[发明专利]一种厚型钢结构防火涂料

说明书

技术领域

本发明属于防火涂料技术领域，特别涉及一种厚型钢结构防火涂料，还涉及一种二氧化硅气凝胶。

背景技术

钢结构体系具有自重轻、可利用空间大、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等优点，被广泛应用于体育馆、展览馆、工业厂房等大型建筑。但其又有耐火性能差的致命弱点。在正常荷载情况下，540℃左右时钢结构即会失去承载作用，尤其在烃类火场环境下，温度通常在10分钟以内上升至1000℃，在这样的环境下，钢结构很快会出现变形，产生局部破坏，并失去承载力。为提高钢结构的耐火性能，通常在钢结构外围用防火涂料包覆来提高建筑物的耐火极限。

钢结构防火涂料主要分为薄型钢结构防火涂料和厚型钢结构防火涂料，它们具有以下不同：

1、厚度不同：薄型3-7mm；厚型8-45mm。

2、防火原理有很大的区别：薄型通过遇火膨胀隔热、产生惰性气体灭火，厚型不膨胀靠自身隔热原理防火。

3、薄型钢结构防火涂料会产生灭火气体，同时对人会有一定的危害，厚型钢结构防火涂料不产生烟气，绿色环保。

4、耐火极限：薄型钢结构防火涂料国家规定最高2.5小时，厚型钢结构防火涂料能达到3.0以上的耐火极限。

由于薄型钢结构防火涂料稳定性较差，耐候性与使用年限也较短，而厚型钢结构防火涂料稳定性强。因此，在耐火时间还有厚度符合的情况下，厚型钢结构防火涂料的是更优的选择。

目前，市售的厚型钢结构防火涂料中，大部分产品的热导率均接近或大于0.1W/(m*K)。并且，其产品的密度也较大，增加了钢结构的负载，降低了钢结构的有效负载。

因此，有必要对厚型钢结构防火涂料进行改进，得到一种热导率更低，密度更低的产品。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种厚型钢结构防火涂料，其组分的重量配比如下：

粉料：100份；

水：70～130份；

其中，粉料组分的重量配比如下：

膨润土：0～10份；

轻质碳酸钙：0～15份；

膨胀蛭石：0～20份；

云母：0～5份；

膨胀珍珠岩：10～15份；

二氧化硅气凝胶：10～20份；

PP短切纤维：0～1份；

硅酸钠：0～1份；

粘接剂：5～15份。

进一步地，所述粉料组分的重量配比如下：

膨润土5份；

轻质碳酸钙12份；

膨胀蛭石14份；

云母1份；

膨胀珍珠岩10份；

二氧化硅气凝胶：12-20份；

硅酸钠0.06份；

PP短切纤维：0.03份，

粘接剂：10份。

进一步地，所述二氧化硅气凝胶的重量份数为20份。

进一步地，所述水的份数为70份。

进一步地，所述粘结剂为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥中的任一种或两种。

进一步地，所述二氧化硅气凝胶是至少由一种硅烷偶联剂表面改性。

所述表面改性指的是用一定的疏水表面改性剂取代硅凝胶表面的亲水基团。因此所选用的改性剂应该是其亲水基团能够与硅质气凝胶上的-OH起反应的试剂，根据反应一般可分为酯化反应法、表面接枝改性法、偶联剂法等。

其中，本发明采用的是偶联剂法。在众多的偶联剂中，本发明选择的是硅烷偶联剂，这类化合物包括下述通式表示的化合物：RSiX₃，式中：R为有机基团，X为某些易于水解的基团，如氯、甲氧基或乙氧基等。还包括三甲基氯硅烷、六甲基二氧硅烷、三乙基氯硅烷、三甲基溴硅烷等。

进一步地，所述二氧化硅气凝胶由三甲基氯硅烷、六甲基二氧硅烷、三乙基氯硅烷、三甲基溴硅烷中的任一种或两种以上的组合表面改性。

进一步地，所述二氧化硅气凝胶由三甲基氯硅烷和六甲基二氧硅烷的组合表面改性，其中三甲基氯硅烷与六甲基二氧硅烷的摩尔比为2：5～1：9。

进一步地，所述二氧化硅气凝胶是按照下述方法制备得到的：

(1)制备二氧化硅溶胶：

将正硅酸四乙酯、水和乙醇的混合，在酸性环境下水解，得到二氧化硅溶胶；

(2)制备二氧化硅湿凝胶：

取步骤(1)得到的二氧化硅溶胶，于碱性环境下交联凝胶化，得到二氧化硅湿凝胶；

(3)制备表面改性的二氧化硅湿凝胶：