CN115304948B - 双层超薄结构地质聚合物防火涂料及制备方法与施工方法 - Google Patents

双层超薄结构地质聚合物防火涂料及制备方法与施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料及制备方法与施工方法，本发明采用膨胀基层和非膨胀饰面层双层结构，基层为发泡隔热层，采用传统的乳液P‑C‑N膨胀阻燃体系，金属醇盐对其改性，以增强基层与基材的粘结强度，提高膨胀率，极大改善涂层的耐候性，使基层膨胀体系突破性达到不燃等级；非膨胀饰面层为封闭阻断层，采用单组分乳液与地质聚合物杂化，中高温成岩工艺，在涂层表面形成了一道致密封闭膜，从而阻断燃烧。本发明的防火涂料具有超耐候性、耐酸碱、耐高温、强度高、粘结性好，具有较好的发展前景。

Description

双层超薄结构地质聚合物防火涂料及制备方法与施工方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料及制备方法与应用。
背景技术
我国防火涂料产业虽然起步较晚，但膨胀与非膨胀防火体系也已日趋完善。无论采用哪个体系，也无论采用有机还是无机材质，其基本目的都是要实现涂层的隔绝作用、涂层的阻断作用，涂层的保护作用；但是，单纯有机物或无机物都有自身缺陷，单纯的采用膨胀与非膨胀体系也不尽完善。取长补短，采用有机无机结合，膨胀与非膨胀体系搭配是以后防火涂料的发展趋势。20世纪80年代，公安部四川消防研究所率先在国内研制了一批产品，奠定了乳液与P-C-N阻燃体系在国内的发展基础。
CN102838907A公开了一种水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，该涂料的原料配比为：聚合物乳液15-50％，聚磷酸铵15-30％，季戊四醇5-15％，三聚氰胺3-10％，钛白粉5-12％，无机填料2-13％，可膨胀性石墨0-5％，增塑剂1-10％，润湿分散剂0.4-1.5％，消泡剂0.2-0.5％，成膜助剂1-6％，水5-15％，上述原料总和为100％。CN104130671A公开了一种用于钢结构的水性超薄膨胀型防火涂料及其制备方法，该防火涂料的组成以及质量百分数是：改性水性环氧乳液：10～35；固化剂：1～8；苯丙乳液或硅丙乳液：5～15；聚磷酸铵：10～20；三聚氰胺：6～12；季戊四醇：8～16；阻燃剂：5～15；颜、填料：5～15；助剂：2～8；水：15～35。以上发明中因采用纯有机乳液合成P-C-N的阻燃发泡体系，存在耐候和防水性能不好，耐火极限一般都在60分钟以内，不能满足现在120分钟以上耐火极限要求。
CN109439083A公开了一种超薄膨胀型钢结构水性防火涂料及其制备方法，该防火涂料包括以下重量份数的组分：硅丙乳液12-14份、醋叔乳液16-18份、膨胀珍珠岩2.0-2.5份、空心玻璃微珠1.0-1.5份、微胶囊化膨胀阻燃剂以芯材计39-42份、微胶囊化协效阻燃剂以芯材计3.5-4.0份、填料4.5-5.0份、防腐剂1.5-1.8份、涂膜助剂3.5-4.2份；其中微胶囊化膨胀阻燃剂由硅凝胶包覆膨胀阻燃剂制成；微胶囊化协效阻燃剂由硅凝胶包覆协效阻燃剂制成。该防火涂料在传统体系中加入膨胀珍珠、空心玻璃微珠等无机物，耐火极限有所改善，但粘结强度较低，遇水易脱落。
CN107778933A公开一种无机物为主的双层防火涂料，外层涂层以低发泡、阻燃、耐高温性能为主，内层涂层以膨胀隔热性能为主。外层的原料组成：液体硅酸钠、乳胶粉、氢氧化铝、氧化镁、低熔点玻璃粉；内层的原料组成：液体硅酸钠、氢氧化铝、乳胶粉。同时在内外层组分中各加入适量的助剂，消泡剂、分散剂、流平剂、防水剂。但是该发明制备的涂料强度低，不耐水，有腐蚀性。
CN1648185A公开了一种聚合物改性水泥基厚涂型钢结构防火涂料及制造方法。由粘结剂、改性剂、添加剂、骨料、粉料和增强材料组成。CN106277980A公开了一种粉煤灰基地聚物防火涂料及其制备方法，按重量份数计，包括以下组分：碱激发剂30～40份、粉煤灰40～50份、偏高岭土0～15份、分散剂0.02～0.04份、消泡剂0.03～0.05份、轻钙粉10～20份、阻燃剂0.5～0.8份、增稠剂0.02～0.04份、聚合物乳液1.0～1.5份、水10～20份。以上两个发明中均采用碱激发硅铝酸盐类矿物，形成的地质聚合物水泥***，只能生产厚型防火涂料，厚度25mm以上，且性能不佳，质量不稳，缺乏实用性。
鉴于以上原因，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术中的防火涂料耐候差、防火性差、粘结强度低、遇水易脱落、易腐蚀、质量不稳定等问题，本发明提供了一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料及制备方法与施工方法，本发明通过膨胀与非膨胀体系搭配，应用地质聚合物成岩特性得到防火涂料，本发明的防火涂料具有超耐候性、耐酸碱、耐高温、强度高、粘结性好，具有较好的发展前景。
本发明的第一目的，提供了一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，所述的防火涂料包括基层组分和饰面层组分，所述的饰面层组分用以涂覆形成饰面层，所述基层组分用于涂覆形成基层，所述的饰面层涂覆在所述的基层的表面，按照重量份：
所述的基层组分包括如下原料：聚合物乳液15-25份、P-C-N膨胀阻燃剂40-50份、氯化石蜡1-5份、膨胀石墨0-6份、金属醇盐5-9份和水15-25份；
所述的饰面层组分包括如下原料：单组分乳液35-45份、氯化石蜡1-3份、地质聚合物5-9份、分散剂2-4份和水45-50份。
本发明中所述的P-C-N膨胀阻燃剂是指聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺膨胀阻燃体系，其中，聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺质量比为5:2:3。
进一步的，所述的聚合物乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、叔丙乳液和醋叔乳液中的一种或几种。
进一步的，所述的金属醇盐为NaOMe、Mg(OEt)2、Al(OPr-i)3、LiOEt、Zn(OPr)2、Si(OEt)4、Ti(OEt)4和Zr(OPr)4中的一种或几种。
本发明的金属醇盐作为改性剂，选择可水解的金属醇盐，金属醇盐是介于无机化合物和有机化合物之间的广义金属有机化合物，其本身就是无机粘结剂，与聚合物乳液混合在常温下形成有机-无机杂化粘结剂，具有优良的粘结性能和耐候性，在较低的高温下，110-200℃就会在膨胀体内部生成类似岩石的穿插式网格釉质化封闭层，同时增强胶体内粘结性能，粘结强度可达1.8MPa，有效保护胶体不会被高温烧蚀，并在高温下促进胶体膨胀。金属醇盐的选择可根据易得、经济、方便的原则任意选取，无需具体配比，当选择多种时可以使任意配比混合。
进一步的，所述的单组分乳液为醋丙乳液或醋叔乳液，所述的分散剂为六偏磷酸钠或SN-5040。
本发明中的SN-5040为聚羧酸钠盐型分散剂，低发泡性并且改善涂料的流动性，具有稳定浆料粘度的优异性能，SN-5040分散性优异，少量添加即可调整低粘度涂料，浆料，涂料安定性比较好，涂料，浆料的粘度不发生变化。本发明的单组分乳液与地质聚合物杂化，中高温成岩工艺，形成致密阻断层，像盾牌一样阻断火源对基层的燃烧、蔓延和侵蚀。本发明的单组分乳液具有耐候性、耐水性、透明度好的性能，与各种颜料有很好的相容性，可实现多彩的饰面效果。
进一步的，按照重量份，所述的地质聚合物由如下原料组成：Na2O1-4份、Al2O3 2-7份、MgO1.5-3.5份、ZnO3-5.5份、SiO25-9份、B2O310-15份和Bi2O360-70份。
进一步的，按照重量份，所述的地质聚合物由如下原料组成：Na2O 2份、Al2O3 3份、MgO 2份、ZnO 5份、SiO2 8份、B2O3 15份和Bi2O3 65份。
本发明的地质聚合物并非传统意义上的碱激发地质聚合物水泥，而是地质成岩体系中的各种金属氧化物混合体，在较低温度下就能形成的晶态岩层，因此能实现超薄而密实的封闭阻断层。此类金属氧化物与单组分乳液混合，在常温下为涂料的填料，增强涂料的强度和耐候性，在中高温300-450℃下熔融成岩，形成封闭阻燃阻断层，可耐1400℃的高温，实现防火功效。本发明人经过大量的试验，确定了各金属氧化物的配比。可根据对熔融成岩温度高低的要求适当调整Na2O、MgO、Al2O3的含量，三元素添加量小，成岩温度在450℃左右，三元素添加量增大，成岩温度在320℃左右。
本发明的防火涂料采用大地地质成岩理论，改变了传统防火涂层的结构和机理。防火涂层采用膨胀基层和非膨胀饰面层双层结构设计，基层为发泡隔热层，采用传统的乳液P-C-N膨胀阻燃体系，金属醇盐对其进行改性，以增强基层与基材的粘结强度，提高膨胀率，极大改善涂层的耐候性。非膨胀饰面层为封闭阻断层，采用单组分乳液与地质聚合物杂化，中高温成岩工艺，在涂层表面形成一道致密封闭膜，从而阻断燃烧。
本发明中的地质聚合物在饰面层组分中采用特定的配比，比例较小时，耐火极限值在120分钟左右，添加比例增大，耐火极限值在180分钟左右。同时，成岩封闭层更加密实、坚硬，结构承受力增强。完全超越国标对防火涂料各项性能要求，是一种新型超薄防火涂料。
本发明的第二目的，提供了一种所述的双层超薄结构地质聚合物防火涂料的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)基层组分的制备：按照配比，将P-C-N膨胀阻燃剂、膨胀石墨和金属醇盐，研磨，得到粉料，将氯化石蜡和水混合，并进行高速搅拌，得到浆料A，将所述的粉料加入到浆料A中，搅拌均匀，再加入聚合物乳液，低速搅拌，过滤，得到基层组分；
(2)饰面层组分的制备：将氯化石蜡、地质聚合物、分散剂和水混合，并进行高速研磨分散，得到浆料B，再加入单组分乳液，低速搅拌，过滤，得到饰面层组分。
进一步的，步骤(1)中粉料的粒径小于100μm，高速搅拌的速率大于3000r/min，搅拌时间25-35min，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为50-70min。
进一步的，步骤(2)中高速研磨料浆B的细度小于50μm，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为110-130min。
本发明的第三目的，提供了一种权所述的防火涂料的施工方法，将基层组分涂覆到基材上形成基层，在基层表面涂覆饰面层组分形成饰面层，其中，基层和饰面层的厚度为0.5-1.5mm，基层和饰面层的厚度比例为1-2.5:1。
进一步的，基层和饰面层的厚度为0.5mm，基层和饰面层的厚度比例为1:1或2:1。
传统意义上的地质聚合物这个概念最早是由法国著名科学家J.Davidovits教授与上世纪70年代末提出并命名的。主要是通过硅氧和铝氧四面体聚合而成的是有非晶态或准晶态的三维网状结构的凝胶体。在实际应用中全都采用硅铝酸盐工业废弃物(如粉煤灰、矿渣)或活性硅铝酸盐矿物(如高岭土等)通过碱激发解聚和缩聚反应得到地质聚合物。这种地质聚合物原料成分复杂，反应条件苛刻，极不稳定，全世界至今未能实现商品化生产。本发明借鉴这一地质成岩理论，精选出地质成岩中最重要的几种成岩金属氧化物如Na2O、Al2O3、MgO、ZnO、SiO2、B2O3、Bi2O3在较低的温度下即可釉化成岩，成分精准可控，成岩致密而稳定，利用其耐腐蚀、耐高温特性实现高效防火。在实现功能的过程中，控制金属氧化物的粒径是技术关键；粒径过大，分散不均匀，不能实现低温釉化成膜，粒径过小，过于分散不能形成完整而致密的釉化膜，防火性能下降。由此本发明采用砂磨机对金属氧化物高速研磨，使其粒径均保持50μm-30μm。
我国防火涂料涂层厚度国标界定为1.5-3mm为超薄型，3-7mm为薄型。而每次涂刷厚度仅为0.2mm左右；因此达到标准厚度需反复多遍涂刷，形成这一瓶颈的原因是现有防火涂料发泡体系有缺陷，不涂厚就达不到防火等级要求。现有乳液P-C-N膨胀阻燃体系，采用的是纯有机膨胀体系，膨胀倍数为10-20倍左右，其在10倍以下的膨胀率膨胀厚度达不到隔热作用，超过10倍就很容易开裂脱落，因此需要很厚的厚度才能达到防火等级要求。本发明经过长期探索采用金属醇盐对乳液P-C-N膨胀阻燃体系进行杂化改性使其成为全新的有机-无机杂化复合体，产生协同效应，在保证高膨胀倍数的同时实现高耐候，高阻燃，高粘结强度。金属醇盐的选择是最难的课题。首先金属醇盐要具备可溶性才能与乳液互融杂化，其次要方便易得，再次要价格低廉。稀土类金属醇盐杂化效果好，但价格高昂，普通类金属醇盐很难实现杂化效果，本发明过程中经过上万次筛选才最终筛定选用NaOMe、Mg(OEt)2、Al(OPr-i)3，Si(OEt)4等几种金属醇盐。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明采用膨胀基层和非膨胀饰面层双层结构，基层为发泡隔热层，采用传统的乳液P-C-N膨胀阻燃体系，金属醇盐对其改性，以增强基层与基材的粘结强度，提高膨胀率，极大改善涂层的耐候性；非膨胀饰面层为封闭阻断层，采用单组分乳液与地质聚合物杂化，中高温成岩工艺，在涂层表面形成了一道致密封闭膜，从而阻断燃烧；本发明的地质聚合物并非传统意义上的碱激发地质聚合物水泥，而是地质成岩体系中的各种金属氧化物混合体，在较低温度下就能形成的晶态岩层，因此能实现超薄而密实的封闭阻断层；
(2)本发明的防火涂料具有超耐候性、耐酸碱、耐高温、强度高、粘结性好，具有较好的发展前景，本发明的防火涂料总厚度为0.5-1.5mm，有机基材涂覆垂直燃烧可达UL-94V-0级，钢结构涂覆，满足GB14907-2018国标要求，超级耐候，可广泛应用于各种基材防火涂覆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
以下实施例中所述的P-C-N膨胀阻燃剂是指聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺膨胀阻燃体系，其中，聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺按照质量比5:2:3混合而成。
实施例1
本实施例的一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，所述的防火涂料包括基层组分和饰面层组分，所述的饰面层组分用以涂覆形成饰面层，所述基层组分用于涂覆形成基层，所述的饰面层涂覆在所述的基层的表面，按照重量份：
所述的基层组分包括如下原料：聚合物乳液18kg、P-C-N膨胀阻燃剂45kg、氯化石蜡1kg、膨胀石墨6kg、金属醇盐5kg和水25kg；
所述的饰面层组分包括如下原料：单组分乳液45kg、氯化石蜡1kg、地质聚合物5kg、分散剂3kg和水46kg；
其中，聚合物乳液为纯丙乳液，金属醇盐为NaOMe、Mg(OEt)2、Al(OPr-i)3，Si(OEt)4按照质量比1:1:1:1混合而成，单组分乳液为醋丙乳液，分散剂为六偏磷酸钠，地质聚合物为以下物质按照重量份混合而成：Na2O2份、Al2O3 7份、MgO1.5份、ZnO5.5份、SiO27份、B2O315份和Bi2O362份。
本实施例的防火涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)基层组分的制备：按照配比，将P-C-N膨胀阻燃剂、膨胀石墨和金属醇盐，砂磨机研磨，得到粉料，粉料的粒径小于100μm，将氯化石蜡和水混合，并进行高速搅拌分散，高速搅拌的速率大于3000r/min，搅拌时间25min，得到浆料A，将所述的粉料加入到浆料A中，搅拌均匀，再加入聚合物乳液，低速搅拌，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为50min，过滤，得到基层组分；
(2)饰面层组分的制备：按照配比，将氯化石蜡、地质聚合物、分散剂和水混合，并进行高速研磨分散，得到浆料B，料浆B的细度小于50μm，再加入单组分乳液，低速搅拌分散，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为110min，过滤，得到饰面层组分。
本实施例所述的防火涂料的施工方法具体如下：
将基层组分涂覆到基材上形成基层，在基层表面涂覆饰面层组分形成饰面层，其中，基层和饰面层的厚度为0.5mm，基层和饰面层的厚度比例为1:1。
实施例2
本实施例的一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，所述的防火涂料包括基层组分和饰面层组分，所述的饰面层组分用以涂覆形成饰面层，所述基层组分用于涂覆形成基层，所述的饰面层涂覆在所述的基层的表面，按照重量份：
所述的基层组分包括如下原料：聚合物乳液20kg、P-C-N膨胀阻燃剂48kg、氯化石蜡2kg、膨胀石墨5kg、金属醇盐6kg和水19kg；
所述的饰面层组分包括如下原料：单组分乳液43kg、氯化石蜡2kg、地质聚合物6kg、分散剂3kg和水46kg；
其中，聚合物乳液为叔丙乳液，金属醇盐为Mg(OEt)2、Zn(OPr)2、Si(OEt)4和Al(OPr-i)3按照质量比1:1:1:1混合而成，单组分乳液为醋叔乳液，分散剂为六偏磷酸钠，地质聚合物为以下物质按照重量份混合而成：Na2O2份、Al2O3 3.5份、MgO3.5份、ZnO5份、SiO27份、B2O314份和Bi2O365份。
本实施例的防火涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)基层组分的制备：按照配比，将P-C-N膨胀阻燃剂、膨胀石墨和金属醇盐，砂磨机研磨，得到粉料，粉料的粒径小于100μm，将氯化石蜡和水混合，并进行高速搅拌分散，高速搅拌的速率大于3000r/min，搅拌时间30min，得到浆料A，将所述的粉料加入到浆料A中，搅拌均匀，再加入聚合物乳液，低速搅拌，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为60min，过滤，得到基层组分；
(2)饰面层组分的制备：按照配比，将氯化石蜡、地质聚合物、分散剂和水混合，并进行高速研磨分散，得到浆料B，料浆B的细度小于50μm，再加入单组分乳液，低速搅拌分散，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为120min，过滤，得到饰面层组分。
本实施例所述的防火涂料的施工方法具体如下：
将基层组分涂覆到基材上形成基层，在基层表面涂覆饰面层组分形成饰面层，其中，基层和饰面层的厚度为0.6mm，基层和饰面层的厚度比例为2:1。
实施例3
本实施例的一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，所述的防火涂料包括基层组分和饰面层组分，所述的饰面层组分用以涂覆形成饰面层，所述基层组分用于涂覆形成基层，所述的饰面层涂覆在所述的基层的表面，按照重量份：
所述的基层组分包括如下原料：聚合物乳液22kg、P-C-N膨胀阻燃剂50kg、氯化石蜡3kg、金属醇盐7kg和水18kg；
所述的饰面层组分包括如下原料：单组分乳液42kg、氯化石蜡3kg、地质聚合物7kg、分散剂2kg和水46kg；
其中，聚合物乳液为苯丙乳液，金属醇盐为LiOEt、Zn(OPr)2、Si(OEt)4按照质量比1:1:1混合而成，单组分乳液为醋叔乳液，分散剂为SN-5040，地质聚合物为以下物质按照重量份混合而成：Na2O4份、Al2O3 2份、MgO2份、ZnO3份、SiO29份、B2O310份和Bi2O370份。
本实施例的防火涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)基层组分的制备：按照配比，将P-C-N膨胀阻燃剂、膨胀石墨和金属醇盐，砂磨机研磨，得到粉料，粉料的粒径小于100μm，将氯化石蜡和水混合，并进行高速搅拌分散，高速搅拌的速率大于3000r/min，搅拌时间35min，得到浆料A，将所述的粉料加入到浆料A中，搅拌均匀，再加入聚合物乳液，低速搅拌，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为70min，过滤，得到基层组分；
(2)饰面层组分的制备：按照配比，将氯化石蜡、地质聚合物、分散剂和水混合，并进行高速研磨分散，得到浆料B，料浆B的细度小于50μm，再加入单组分乳液，低速搅拌分散，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为130min，过滤，得到饰面层组分。
本实施例所述的防火涂料的施工方法具体如下：
将基层组分涂覆到基材上形成基层，在基层表面涂覆饰面层组分形成饰面层，其中，基层和饰面层的厚度为0.7mm，基层和饰面层的厚度比例为2.5:1。
实施例4
本实施例的一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，所述的防火涂料包括基层组分和饰面层组分，所述的饰面层组分用以涂覆形成饰面层，所述基层组分用于涂覆形成基层，所述的饰面层涂覆在所述的基层的表面，按照重量份：
所述的基层组分包括如下原料：聚合物乳液20kg、P-C-N膨胀阻燃剂50kg、氯化石蜡3kg、金属醇盐7kg和水20kg；
所述的饰面层组分包括如下原料：单组分乳液40kg、氯化石蜡2kg、地质聚合物7kg、分散剂3kg和水48kg；
其中，聚合物乳液为苯丙乳液，金属醇盐为NaOMe、Mg(OEt)2、Al(OPr-i)3、Ti(OEt)4和Zr(OPr)4按照质量比1:1:1:1:1混合而成，单组分乳液为醋丙乳液，分散剂为SN-5040，地质聚合物为以下物质按照重量份混合而成：Na2O1份、Al2O3 2份、MgO2份、ZnO4份、SiO28份、B2O315份和Bi2O368份。
本实施例的防火涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)基层组分的制备：按照配比，将P-C-N膨胀阻燃剂、膨胀石墨和金属醇盐，砂磨机研磨，得到粉料，粉料的粒径小于100μm，将氯化石蜡和水混合，并进行高速搅拌分散，高速搅拌的速率大于3000r/min，搅拌时间25min，得到浆料A，将所述的粉料加入到浆料A中，搅拌均匀，再加入聚合物乳液，低速搅拌，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为50min，过滤，得到基层组分；
(2)饰面层组分的制备：按照配比，将氯化石蜡、地质聚合物、分散剂和水混合，并进行高速研磨分散，得到浆料B，料浆B的细度小于50μm，再加入单组分乳液，低速搅拌分散，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为110min，过滤，得到饰面层组分。
本实施例所述的防火涂料的施工方法具体如下：
将基层组分涂覆到基材上形成基层，在基层表面涂覆饰面层组分形成饰面层，其中，基层和饰面层的厚度为1mm，基层和饰面层的厚度比例为2:1。
实施例5
本实施例的一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，所述的防火涂料包括基层组分和饰面层组分，所述的饰面层组分用以涂覆形成饰面层，所述基层组分用于涂覆形成基层，所述的饰面层涂覆在所述的基层的表面，按照重量份：
所述的基层组分包括如下原料：聚合物乳液20kg、P-C-N膨胀阻燃剂45kg、氯化石蜡2kg、膨胀石墨6kg、金属醇盐8kg和水19kg；
所述的饰面层组分包括如下原料：单组分乳液35kg、氯化石蜡3kg、地质聚合物7kg、分散剂4kg和水45kg；
其中，聚合物乳液为醋丙乳液，金属醇盐为NaOMe、Mg(OEt)2、Al(OPr-i)3、LiOEt、Si(OEt)4和Ti(OEt)4按照质量比1:1:1:1:1:1混合而成，单组分乳液为醋叔乳液，分散剂为六偏磷酸钠，地质聚合物为以下物质按照重量份混合而成：Na2O2份、Al2O3 5份、MgO2份、ZnO5份、SiO26份、B2O312份和Bi2O368份。
本实施例的防火涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量份，分别称取备用；
(2)基层组分的制备：按照配比，将P-C-N膨胀阻燃剂、膨胀石墨和金属醇盐，砂磨机研磨，得到粉料，粉料的粒径小于100μm，将氯化石蜡和水混合，并进行高速搅拌分散，高速搅拌的速率大于3000r/min，搅拌时间30min，得到浆料A，将所述的粉料加入到浆料A中，搅拌均匀，再加入聚合物乳液，低速搅拌，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为60min，过滤，得到基层组分；
(3)饰面层组分的制备：按照配比，将氯化石蜡、地质聚合物、分散剂和水混合，并进行高速研磨分散，得到浆料B，料浆B的细度小于50μm，再加入单组分乳液，低速搅拌分散，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为120min，过滤，得到饰面层组分。
本实施例所述的防火涂料的施工方法具体如下：
将基层组分涂覆到基材上形成基层，在基层表面涂覆饰面层组分形成饰面层，其中，基层和饰面层的厚度为1.5mm，基层和饰面层的厚度比例为2.5:1。
对比例1
本对比例的防火涂料原料、制备方法及施工方法与实施例5均相同，不同之处在于，基层组分中不添加金属醇盐。
对比例2
本对比例的防火涂料原料、制备方法及施工方法与实施例5均相同，不同之处在于，饰面层组分中不添加地质聚合物。
对比例3
本对比例的防火涂料原料、制备方法及施工方法与实施例5均相同，不同之处在于，饰面层组分中的地质聚合物仅为Na2O单一组分。
试验例1
将实施例1-5和对比例1-3制备的防火涂料按照GB14907-2018进行性能评价，结果如表1所示。
表1
Figure GDA0004087726520000131
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，其特征在于，所述的防火涂料包括基层组分和饰面层组分，所述的饰面层组分用以涂覆形成饰面层，所述基层组分用于涂覆形成基层，所述的饰面层涂覆在所述的基层的表面，按照重量份：
所述的基层组分包括如下原料：聚合物乳液15-25份、P-C-N膨胀阻燃剂40-50份、氯化石蜡1-5份、膨胀石墨0-6份、金属醇盐5-9份和水15-25份；
所述的饰面层组分包括如下原料：单组分乳液35-45份、氯化石蜡1-3份、地质聚合物5-9份、分散剂2-4份和水45-50份；
所述的金属醇盐为NaOMe、Mg(OEt)2、Al(OPr-i)3、LiOEt、Zn(OPr)2、Si(OEt)4、Ti(OEt)4和Zr(OPr)4中的一种或几种；
按照重量份，所述的地质聚合物由如下原料组成：Na2O1-4份、Al2O3 2-7份、MgO1.5-3.5份、ZnO3-5.5份、SiO25-9份、B2O310-15份和Bi2O360-70份。
2.根据权利要求1所述的一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，其特征在于，所述的聚合物乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、叔丙乳液和醋叔乳液中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，其特征在于，所述的单组分乳液为醋丙乳液或醋叔乳液，所述的分散剂为六偏磷酸钠或SN-5040。
4.根据权利要求1所述的一种双层超薄结构地质聚合物防火涂料，其特征在于，按照重量份，所述的地质聚合物由如下原料组成：Na2O 2份、Al2O3 3份、MgO 2份、ZnO 5份、SiO2 8份、B2O3 15份和Bi2O3 65份。
5.一种权利要求1-4任一所述的双层超薄结构地质聚合物防火涂料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
(1)基层组分的制备：按照配比，将P-C-N膨胀阻燃剂、膨胀石墨和金属醇盐，研磨，得到粉料，将氯化石蜡和水混合，并进行高速搅拌，得到浆料A，将所述的粉料加入到浆料A中，搅拌均匀，再加入聚合物乳液，低速搅拌，过滤，得到基层组分；
(2)饰面层组分的制备：按照配比，将氯化石蜡、地质聚合物、分散剂和水混合，并进行高速研磨分散，得到浆料B，再加入单组分乳液，低速搅拌，过滤，得到饰面层组分。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中粉料的粒径小于100μm，高速搅拌的速率大于3000r/min，搅拌时间25-35min，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为50-70min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中高速研磨料浆B的细度小于50μm，低速搅拌的速率小于500r/min，搅拌时间为110-130min。
8.一种权利要求1-4任一所述的防火涂料或权利要求5-7任一方法制备的防火涂料的施工方法，其特征在于，将基层组分涂覆到基材上形成基层，在基层表面涂覆饰面层组分形成饰面层，其中，基层和饰面层的总厚度为0.5-1.5mm，基层和饰面层的厚度比例为1-2.5:1。
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