火性能测试，测试结果为炭层膨胀倍率12，耐火时间98分钟。
实施例3
基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，其组成和重量百分数如下:
①阻燃体系 35份
②成膜体系 50份
③阻燃协效体系 15份
其中：二氧化硅 3份
二氧化钛 3份
高岭土 9份
④水 8份
先将35重量份的阻燃体系和15重量份的阻燃协效体系在球磨机中研磨均匀后过150目的筛，然后加入到50重量份的成膜体系中，并加入8重量份的水，高速搅拌分散均匀后即得到固含量为70％的本发明所述的基于二乙基次膦酸铝的水性钢结构防火涂料。
将上述制备的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料按GB14907‐2002《钢结构防火涂料性能测试》进行防火性能测试，测试结果为炭层膨胀倍率13，耐火时间110分钟。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，所述涂料由35-55重量份阻燃体系、40-50重量份成膜体系、5-15重量份阻燃协效体系和水组成。
2.根据权利要求1所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，其特征在于，所述阻燃体系由以下重量份的原料组成：多聚磷酸铵7-28重量份，二乙基次膦酸铝7-28重量份，季戊四醇4-10重量份和三聚氰胺6-10重量份。
3.根据权利要求1所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，其特征在于，所述成膜体系由以下重量份的原料组成：聚合物乳液35-45份、分散剂0.1-3份、消泡剂0.1-3份、成膜助剂0.1-3份和增稠剂0.1-3份；所述分散剂选自：磷酸盐类分散剂、聚丙烯酸盐类分散剂中的一种以上；所述消泡剂选自：有机硅烷类消泡剂中的一种；所述成膜助剂包括：醋酸乙氧基乙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、异丙醇、三乙二醇单丁醚等中的一种或一种以上；所述增稠剂选自：羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、淀粉、聚乙烯醇、聚乙烯基甲醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
4.根据权利要求3所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，其特征在于，所述聚合物乳液选自：纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液中的一种。
5.根据权利要求1所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，其特征在于，所述阻燃协效体系选自：二氧化硅、二氧化钛、高岭土、蒙脱土、有机蒙脱土、埃洛石空心玻璃微珠、膨胀蛭石中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料，其特征在于，所述水的添加量满足：使所述防火涂料的固含量维持在50~70%所需补加的水的重量。
7.权利要求1-6任一项所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料的制备方法，其特征在于，先将阻燃体系、阻燃协效体系在球磨机中研磨均匀后过150目筛，然后加入成膜体系，并加入水，高速搅拌分散均匀后即得到固含量50~70%的本发明所述的基于二乙基次膦酸铝的水性钢结构防火涂料。
8.权利要求1-6任一项所述的基于二乙基次膦酸铝的水性超薄钢结构防火涂料应用于钢结构的防火。
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