CN109456628A - 一种耐高温防火无机涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温防火无机涂料及其制备方法，属于无机涂料技术领域。该耐高温防火无机涂料主要成分如下：平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂150~300份，强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥130~260份，平均粒径5~30μm的掺合料100~200份，高性能外加剂5~10份，水胶比0.2~0.4，可再分散性乳胶粉6~18份，消泡剂2~5份，分散剂2~4份。本发明技术方案制备的耐高温防火无机涂料具有制作简单、耐高温性能好、耐久性能好、成膜性能好、附着力强等特点，显著提高混凝土结构的耐高温防火性能，提高混凝土结构的使用寿命，适合绿色环保耐高温防火无机涂料的发展与应用。
Description
技术领域
本专利涉及混凝土建筑工程耐高温防火技术领域，更具体地，涉及一种耐高温防火无机涂料及其制备方法。
背景技术
随着经济的飞速发展，日常生产和生活中的用火、用电明显增多，引发火灾事故的因素也相应骤增。火灾事故特别是重特大火灾事故，给社会造成了巨大财产损失和人员伤亡。特大火灾和厂房倒塌事故造成大量人员伤亡，厂房为现浇普通钢筋混凝土框架结构，大火长时间持续燃烧、使建筑结构严重受损。究其原因，耐火等级较低是建筑物在火灾中发生倒塌主要原因之一。
可以说，如何经济有效地解决建筑物耐高温和耐火等级问题，具有重大的现实意义。随着新材料、新工艺、新技术在建筑领域中的广泛应用，建筑构件的材料组成种类增多，性能指标提高，但是混凝土以其优越的性能和低廉的价格依然成为基础设施的首选材料。提高混凝土耐高温和耐火性能是降低火灾事故中财产损失和人员伤亡的主要途径。
中国专利申请号为201510078137.3的专利公开了一种改良型威尼斯灰泥，可代替传统涂料和瓷砖，应用于建筑物的内墙装饰，但是其具有以下不足：（1）其成分中添加硫铝酸盐水泥，凝结时间过短，不易于施工；（2）“将上述原料搅拌均匀后，以质量比为原料：水=2:1兑水混合”，水胶比大，强度低、耐久性差，容易脱落；（3）砂胶比小，成本较高；（4）其成分中添加增稠剂，流动性较差，不能实现喷涂或用辊筒涂刷；（5）应用方法繁琐，需要涂刷界面剂和罩面剂，不能直接涂刷在混凝土表面。
针对以上现状，可以开发一种耐高温防火无机涂料，将耐高温防火涂料涂覆在混凝土工程的混凝土表面，进一步提高混凝土工程的耐高温防火性能，降低火灾事故中人们的财产损失和人员伤亡。
发明内容
本发明的目的在于解决建筑工程耐高温防火性能差的问题，提供一种耐高温防火性能好、附着力高、耐久性能好、制作成本低廉的耐高温防火无机涂料。
为了解决上述存在的技术问题，本专利采用下述技术方案：
一种耐高温防火无机涂料，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂150~300份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥130~260份；
平均粒径5~30μm的掺合料100~200份；
高性能外加剂5~10份；
水胶比0.2~0.4；
可再分散性乳胶粉6~18份；
消泡剂2~5份；
分散剂2~4份。
掺合料在耐高温防火无机涂料中具有填充效应、火山灰效应，添加上述配比的掺合料，提高耐高温防火无机涂料的密实度，提高耐高温防火无机涂料的耐久性能。添加上述配比的可再分散性乳胶粉，增强耐高温防火无机涂料与水泥基材料的粘结强度，增强耐高温防火无机涂料的柔性和可变性。所述的超细铝矾土砂为耐高温材料，在本发明中一方面起骨架支撑作用，另一方面提高耐高温防火无机涂料的耐高温性能。所述可再分散性乳胶在本发明中起提高附着力作用。所述消泡剂在本发明中起消灭大气泡作用，提高涂料密实和涂料表面平整度。
该耐高温防火无机涂料涂覆在混凝土结构上，提高混凝土结构的耐高温防火性能，并且附着力强、耐久性好。
优选地，所述耐高温防火无机涂料，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂185~265份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥160~230份；
平均粒径5~30μm的掺合料125~175份；
高性能外加剂6~9份；
水胶比0.25~0.35；
可再分散性乳胶粉9~15份；
消泡剂3~4份；
分散剂2.5~3.5份。
更优选地，所述耐高温防火无机涂料，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂225份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥195份；
平均粒径5~30μm的掺合料150份；
高性能外加剂7.5份；
水胶比0.3；
可再分散性乳胶粉12份；
消泡剂3.5份；
分散剂3份。
所述掺合料为硅灰、矿粉、粉煤灰、陶瓷抛光粉、钢渣粉中的一种或多种组成。优选地，所述掺合料包括如下重量百分比原料：硅灰0~100%、矿粉0~80%、粉煤灰0~60%、陶瓷抛光粉0~100%、钢渣粉0~50%。
所述的高性能外加剂为聚羧酸减水剂，在本发明中使胶凝材料颗粒分散均匀，改善和易性，减少用水量，从而提高耐高温防水无机涂料的致密度和硬度。
所述分散剂为三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠的一种或多种组合，在本发明中提高材料的分散均匀性、防止任意材料组分沉底、提高耐高温防火无机材料性能的均匀性。
本发明还提供上述耐高温防火无机涂料的制备方法，按照以下步骤制得：
S1按照耐高温防火无机涂料的配合比计算各原材料用量，将消泡剂加入水中搅拌均匀，得到消泡剂水溶液；
S2将全部骨料和40%重量的消泡剂水溶液预先搅拌1~2分钟；
S3将全部水泥、掺合料、乳胶粉、分散剂加入到S2步骤所得预湿的骨料中，搅拌1~2分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60%消泡剂水溶液，充分搅拌2~3分钟，得到耐高温防火无机涂料；
S4处理普通混凝土表面，确保普通混凝土表面无油污及其它松散物，并用清水润湿普通混凝土至饱和，且表面无明水；
S5将S3制得的耐高温防水无机涂料涂用辊筒或刷子涂覆到S4步骤处理过的普通混凝土表面，涂刷2~3遍，每层涂刷需等上一层干燥后进行，每层的涂刷方向与上一层垂直，涂层总厚度为0.2~1.5mm。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
（1）本发明技术方案涉及的耐高温防火无机涂料可提高混凝土工程的耐高温防火性能，降低火灾事故中财产损失和人员伤亡。。
（2）本发明技术方案涉及的耐高温防火无机涂料具有耐高温防火性能好、附着力强、耐久性好等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本专利做进一步详细说明。
实施例1
一种耐高温防火无机涂料，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂150份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥130份；
平均粒径5~30μm的掺合料100份；
高性能外加剂5份；
水胶比0.2；
可再分散性乳胶粉6份；
消泡剂2份；
分散剂2份。
上述耐高温防火无机涂料的制备方法，按照以下步骤制得：
S1按照耐高温防火无机涂料的配合比计算各原材料用量，将消泡剂加入水中搅拌均匀，得到消泡剂水溶液；
S2将全部骨料和40%重量的消泡剂水溶液预先搅拌1~2分钟；
S3将全部水泥、掺合料、乳胶粉、分散剂加入到S2步骤所得预湿的骨料中，搅拌1~2分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60%消泡剂水溶液，充分搅拌2~3分钟，得到耐高温防火无机涂料；
S4处理普通混凝土表面，确保普通混凝土表面无油污及其它松散物，并用清水润湿普通混凝土至饱和，且表面无明水；
S5将S3制得的耐高温防水无机涂料涂用辊筒或刷子涂覆到S4步骤处理过的普通混凝土表面，涂刷2~3遍，每层涂刷需等上一层干燥后进行，每层的涂刷方向与上一层垂直，涂层总厚度为0.2~1.5mm。
实施例2
除耐高温防火无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.
一种耐高温防火无机涂料，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂300份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥260份；
平均粒径5~30μm的掺合料200份；
高性能外加剂10份；
水胶比0.4；
可再分散性乳胶粉18份；
消泡剂5份；
分散剂4份。
实施例3
除耐高温防火无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.
一种耐高温防火无机涂料，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂185份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥160份；
平均粒径5~30μm的掺合料125份；
高性能外加剂6份；
水胶比0.25；
可再分散性乳胶粉9份；
消泡剂3份；
分散剂2.5份。
实施例4
除耐高温防火无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.
一种耐高温防火无机涂料，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂265份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥230份；
平均粒径5~30μm的掺合料175份；
高性能外加剂9份；
水胶比0.35；
可再分散性乳胶粉15份；
消泡剂4份；
分散剂3.5份。
实施例5
除耐高温防火无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.
一种耐高温防火无机涂料，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂225份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥195份；
平均粒径5~30μm的掺合料150份；
高性能外加剂7.5份；
水胶比0.3；
可再分散性乳胶粉12份；
消泡剂3.5份；
分散剂3份。
对比例1
除了超细铝矾土砂60份外，其他条件同实施例1。
对比例2
除了可再分散性乳胶粉3份外，其他条件同实施例1。
对比例3
除了铝酸盐水泥100份外，其他条件同实施例1。
对比例4
除了掺合料300份外，其他条件同实施例1。
对比例5
除了水胶比0.6外，其他条件同实施例1。
对比例6
未涂覆耐高温防火无机涂料的普通混凝土。
对实施案例1~5、对比案例1~6所述的耐高温防火无机涂料涂覆到清洁并润湿过的普通混凝土表面制备标准试件标准养护28天，对涂覆了耐高温防火无机涂料的普通混凝土试件进行粘结性能、耐高温防火性能、耐久性能测试，实验数据见表1：
表1 耐高温防火无机涂料检测数据
| 项目 | 耐火极限 | 粘结性能 | 耐久性能 |
| 实施案例1 | 耐火极限≥60min | 良好 | 良好 |
| 实施案例2 | 耐火极限≥70min | 良好 | 良好 |
| 实施案例3 | 耐火极限≥90min | 良好 | 良好 |
| 实施案例4 | 耐火极限≥100min | 良好 | 良好 |
| 实施案例5 | 耐火极限≥120min | 良好 | 良好 |
| 对比案例1 | 耐火极限＜30min | 较好 | 较差 |
| 对比案例2 | 耐火极限＜30min | 差 | 较差 |
| 对比案例3 | 耐火极限＜30min | 较差 | 较差 |
| 对比案例4 | 耐火极限＜30min | 较差 | 较差 |
| 对比案例5 | 耐火极限＜20min | 较差 | 较差 |
| 对比案例6 | 耐火极限＜10min | —— | 差 |
从表1来看，对比例1超细铝矾土砂60份，与实施例1对比，耐火极限和耐久性能均下降较多，粘结性能下降较少；对比例2可再分散性乳胶3份，与实施例1对比，耐火极限、粘结性能和耐久性能均下降较多；对比例3铝酸盐水泥100份，与实施例1对比，耐火极限、粘结性能和耐久性能均下降较多；对比例4掺合料300份，与实施例1对比，耐火极限、粘结性能及耐久性能均下降较少；对比例5水胶比0.6，与实施例1对比，耐火极限粘结性能和耐久性能均下降较多；对比例6未涂覆耐高温防水无机涂料的普通混凝土，与实施例1对比，耐火极限和耐久性能均下降较多。通过大量试验，在本发明所选取的超细铝矾土砂、可再分散性乳胶粉、铝酸盐水泥、掺合料、水胶比为最优；本发明的耐高温防火无机涂料能显著提高普通混凝土的耐高温防火性能和耐久性能。
显然，本专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利所作的举例，而并非是对本专利的实施方式的限定。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。凡在本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种耐高温防火无机涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂150~300份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥130~260份；
平均粒径5~30μm的掺合料100~200份；
高性能外加剂5~10份；
水胶比0.2~0.4；
可再分散性乳胶粉6~18份；
消泡剂2~5份；
分散剂2~4份。
2.根据权利要求1所述的耐高温防火无机涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂185~265份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥160~230份；
平均粒径5~30μm的掺合料125~175份；
高性能外加剂6~9份；
水胶比0.25~0.35；
可再分散性乳胶粉9~15份；
消泡剂3~4份；
分散剂2.5~3.5份。
3.根据权利要求1所述的耐高温防火无机涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细铝矾土砂225份；
强度不低于32.5MPa的铝酸盐水泥195份；
平均粒径5~30μm的掺合料150份；
高性能外加剂7.5份；
水胶比0.3；
可再分散性乳胶粉12份；
消泡剂3.5份；
分散剂3份。
4.根据权利要求1~3任一项所述的耐高温防火无机涂料，其特征在于所述掺合料为硅灰、矿粉、粉煤灰、陶瓷抛光粉、钢渣粉中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的耐高温防火无机涂料，其特征在于所述掺合料包括如下重量百分比原料：硅灰0~100%、矿粉0~80%、粉煤灰0~60%、陶瓷抛光粉0~100%、钢渣粉0~50%。
6.根据权利要求4所述的耐高温防水无机涂料，其特征在于所述高性能外加剂为聚羧酸减水剂。
7.根据权利要求4所述的耐高温防火无机涂料，其特征在于所述分散剂为三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠的一种或多种。
8.一种制备如权利要求1~7所述耐高温防火无机涂料的方法，其特征在于，按照以下步骤制得：
S1按照耐高温防火无机涂料的配合比计算各原材料用量，将消泡剂加入水中搅拌均匀，得到消泡剂水溶液；
S2将全部骨料和40%重量的消泡剂水溶液预先搅拌1~2分钟；
S3将全部水泥、掺合料、乳胶粉、分散剂加入到S2步骤所得预湿的骨料中，搅拌1~2分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60%消泡剂水溶液，充分搅拌2~3分钟，得到耐高温防火无机涂料；
S4处理普通混凝土表面，确保普通混凝土表面无油污及其它松散物，并用清水润湿普通混凝土至饱和，且表面无明水；
S5将S3制得的耐高温防水无机涂料涂用辊筒或刷子涂覆到S4步骤处理过的普通混凝土表面，涂刷2~3遍，每层涂刷需等上一层干燥后进行，每层的涂刷方向与上一层垂直，涂层总厚度为0.2~1.5mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190312 |