鋼結構防火卷材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋼結構防火卷材及其制備方法，屬于防火材料領域。鋼結構防火卷材由高分子固體樹脂、膨脹型阻燃劑、分散助劑、增強助劑組成，經(jīng)混和、擠出造粒、延壓成片，收卷成卷材而制成，所述膨脹型阻燃劑以磷酸鹽為酸源、胺類化合物為氣源和多羥基化合物為炭源組成。本發(fā)明的鋼結構防火卷材可以在生產(chǎn)線上連續(xù)化生產(chǎn)，一次加工成所需厚度的卷材，生產(chǎn)效率高、設備簡單，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，不存在廢水、廢氣等工業(yè)污染；該防火卷材可以根據(jù)防火設計要求，生產(chǎn)不同厚度的片材，滿足各種不同條件的防火設計需求。使用時能夠在鋼結構表面快速貼覆，一次性粘貼到防火設計厚度，無需多次重復刷涂，工作效率高、工序簡單、施工環(huán)保、方便。
【專利說明】鋼結構防火卷材及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于防火材料【技術領域】，尤其涉及一種鋼結構防火卷材及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，鋼結構建筑因其強度高、承載能力強、自質(zhì)輕、構件制造與安裝方便、結構美觀、施工快捷、抗震性及穩(wěn)定性好等優(yōu)點，已經(jīng)越來越多地應用于各類大空間工業(yè)廠房及民用建筑中。雖然鋼結構本身為不燃燒材料，但其屈服應力和抗拉強度在600°C以上時急劇減少為原來的50%~60%，故其耐火極限僅為15min，無法滿足設計耐火極限要求。要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足，必須進行防火處理，其目的就是將鋼結構的耐火極限至少提高到設計規(guī)范規(guī)定的極限范圍。鋼結構構件的防火方法主要有涂料保護、防火板保護、混凝土保護、無機纖維保護、結構內(nèi)通水冷卻保護
坐寸ο
[0003]鋼結構建筑采用防火涂料進行防火處理是目前普遍的措施，根據(jù)所使用分散劑的不同，鋼結構防火涂料分為溶劑型與水性涂料。溶劑型涂料具有較好的硬度、光澤、耐水性、耐化學腐蝕性，但是其使用有機溶劑作為分散劑，在生產(chǎn)與施工過程中會大量揮發(fā)，污染環(huán)境，對人體產(chǎn)生危害，同時浪費能源、安全隱患大；漆膜的透氣性差，又有疏水性，如在潮濕的基層上施工，容易產(chǎn)生起皮、脫落；隨著時間的變長，涂層越來越堅硬，變得易碎，如墻體發(fā)生熱脹冷縮的情況就會發(fā)生開裂。水性涂料以水為溶劑，具有環(huán)保、安全、作用方便的特點，涂層透氣性比較好，基層內(nèi)部的水蒸氣可以向外擴散，但是也存在著耐水性能、涂層硬度差的缺點。最重要的是，無論是水性還是溶劑型鋼結構防火涂料都存在著施工周期長，需多次重復涂刷，工序復雜，現(xiàn)場施工不方便，生產(chǎn)中存在廢液、廢氣等污染，刷涂厚度難以掌握，導致涂層厚薄不均，裝飾性差，施工損耗嚴重等缺點。
[0004]現(xiàn)有市場上防火卷材均不適用于鋼結構的包裹，不能滿足鋼結構防火性能的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述領域中的需求，本發(fā)明提供一種鋼結構防火卷材，可以在生產(chǎn)線上連續(xù)化生產(chǎn)，一次加工成所需厚度的卷材，生產(chǎn)效率高、設備簡單，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，不存在廢水、廢氣等工業(yè)污染，使用時能夠在鋼結構表面快速貼覆，一次性粘貼到防火設計厚度，無需多次重復刷涂，工作效率高、工序簡單、施工環(huán)保、方便。該鋼結構防火卷材具有廣闊的市場前景。
[0006]鋼結構防火卷材，由高分子固體樹脂、膨脹型阻燃劑、分散助劑、增強助劑組成，經(jīng)混和、擠出造粒、延壓成片、收卷成卷材，所述膨脹型阻燃劑以磷酸鹽為酸源、胺類化合物為氣源和多羥基化合物為炭源組成。
[0007]所述高分子固體樹脂為聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、尼龍、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、三元乙丙橡膠、天然橡膠或氯丁橡膠。[0008]所述增強劑為玻璃纖維、玄武巖纖維、聚丙烯纖維、碳纖維、陶瓷纖維或聚乙烯纖維。
[0009]所述膨脹型阻燃劑的酸源為聚磷酸銨、磷酸酯、磷酸銨；炭源為季戊四醇、雙季戊四醇、蔗糖、淀粉、糊精；氣源為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺。
[0010]所述分散助劑為鈦白粉。
[0011]所述磷酸鹽、胺類化合物、多羥基化合物、分散助劑、增強助劑、高分子固體樹脂的重量份比為:70-100:30-40:20-50:20-50:1:40_50。
[0012]所述磷酸鹽、胺類化合物、多羥基化合物、分散助劑、增強助劑、高分子固體樹脂的重量份比為:100:30-40:40-50:20-30:1:40_50。
[0013]其制備方法包括如下步驟:
[0014](I)以磷酸鹽為酸源、多羥基化合物為炭源、胺類化合物為氣源混合制備膨脹型阻燃劑；
[0015](2)膨 脹型阻燃劑與增強助劑、分散助劑進行預混合處理；
[0016](3)將高分子樹脂與預處理的粉體混合造粒，制備防火層顆粒；
[0017](4)將顆粒壓延成防火層片材；
[0018](5)對片材進行收卷，獲得成品。
[0019]所述混合造粒采用螺桿擠出機，所述壓延成片材采用延壓機。
[0020]上述鋼結構防火卷材在鋼結構防火、木質(zhì)建筑防火、金屬面板防火、墻體防火中的應用。
[0021]本發(fā)明涉及的是一種鋼結構防火卷材，改進了傳統(tǒng)涂料的原料、制備工藝、涂料形態(tài)等，采用高分子固體樹脂作為基體原料，添加高效膨脹型阻燃劑與分散助劑、增強助劑通過擠出造粒、延壓成型的工藝，制備具有高效防火性能與優(yōu)異理化性能的防火卷材，同時具有生產(chǎn)安全環(huán)保、損耗小、工序簡單，施工效率高，裝飾性好、功能防護性強等優(yōu)點；并且該防火卷材可以根據(jù)防火設計要求，生產(chǎn)不同厚度的片材，滿足各種不同條件的防火設計需求。可代替現(xiàn)有涂料應用于各種鋼結構進行防火保護，該防火卷材在遇火時發(fā)生膨脹阻火，不會發(fā)生脫落、裂縫、形變等影響耐火性能的缺陷，達到高效防火保護作用。
[0022]本發(fā)明的特點:
[0023]本發(fā)明通過采用新原材料、新工藝、新技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)液態(tài)涂料，制備了鋼結構防火卷材，其優(yōu)點在于采用來源廣泛的高分子固體樹脂作為基體，以高效膨脹阻燃劑作為填料，通過擠出造粒、延壓成型一次加工成所需厚度的卷材，生產(chǎn)效率高、設備簡單，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，不存在廢水、廢氣等工業(yè)污染；可根據(jù)防火設計需求，生產(chǎn)相應厚度卷材，使用時能夠在鋼結構表面快速貼覆，一次性粘貼到防火設計厚度，無需多次重復刷涂，工作效率高、工序簡單、施工環(huán)保、方便，在火災中能夠迅速膨脹，達到高效防火保護作用。
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0025]實施例1:
[0026]將70份聚磷酸銨、30份聚酰胺、20份雙季戊四醇、50份鈦白粉、1份玻纖進行充分混合，將混合后的粉體與50份聚丙烯樹脂進行混合，采用擠出機擠出造粒，將復合顆粒采用壓延機進行壓延成型，最后通過切邊機、收卷機等收卷制備聚丙烯基鋼結構防火卷材，切割邊角料通過一道壓延機可再次加工成片材。
[0027]實施例2
[0028]將100份聚磷酸銨、40份三聚氰胺、45份雙季戊四醇、20份鈦白粉、1份聚丙烯纖維進行充分混合，將混合后的粉體與40份低密度聚乙烯樹脂進行混合，采用擠出機擠出造粒，將復合顆粒采用壓延機進行壓延成型，最后通過切邊機、收卷機等收卷制備聚乙烯基鋼結構防火卷材，切割邊角料通過一道壓延機可再次加工成片材。
[0029]實施例3
[0030]將100份聚磷酸銨、30份三聚氰胺、45份季戊四醇、30份鈦白粉、1份玄武巖纖維進行充分混合，將混合后的粉體與40份丙烯酸酯樹脂進行混合，采用擠出機擠出造粒，將復合顆粒采用壓延機進行壓延成型，最后通過切邊機、收卷機等收卷制備丙烯酸酯基鋼結構防火卷材，切割邊角料通過一道壓延機可再次加工成片材。
[0031]實施例4
[0032]將1 00份聚磷酸銨、40份三聚氰胺、45份淀粉、30份鈦白粉、1份玻纖進行充分混合，將混合后的粉體與40份乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)進行混合，采用擠出機擠出造粒，將復合顆粒采用壓延機進行壓延成型，最后通過切邊機、收卷機等收卷制備EVA基鋼結構防火卷材，切割邊角料通過一道壓延機可再次加工成片材。
[0033]實施例5
[0034]將100份聚磷酸銨、40份尿素、45淀粉、30份鈦白粉、1份玻纖進行充分混合，將混合后的粉體與40份乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)進行混合，采用擠出機擠出造粒，將復合顆粒采用壓延機進行壓延成型，最后通過切邊機、收卷機等收卷制備EVA基鋼結構防火卷材,切割邊角料通過一道壓延機可再次加工成片材。
[0035]實驗例1:鋼結構防火卷材厚度與耐火時間的關系(實例5)
[0036]鋼結構防火涂料耐火性能檢測按照GB14907-2002檢測
[0037]表1卷材厚度與耐火時間關系
[0038]
【權利要求】
1.鋼結構防火卷材，由高分子固體樹脂、膨脹型阻燃劑、分散助劑、增強助劑組成，經(jīng)混和、擠出造粒、延壓成片，收卷成卷材而制成，所述膨脹型阻燃劑以磷酸鹽為酸源、胺類化合物為氣源和多羥基化合物為炭源組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋼結構防火卷材，所述高分子固體樹脂為聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、尼龍、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、三元乙丙橡膠、天然橡膠或氯丁橡膠。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋼結構防火卷材，所述增強劑為玻璃纖維、玄武巖纖維、聚丙烯纖維、碳纖維、陶瓷纖維或聚乙烯纖維。
4.根據(jù)權利要求1所述的鋼結構防火卷材，所述膨脹型阻燃劑的酸源為聚磷酸銨、磷酸酯、磷酸銨；炭源為季戊四醇、雙季戊四醇、蔗糖、淀粉、糊精；氣源為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺。
5.根據(jù)權利要求1所述的鋼結構防火卷材，所述分散助劑為鈦白粉。
6.根據(jù)權利要求1所述的鋼結構防火卷材，所述磷酸鹽、胺類化合物、多羥基化合物、分散助劑、增強助劑、高分子固體樹脂的重量份比為:70-100:30-40:20-50:20-50:1:40-50。
7.根據(jù)權利要求6所述的鋼結構防火卷材，所述磷酸鹽、胺類化合物、多羥基化合物、分散助劑、增強助劑、高分子固體樹脂的重量份比為:100:30-40:40-50:20-30:1:40_50。
8.權利要求1-7任一所述的鋼結構防火卷材的制備方法，包括如下步驟: (1)以磷酸鹽為酸源、多羥基化合物為炭源、胺類化合物為氣源混合制備膨脹型阻燃劑； (2)膨脹型阻燃劑與增強助劑、分散助劑進行預混合處理； (3)將高分子樹脂與預處理的粉體混合造粒，制備防火層顆粒； (4)將顆粒壓延成防火層片材； (5)對片材進行收卷，獲得成品。
9.根據(jù)權利要求8所述的鋼結構防火卷材的制備方法，所述混合造粒采用螺桿擠出機，所述壓延成片材采用延壓機。
10.權利要求1-7任一所述的鋼結構防火卷材在鋼結構防火、木質(zhì)建筑防火、金屬面板防火、墻體防火中的應用。
【文檔編號】C08L3/02GK103951893SQ201410205410
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權日:2014年5月15日
【發(fā)明者】張建春, 張璇璇, 張安振 申請人:精碳偉業(yè)（北京）科技有限公司