CN114015261A - 一种无机耐水零voc陶瓷化膨胀防火涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种无机耐水零voc陶瓷化膨胀防火涂料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无机耐水零VOC陶瓷化膨胀的防火涂料，以重量份数计，所述防火涂料包括如下组分：20份～30份的硅酸钾、10份～20份的硅酸锂、3份～6份的甲基硅酸钠、6份～10份的陶瓷前驱体、8份～15份的阻燃剂、2份～3份的硅酸镁锂、0.5份～1.5份的分散剂、0.3份～0.5份的消泡剂与20份～30份的水。所述防火涂料的防火性能与耐水性能均较好，并且可不添加有机物，从而不产生挥发性有机化合物。

Description

一种无机耐水零VOC陶瓷化膨胀防火涂料及其制备方法与 应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种无机耐水零VOC陶瓷化膨胀防火涂料及其制备方法与应用。
背景技术
随着经济的高速发展，钢结构已被广泛应用于大跨度结构，如体育馆、展览馆；超高层建筑，如摩天大楼、电视塔；普通住宅及办公楼。相对于混凝土建筑，钢结构在材料性能、经济效益、环境保护上具有明显的优势。然而钢结构的防火性能较差，理论上，钢结构在全负荷下无法保持静态平衡的临界温度是528℃，而建筑物一旦发生火灾，10分钟内火场温度就可达到700℃以上，也就是说，裸露的钢结构在火灾发生的10分钟内即达到临界温度，产生塑性形变而失去承重能力，进而引起钢结构建筑的迅速坍塌。因此，采取有效措施延缓钢结构在火灾中的升温，延长其到达临界温度的时间，是非常重要的。在诸多的钢结构防火保护措施中，在钢结构上涂覆防火涂料具有施工简便、重量轻、不受基材形状和部位的限制等优点，被认为是最理想、最经济的方法。
防火涂料，又称为阻燃涂料，是一类施用于基材以改变其表面燃烧特性，延迟火焰向基材传递，提高材料耐火性能，延缓甚至阻止火焰传播的功能涂料的总称。
传统的水性防火涂料多以无机物与有机物复配而成，如采用无机的硅酸钠或硅酸钾复配有机的水性丙烯酸或苯丙乳液，由于体系中存在有机成分，会产生挥发性有机化合物，从而对自然环境与人体健康造成不利影响。
还有传统的防火涂料采用了纯无机成分，虽然不会产生挥发性有机化合物，但是耐水性差，并且将其应用在薄型钢结构上，燃烧膨胀倍率小，热传导能很快便传热至金属基材上，随着燃烧时间的增加，金属的强度大大降低从而使之坍塌。
发明内容
基于此，本发明提供了一种无机耐水零VOC陶瓷化膨胀的防火涂料，所述防火涂料的防火性能与耐水性能均较好，并且可不添加有机物，从而不产生挥发性有机化合物。
本发明通过如下技术方案实现。
一种无机耐水零VOC陶瓷化膨胀的防火涂料，以重量份数计，所述防火涂料包括如下原料：20份～30份的硅酸钾、10份～20份的硅酸锂、3份～6份的甲基硅酸钠、6份～10份的陶瓷前驱体、8份～15份的阻燃剂、2份～3份的硅酸镁锂、0.5份～1.5份的分散剂、0.3份～0.5份的消泡剂与20份～30份的水。
在其中一个实施例中，所述硅酸钾的模数为3～4；
所述硅酸钾为液体硅酸钾；所述液体硅酸钾的固含量为30％～50％。
在其中一个实施例中，所述硅酸锂的模数为4～6；
所述硅酸锂为液体硅酸锂；所述液体硅酸锂的固含量为20％～45％。
在其中一个实施例中，所述甲基硅酸钠的固含量为25％～35％；所述甲基硅酸钠的倍半硅氧烷含量为12％～18％。
在其中一个实施例中，所述陶瓷前驱体的组分包括B2O3、Al2O3、MgO与SiO2。
在其中一个实施例中，所述陶瓷前驱体中，B2O3、Al2O3、MgO与SiO2的质量比为1:(1.8～2.2):(2.3～2.7):(2.8～3)。
在其中一个实施例中，所述阻燃剂包括氢氧化镁与膨胀微球中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述分散剂包括聚丙烯酸铵与烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
在其中一个实施例中，所述硅酸镁锂的比表面积为100m2/g～400m2/g。
本发明还提供一种如上所述的防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
将所述分散剂、所述消泡剂与水第一次混合；
将第一次混合后的物料、所述陶瓷前驱体与所述阻燃剂第二次混合；
将第二次混合后的物料、所述硅酸钾、所述硅酸锂、所述甲基硅酸钠与水第三次混合；
将第三次混合后的物料与所述硅酸镁锂第四次混合。
本发明还提供如上所述的防火涂料在建筑材料中的应用。
与现有技术相比较，本发明的无机耐水零VOC陶瓷化膨胀的防火涂料具有如下有益效果：
本发明所述的防火涂料将硅酸钾、硅酸锂、甲基硅酸钠、陶瓷前驱体、阻燃剂、硅酸镁锂、分散剂、消泡剂与水以一定比例配伍，协同增效，提高防火涂料的耐水性，并且所获得防火涂料的燃烧膨胀率较高，防火性佳。同时，本发明所述的防火涂料可不添加有机溶剂，避免挥发性有机化合物的产生，绿色环保。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种无机耐水零VOC陶瓷化膨胀的防火涂料，以重量份数计，防火涂料包括如下原料：20份～30份的硅酸钾、10份～20份的硅酸锂、3份～6份的甲基硅酸钠、6份～10份的陶瓷前驱体、8份～15份的阻燃剂、2份～3份的硅酸镁锂、0.5份～1.5份的分散剂、0.3份～0.5份的消泡剂与20份～30份的水。
在一个具体的示例中，以重量份数计，防火涂料包括如下原料：27份的硅酸钾、15份的硅酸锂、5份的甲基硅酸钠、10份的陶瓷前驱体、10份的阻燃剂、2份的硅酸镁锂、1份的分散剂、0.3份的消泡剂与30份的水。
在一个具体的示例中，以重量份数计，防火涂料包括如下原料：30份的硅酸钾、10份的硅酸锂、3份的甲基硅酸钠、8份的陶瓷前驱体、15份的阻燃剂、2份的硅酸镁锂、1.5份的分散剂、0.5份的消泡剂与30份的水。
在一个具体的示例中，以重量份数计，防火涂料包括如下原料：26份的硅酸钾、20份的硅酸锂、6份的甲基硅酸钠、6份的陶瓷前驱体、8份的阻燃剂、3份的硅酸镁锂、0.5份的分散剂、0.4份的消泡剂与30份的水。
在一个具体的示例中，硅酸钾的模数为3～4。可以理解地，在本发明中，硅酸钾的模数包括但不限于3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0。
在本发明中，模数指的是SiO2与K2O摩尔数的比值。
在一个具体的示例中，硅酸钾为液体硅酸钾；液体硅酸钾的固含量为30％～50％。可以理解地，在本发明中，液体硅酸钾的固含量包括但不限于30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％。
可以理解地，在本发明中，固含量指的是液体在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。
在一个具体的示例中，硅酸锂的模数为4～6。可以理解地，在本发明中，硅酸锂的模数包括但不限于4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0。
在一个具体的示例中，硅酸锂为液体硅酸锂；液体硅酸锂的固含量为20％～45％。可以理解地，在本发明中，液体硅酸锂的固含量包括但不限于20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％。
在一个具体的示例中，甲基硅酸钠的固含量为25％～35％。可以理解地，在本发明中，甲基硅酸钠的固含量包括但不限于25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％。
在一个具体的示例中，甲基硅酸钠的倍半硅氧烷含量为12％～18％。可以理解地，甲基硅酸钠的倍半硅氧烷含量包括但不限于12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％。
在一个具体的示例中，陶瓷前驱体的组分包括B2O3、Al2O3、MgO与SiO2。
在一个具体的示例中，陶瓷前驱体中，B2O3、Al2O3、MgO与SiO2的质量比为1:(1.8～2.2):(2.3～2.7):(2.8～3)。
优选地，陶瓷前驱体中，B2O3、Al2O3、MgO与SiO2的质量比为12：24：30：34。
更为具体地，陶瓷前驱体为高硼玻璃粉、高岭土、堇青石粉经高温预处理的产物。
在一个具体的示例中，陶瓷前驱体的熔点为550℃～750℃。防火涂料在燃烧过程中，火焰温度600℃～800℃，刚好可使陶瓷前驱体熔融，在膨胀微球的表面形成致密的陶瓷体，从而起到良好的阻燃隔热效果
在一个具体的示例中，阻燃剂包括氢氧化镁与膨胀微球中的至少一种。
优选地，阻燃剂包括氢氧化镁与膨胀微球的混合物。
更具体地，氢氧化镁与膨胀微球的质量比为(6～8):1。可以理解地，在本发明中，氢氧化镁与膨胀微球的质量比包括但不限于6:1、6.2:1、6.4:1、6.6:1、6.8:1、7:1、7.2:1、7.4:1、7.6:1、7.8:1、8:1。
进一步地，氢氧化镁的粒径为1μm～3μm，表面经偶联处理。膨胀微球为具有核-壳结构的球状物，它的直径为10μm～30μm。壳体的厚度在2μm～15μm，壳体有良好的弹性并可承受较大压力，在加热膨胀之后发泡剂自身并不破裂，同时保持自身的良好性能。
在一个具体的示例中，分散剂包括聚丙烯酸铵与烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
优选地，分散剂包括聚丙烯酸铵与烷基酚聚氧乙烯醚的混合物。
更具体地，聚丙烯酸铵与烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为1:1。
在一个具体的示例中，消泡剂为有机硅消泡剂。更具体地，有机硅消泡剂为有机改性硅氧烷。更为具体地，消泡剂为赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷。
在一个具体的示例中，硅酸镁锂的比表面积为100m2/g～400m2/g。可以理解地，在本发明中，硅酸镁锂的比表面积包括但不限于100m2/g、120m2/g、140m2/g、160m2/g、180m2/g、200m2/g、220m2/g、240m2/g、260m2/g、280m2/g、300m2/g、310m2/g、320m2/g、330m2/g、340m2/g、350m2/g、360m2/g、361m2/g、362m2/g、363m2/g、364m2/g、365m2/g、366m2/g、367m2/g、368m2/g、369m2/g、370m2/g、371m2/g、372m2/g、373m2/g、374m2/g、375m2/g、376m2/g、377m2/g、378m2/g、379m2/g、380m2/g、390m2/g、400m2/g。
更为具体地，硅酸镁锂选自毕克的Laponite S482。
本发明还提供一种上述防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
将分散剂、消泡剂与水第一次混合；
将第一次混合后的物料、陶瓷前驱体与阻燃剂第二次混合；
将第二次混合后的物料、硅酸钾、硅酸锂、甲基硅酸钠与水第三次混合；
将第三次混合后的物料与硅酸镁锂第四次混合。
在一个具体的示例中，第一次混合的时间为8min～12min。
在一个具体的示例中，第二次混合的时间为25min～35min。
在一个具体的示例中，第三次混合的时间为15min～25min。
在一个具体的示例中，第四次混合的时间为8min～12min。
在一个更为具体的示例中，上述防火涂料的制备方法包括如下步骤：
以重量份数计，在容器中加入10份～25份的水，以800转/分的转速搅拌下加入0.5份～1.5份的分散剂、0.3份～0.5份的消泡剂；10min后，加入6份～10份的陶瓷前驱体、8份～15份的阻燃剂，在1200转/分的转速下搅拌30min；然后在体系中添加20份～30份的硅酸钾、10份～20份的硅酸锂、3份～6份的甲基硅酸钠、5份～20份的水后以800转/分搅拌20min，最后加入2份～3份的硅酸镁锂，继续搅拌10min。
本发明还提供上述无机耐水零VOC陶瓷化膨胀的防火涂料在建筑材料中的应用。
以下结合具体实施例对本发明的无机耐水零VOC陶瓷化膨胀的防火涂料及其制备方法做进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料，如无特别说明，均为市售产品。
实施例1
本实施例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入20kg水，以800转/分转速搅拌下加入1kg分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.5kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.3kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：24：30：34的混合物)10kg，阻燃剂10kg(其中，可膨胀微球为1.25kg，氢氧化镁为8.75kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：35％，模数：3.5)27kg，液体硅酸锂(固含量：30％，模数：6)15kg，甲基硅酸钠(固含量：30％，倍半硅氧烷含量：12％)5kg，水10kg后以800转/分搅拌20min，最后加入2kg的硅酸镁锂(比表面积：300m2/g)，继续搅拌10min后即可。
实施例2
本实施例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入25kg水，以800转/分转速搅拌下加入分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.75kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.5kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：24：30：34的混合物)8kg，阻燃剂15kg(其中，可膨胀微球为2kg，氢氧化镁为13kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：50％，模数：3.5)30kg，液体硅酸锂(固含量：45％，模数：5)10kg，甲基硅酸钠(固含量：35％，倍半硅氧烷含量：18％)3kg，水5kg后以800转/分搅拌20min，最后加入2kg的硅酸镁锂(比表面积：400m2/g)，继续搅拌10min后即可。
实施例3
本实施例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入15kg水，以800转/分转速搅拌下加入分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.25kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.4kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：24：30：34的混合物)6kg，阻燃剂8kg(其中，可膨胀微球为kg，氢氧化镁为7kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：30％，模数：4)26kg，液体硅酸锂(固含量：45％，模数：4)20kg，甲基硅酸钠(固含量：30％，倍半硅氧烷含量：18％)6kg，水15kg后以800转/分搅拌20min，最后加入3kg的硅酸镁锂(比表面积：100m2/g)，继续搅拌10min后即可。
实施例4
本实施例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入20kg水，以800转/分转速搅拌下加入1kg分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.5kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.3kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：24：30：34的混合物)10kg，阻燃剂10kg(其中，可膨胀微球为1.25kg，氢氧化镁为8.75kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：30％，模数：3)27kg，液体硅酸锂(固含量：30％，模数：4)15kg，甲基硅酸钠(固含量：25％，倍半硅氧烷含量：15％)5kg，水10kg后以800转/分搅拌20min，最后加入2kg的硅酸镁锂(比表面积：200m2/g)，继续搅拌10min后即可。
实施例5
本实施例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入20kg水，以800转/分转速搅拌下加入1kg分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.5kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.3kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：26：28：34的混合物)10kg，阻燃剂10kg(其中，可膨胀微球为1.25kg，氢氧化镁为8.75kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：35％，模数：3.5)27kg，液体硅酸锂(固含量：30％，模数：6)15kg，甲基硅酸钠(固含量：30％，倍半硅氧烷含量：12％)5kg，水10kg后以800转/分搅拌20min，最后加入2kg的硅酸镁锂(比表面积：300m2/g)，继续搅拌10min后即可。
对比例1
本对比例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入20kg水，以800转/分转速搅拌下加入分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.5kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.2kg，10min后，加入阻燃剂APP(聚磷酸铵)18kg，季戊四醇在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：30％，模数：3.5)39kg，水性丙烯酸乳液10kg，水10kg后以800转/分搅拌20min，最后加入2kg的硅酸镁锂(比表面积：200m2/g)，继续搅拌10min后即可。
对比例2
本对比例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入15kg水，以800转/分转速搅拌下加入1kg分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.5kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.5kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：24：30：34的混合物)8kg，阻燃剂9kg(其中，可膨胀微球为1kg，氢氧化镁为8kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：35％，模数：3.5)28kg，液体硅酸锂(固含量：30％，模数：6)17kg，甲基硅酸钠(固含量：30％，倍半硅氧烷含量：12％)4kg，水15kg后以800转/分搅拌20min，最后加入2.5kg的硅酸镁锂(比表面积：300m2/g)，继续搅拌10min后即可。
对比例3
本对比例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入20kg水，以800转/分转速搅拌下加入1kg分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.5kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.3kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：24：30：34的混合物)10kg，阻燃剂10kg(其中，可膨胀微球为1.25kg，氢氧化镁为8.75kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：35％，模数：3.5)27kg，液体硅酸锂(固含量：30％，模数：6)15kg，甲基硅酸钠(固含量：30％，倍半硅氧烷含量：12％)5kg，水性膨胀土2kg，水10kg后以800转/分搅拌20min后即可。
对比例4
本对比例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入20kg水，以800转/分转速搅拌下加入1kg分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.5kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.3kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：24：30：34的混合物)10kg，阻燃剂10kg(其中，可膨胀微球为1.25kg，氢氧化镁为8.75kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：35％，模数：3.5)27kg，甲基硅酸钠(固含量：30％，倍半硅氧烷含量：12％)5kg，水10kg后以800转/分搅拌20min，最后加入2kg的硅酸镁锂(比表面积：300m2/g)，继续搅拌10min后即可。
对比例5
本对比例提供一种防火涂料及其制备方法，具体如下：
容器中加入20kg水，以800转/分转速搅拌下加入1kg分散剂(聚丙烯酸铵和烷基酚聚氧乙烯醚各0.5kg)，消泡剂(赢创TEGO Antifoam 2-89的有机改性硅氧烷)0.3kg，10min后，加入陶瓷化阻燃前驱体(B2O3、Al2O3、MgO与SiO2以质量比为12：24：30：34的混合物)10kg，阻燃剂10kg(其中，可膨胀微球为1.25kg，氢氧化镁为8.75kg)，在1200转/分转速下搅拌30min；添加液体硅酸钾(固含量：35％，模数：3.5)27kg，液体硅酸锂(固含量：30％，模数：6)15kg，水10kg后以800转/分搅拌20min，最后加入2kg的硅酸镁锂(比表面积：300m2/g)，继续搅拌10min后即可。
效果验证试验
对上述实施例1-5与对比例1-5进行效果验证实验，包括对附着力、1000℃火焰灼烧所形成的膨胀层、1000℃火焰灼烧60min后铝金属背板温度、VOC含量、防火等级、材料产烟毒性、耐水软化系数进行测量，具体如下：
附着力：GB/5210拉开法附着力试验；
VOC含量：按GB18582-2008测试；
防火等级：按DIN4102测试；
材料产烟毒性：按照GB/T 20285-2006进行测量；
耐水软化系数：材料的软化系数是材料饱和水时的抗压强度与干燥时抗压强度之比，饱和水时的抗压强度一般总是要低于干燥时的强度，所以k是在0～1之间变化的。而K值越大，代表耐水效果越好。
实施例1-5与对比例1-5的工艺参数与效果验证实验结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003345432380000141
Figure BDA0003345432380000151
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (12)

1.一种无机耐水零VOC陶瓷化膨胀的防火涂料，其特征在于，以重量份数计，所述防火涂料包括如下原料：20份～30份的硅酸钾、10份～20份的硅酸锂、3份～6份的甲基硅酸钠、6份～10份的陶瓷前驱体、8份～15份的阻燃剂、2份～3份的硅酸镁锂、0.5份～1.5份的分散剂、0.3份～0.5份的消泡剂与20份～30份的水。
2.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述硅酸钾的模数为3～4；
所述硅酸钾为液体硅酸钾；所述液体硅酸钾的固含量为30％～50％。
3.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述硅酸锂的模数为4～6；
所述硅酸锂为液体硅酸锂；所述液体硅酸锂的固含量为20％～45％。
4.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述甲基硅酸钠的固含量为25％～35％；所述甲基硅酸钠的倍半硅氧烷含量为12％～18％。
5.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述陶瓷前驱体的组分包括B2O3、Al2O3、MgO与SiO2。
6.根据权利要求5所述的防火涂料，其特征在于，所述陶瓷前驱体中，B2O3、Al2O3、MgO与SiO2的质量比为1:(1.8～2.2):(2.3～2.7):(2.8～3)。
7.根据权利要求1～6任一项所述的防火涂料，其特征在于，所述阻燃剂包括氢氧化镁与膨胀微球中的至少一种。
8.根据权利要求1～6任一项所述的防火涂料，其特征在于，所述分散剂包括聚丙烯酸铵与烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
9.根据权利要求1～6任一项所述的防火涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
10.根据权利要求1～6任一项所述的防火涂料，其特征在于，所述硅酸镁锂的比表面积为100m2/g～400m2/g。
11.一种如权利要求1～10任一项所述的防火涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述分散剂、所述消泡剂与水第一次混合；
将第一次混合后的物料、所述陶瓷前驱体与所述阻燃剂第二次混合；
将第二次混合后的物料、所述硅酸钾、所述硅酸锂、所述甲基硅酸钠与水第三次混合；
将第三次混合后的物料与所述硅酸镁锂第四次混合。
12.权利要求1～10任一项所述的防火涂料在建筑材料中的应用。
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