[发明专利]一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防火涂料技术领域，尤其与一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法有关。

背景技术

钢结构工程具有自重轻、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，在现代得到广泛应用，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，而烃类火场环境下，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，钢结构外围需要进行隔热包覆来提高建筑物的耐火极限。

钢结构防火涂料具有涂覆厚度薄、饰面型好等特点，被广泛应用于钢结构中，在遇火受热条件下能快速膨胀到原始厚度的十几倍甚至数十倍，在钢结构表面形成一层致密的隔热保温层，阻止热量向钢结构传递，起到提高耐火极限的功能。但是，相对于其他非膨胀型防火涂料，现有的钢结构防火涂料在发泡膨胀初期隔热能力较低，导致钢结构在隔热保温层完全膨胀之前温度上升较大，整体耐火效果通常不如非膨胀型防火涂料，且多数涂料对于钢结构的负重增加较大，其应用效果不理想，使用受到限制。

发明内容

本发明提供一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，解决上述现有技术的不足，不仅可降低涂料对钢结构的负重增加，而且对膨胀发泡过程无影响，涂层膨胀倍率高，可以大幅提高防火涂料的隔热能力，改善钢结构耐火性能。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

一种超薄型钢结构防火涂料，其特征在于，由以下质量份数的原料构成：

纳米二氧化硅气凝胶 5~20份

丙烯酸乳液 15~45份

三聚氰胺 30~80份

季戊四醇 30~60份

聚磷酸铵 50~80份

钛白粉 10~15份

海泡石纤维 5~15份

滑石 5~15份

可膨胀石墨 5~15份

水性润湿分散剂 0.2~0.8份

改性有机膨润土 0.02~0.08份

水性流平剂 0.05~0.2份

作为进一步的方案：所述超薄型钢结构防火涂料由以下质量份数的原料构成：

纳米二氧化硅气凝胶 10份

丙烯酸乳液 20份

三聚氰胺 45份

季戊四醇 40份

聚磷酸铵 70份

钛白粉 10份

海泡石纤维 5份

滑石 10份

可膨胀石墨 15份

水性润湿分散剂 0.5份

改性有机膨润土 0.03份

水性流平剂 0.1份

进一步，所述纳米二氧化硅气凝胶为球形颗粒，直径在50~300nm。

进一步，所述纳米二氧化硅气凝胶表面经过疏水基团接枝取代羟基进行修饰。所述疏水基团为三甲基氯硅烷、六甲基二氧硅烷、三乙基氯硅烷、三甲基溴硅烷中的一种或多种。

进一步，所述纳米二氧化硅气凝胶的密度为30~100 kg/m³。

进一步，所述聚磷酸铵的聚合度为500~1000。

一种超薄型钢结构防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按照组分配比对各组分进行备料；

S2：将各组分依次加入高速分散机中进行混料分散；

S3：静置陈化10~15h；

S4：计量包装。

所述步骤S2中，先在低速800~1000 r/pm下分散10~20min，再在高速3000~5000 r/pm下分散15~25min。

在所述步骤S1之前，先对纳米二氧化硅气凝胶的表面进行疏水基团接枝进行修饰，用三甲基氯硅烷、六甲基二氧硅烷、三乙基氯硅烷、三甲基溴硅烷中的一种或多种接枝取代羟基。

本发明的有益效果是：

1、本发明制得的超薄型钢结构防火涂料，对膨胀发泡过程无影响，涂层膨胀倍率高，可以大幅提高防火涂料的隔热能力，改善钢结构耐火性能；

2、本发明极大减小了涂料的干膜密度，可低至1.67×103 kg/m3，与现有技术相比，降低了20~30%，降低涂料对钢结构负重的增加；

3、本发明纳米二氧化硅气凝胶颗粒表面经过疏水基团接枝修饰，有效改善了涂料的韧性和耐水性能，使用涂层寿命长；