專利名稱：一種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，屬于鋼結(jié)構(gòu)涂料制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼材是一種不會(huì)燃燒的建筑材料，它具有抗震，抗彎等特性。在實(shí)際應(yīng)用中，鋼材 既可以相對(duì)增加建筑物的荷載能力，也可以滿足建筑設(shè)計(jì)美感造型的需要；還避免了混凝 土等建筑材料不能彎曲，拉伸的缺陷。因此鋼材受到了建筑行業(yè)的青睞，單層，多層，摩天大 樓，廠房，庫房，候車室，候機(jī)廳等采用鋼材都很普遍。但是，鋼材作為建筑材料在防火方面 又存在一些難以避免的缺陷，它的機(jī)械性能，如屈服點(diǎn)，抗拉及彈性模量等均會(huì)因溫度的升 高而急劇下降。鋼結(jié)構(gòu)通常在450 650°C溫度中就會(huì)失去承載能力、發(fā)生很大的形變、導(dǎo)致鋼 柱、鋼梁彎曲，結(jié)果因過大的形變而不能繼續(xù)使用，一般不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15 分鐘左右。這一時(shí)間的長短還與構(gòu)件吸熱的速度有關(guān)。使鋼結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際應(yīng)用中克服防火方面的不足，必須進(jìn)行防火處理，其目的就 是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的極限范圍。防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中迅速升溫發(fā) 生形變塌落，其措施是多種多樣的，關(guān)鍵是要根據(jù)不同情況采取不同方法，在鋼結(jié)構(gòu)外噴涂防火涂料形成外包成是實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火的常用方法。現(xiàn)有技術(shù)中 也有眾多多鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。CN1927962A中公開了一種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其組分配比為含氟聚合物乳液 30-40%，有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯乳液5-10%，聚磷酸銨15-20%，三聚氰胺磷酸鹽5-10%， 三聚氰胺3-7%，季戊四醇10-15%，膨脹石墨4-10%，氧化鋅0-6%，鈦白粉0-5%，高嶺土 0-10 %，硅酸鋁纖維2-5 %，丙二醇2-5 %。CN1488692A中公開了一種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其原料的重量配比為氯化橡膠改性 丙烯酸樹脂50-60，季戊四醇12-16，三聚氰胺9-12，聚磷酸銨19-21，硼酸鋅6_8，鈦白粉 9-11，含氯量70%的氯化石蠟12. 5-15，200號(hào)溶劑汽油8-15?，F(xiàn)有技術(shù)中還有很多鋼結(jié)構(gòu)涂料的技術(shù)，但是存在有以下缺點(diǎn)1、使用較為單一的基料樹脂，或者需要對(duì)樹脂進(jìn)行改性，雖然可能在防火性能上 有所幫助，但是造成了生產(chǎn)成本的上升，制備時(shí)間的增加，沒有意識(shí)或者明確指出過特定的 幾種樹脂的聯(lián)合使用可以提高涂料的防火性能。2、涂料只是在鋼結(jié)構(gòu)表面簡單形成了外包層，簡單的隔絕了氧氣，鋼材的防腐能 力脆弱。3、單獨(dú)使用膨脹石墨或納米氫氧化鎂，沒有意識(shí)或者明確指出過該二者存在的協(xié) 同作用，因此也沒有確定過該二者功能使用時(shí)的最佳使用配比。4、沒有意識(shí)到涂料原料中顆粒物質(zhì)的粒度對(duì)最終涂料產(chǎn)品防火性能影響。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種防火性能出色并且具有防腐能力的鋼結(jié)構(gòu) 防火涂料。本發(fā)明所述的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其原料及其重量配比為復(fù)合基料樹脂45-60
三聚氰胺6-8
季戊四醇6-8
聚磷酸銨16-20
可膨脹石墨4-10
納米氫氧化鎂2-5
磷酸鋅1-3
硼酸鋅1-3
氫氧化鋁2-5
聚磷酸鋁3-5
鈦白粉6-9
流平劑0. 5-0
丙酮15-20其中，所述復(fù)合基料樹脂為丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂的拼用，他們的使 用重量配比為丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂=3 1 1。另外，其中復(fù)合基料樹脂、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸銨、可膨脹石墨、磷酸鋅、硼 酸鋅、氫氧化鋁、聚磷酸鋁、鈦白粉的顆粒度均達(dá)到700目本發(fā)明的制備方法簡單，首先將復(fù)合基料樹脂、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸銨、可 膨脹石墨、磷酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁、聚磷酸鋁、鈦白粉進(jìn)行粉碎，使其粒度達(dá)到700目，然后 將粉碎后的顆粒原料與納米氫氧化鎂、流平劑、丙酮攪拌混合，然后進(jìn)行高速均質(zhì)分散即可。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)特定的基料樹脂(丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂)以特定 比例拼用時(shí)可以有效提高耐火極限，在用垂直燃燒法進(jìn)行耐火極限測(cè)定時(shí)，使用復(fù)合基料 樹脂比使用單一的基料樹脂的耐火時(shí)間提高了 5-10分鐘左右。2、磷酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁、聚磷酸鋁是本發(fā)明中起到防腐作用的原料，氫氧化 鋁與鐵屑反應(yīng)將其溶解，然后鐵離子與磷酸鋅離解形成的磷酸鹽離子形成牢固的絡(luò)合物， 亞鐵離子被硼酸鋅釋放的硼酸離子吸附，然后氧化后形成不溶的穩(wěn)定化合物，并且聚磷酸 鋁能釋放三聚磷酸根離子，也能與鐵離子和亞鐵離子形成絡(luò)合物從而形成致密的膜。并且 這些成分還能對(duì)鹵化聚合物等物質(zhì)具有良好的阻燃作用，因此也起到了防火和防腐的雙重 作用。3、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原料中的顆粒成分粒度上以100目逐級(jí)遞增時(shí)，最終涂料的耐 火時(shí)間會(huì)有所延長，并且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)從100目增加至700目時(shí)，耐火時(shí)間的增加較為明 顯，而700目以后耐火時(shí)間的增加趨于不明顯，因此本發(fā)明涂料所用顆粒原料的顆粒度有
一定的要求。4、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可膨脹石墨和納米氫氧化鎂具有協(xié)同阻燃效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，其阻燃
4作用優(yōu)于單一組成測(cè)定阻燃作用之和，并且其使用的最佳重量比為可膨脹石墨納米氫氧 化鎂=3 15、本發(fā)明的產(chǎn)品具有92-137分鐘的耐火時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過GB14907-2002中的規(guī)定。6、本發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)無起層、脫落、開裂、空鼓等現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1選用以下重量配比的原料，丙烯酸樹脂27、環(huán)氧樹脂9，聚氨酯樹脂9，三聚氰胺6， 季戊四醇6，聚磷酸銨16，可膨脹石墨4，納米氫氧化鎂2，磷酸鋅1，硼酸鋅1，氫氧化鋁2， 聚磷酸鋁3，鈦白粉6，流平劑0. 5，丙酮15，先將丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂、三聚氰 胺、季戊四醇、聚磷酸銨、可膨脹石墨、磷酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁、聚磷酸鋁、鈦白粉進(jìn)行粉 碎，使其粒度達(dá)到700目，然后將粉碎后的顆粒原料與納米氫氧化鎂、流平劑、丙酮攪拌混 合，然后進(jìn)行高速均質(zhì)分散，獲得涂料。將涂料在鋼結(jié)構(gòu)材料上形成2mm的涂層，測(cè)定得其耐火極限為92分鐘。實(shí)施例2選用以下重量配比的原料，丙烯酸樹脂30、環(huán)氧樹脂10，聚氨酯樹脂10，三聚氰胺 7，季戊四醇8，聚磷酸銨18，可膨脹石墨7，納米氫氧化鎂3，磷酸鋅2，硼酸鋅2，氫氧化鋁4， 聚磷酸鋁4，鈦白粉7，流平劑0. 7，丙酮16，先將丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂、三聚氰 胺、季戊四醇、聚磷酸銨、可膨脹石墨、磷酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁、聚磷酸鋁、鈦白粉進(jìn)行粉 碎，使其粒度達(dá)到700目，然后將粉碎后的顆粒原料與納米氫氧化鎂、流平劑、丙酮攪拌混 合，然后進(jìn)行高速均質(zhì)分散，獲得涂料。將涂料在鋼結(jié)構(gòu)材料上形成2mm的涂層，測(cè)定得其耐火極限為105分鐘。實(shí)施例3選用以下重量配比的原料，丙烯酸樹脂36、環(huán)氧樹脂12，聚氨酯樹脂12，三聚氰胺 8，季戊四醇8，聚磷酸銨20，可膨脹石墨9，納米氫氧化鎂3，磷酸鋅3，硼酸鋅3，氫氧化鋁5， 聚磷酸鋁4，鈦白粉7，流平劑0. 7，丙酮20，先將丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂、三聚氰 胺、季戊四醇、聚磷酸銨、可膨脹石墨、磷酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁、聚磷酸鋁、鈦白粉進(jìn)行粉 碎，使其粒度達(dá)到700目，然后將粉碎后的顆粒原料與納米氫氧化鎂、流平劑、丙酮攪拌混 合，然后進(jìn)行高速均質(zhì)分散，獲得涂料。將涂料在鋼結(jié)構(gòu)材料上形成2mm的涂層，測(cè)定得其耐火極限為137分鐘。實(shí)施例4選用以下重量配比的原料，丙烯酸樹脂33、環(huán)氧樹脂11，聚氨酯樹脂11，三聚氰胺 8，季戊四醇7，聚磷酸銨18，可膨脹石墨10，納米氫氧化鎂5，磷酸鋅3，硼酸鋅2，氫氧化鋁 5，聚磷酸鋁5，鈦白粉9，流平劑0. 8，丙酮18，先將丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂、三聚 氰胺、季戊四醇、聚磷酸銨、可膨脹石墨、磷酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁、聚磷酸鋁、鈦白粉進(jìn)行 粉碎，使其粒度達(dá)到700目，然后將粉碎后的顆粒原料與納米氫氧化鎂、流平劑、丙酮攪拌 混合，然后進(jìn)行高速均質(zhì)分散，獲得涂料。將涂料在鋼結(jié)構(gòu)材料上形成2mm的涂層，測(cè)定得其耐火極限為125分鐘。實(shí)施例5 (復(fù)合樹脂的影響)
除將實(shí)施例4中丙烯酸樹脂33、環(huán)氧樹脂11，聚氨酯樹脂11分別替換成丙烯酸樹 脂55份、環(huán)氧樹脂55份，聚氨酯樹脂55份外其他原料和操作相同，分別形成涂料A、B、C， 最終測(cè)定其耐火極限。A 120 分鐘；B 118 分鐘；C 115 分鐘。實(shí)施例6 (粒度影響)除將實(shí)施例4中顆粒成分粒度由700目變成100目、200目、300目、400目、500目、 600目、800目、900目外原料和其他操作相同，分別形成涂料03、？、6、11、1、、1(最終測(cè)定 其耐火極限。D :92 分鐘；E 101 分鐘；F 105 分鐘；G 109 分鐘；H 114 分鐘；I 120 分鐘;J 126 分鐘；K 126-127分鐘之間。
權(quán)利要求
一種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于由以下重量配比原料制成復(fù)合基料樹脂45-60三聚氰胺6-8季戊四醇6-8聚磷酸銨16-20可膨脹石墨 4-10納米氫氧化鎂2-5磷酸鋅 1-3硼酸鋅 1-3氫氧化鋁2-5聚磷酸鋁3-5鈦白粉 6-9流平劑 0.5-0.8丙酮15-20其中復(fù)合基料樹脂、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸銨、可膨脹石墨、磷酸鋅、硼酸鋅、氫氧化鋁、聚磷酸鋁、鈦白粉的顆粒度均達(dá)到700目。
2.權(quán)利要求1的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其中所述復(fù)合基料樹脂為丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹 脂、聚氨酯樹脂的拼用，它們的使用重量配比為丙烯酸樹脂環(huán)氧樹脂聚氨酯樹脂= 3:1:1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其由以下重量配比原料制成復(fù)合基料樹脂45-60，三聚氰胺6-8，季戊四醇6-8，聚磷酸銨16-20，可膨脹石墨4-10，納米氫氧化鎂2-5，磷酸鋅1-3，硼酸鋅1-3，氫氧化鋁2-5，聚磷酸鋁3-5，鈦白粉6-9，流平劑0.5-0.8，丙酮15-20，該涂料具有優(yōu)異的防火和防腐能力。
文檔編號(hào)C09D5/18GK101857756SQ20101022116
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者尚振國, 張永軍, 李飛云, 王喆, 王曉梅, 王靜波, 致栓明, 蘇仲杰, 解成剛, 郝林, 韓平, 馬政, 高亮 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古興泰建筑有限責(zé)任公司