[发明专利]一种水性超薄膨胀型钢结构防火防腐涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是建筑钢结构用的超薄膨胀型防火涂料。

背景技术

钢结构具有质量轻、强度高、施工方便等优点，正日益广泛地应用于大型建筑中。但是钢结构的耐火性能很差，极易导热，在自身温度超过540℃时，其机械强度几乎全部丧失。此时便会导致建筑物不能支撑自身质量而坍塌，从而给人们的生命和财产带来巨大的损失。因此，需要通过防火对钢结构建筑进行防火保护，在众多的钢结构防火保护措施中在钢材表面涂覆防火涂料是一种最简单且最有效的途径。

钢结构防火涂料的种类很多，按涂层厚度可以分为厚型、薄型和超薄型；按其材料形态可以分为水基型、粉末型和溶剂型；按防火机理可以分为隔热性、膨胀型和非膨胀型。随着人们环保意识的增强，水性超薄膨胀型防火涂料具有环保、用量少、装饰效果好的特点，因而水性超薄膨胀型防火涂料越来越受到人们的青睐。水性超薄膨胀型防火涂料遇火时膨胀发泡，形成一定厚度的防火炭化层，炭化层将火焰与钢材隔离，大大降低热量的传导，从而达到阻燃或延缓火焰扩散的目的，因而得到了广泛的应用。市场上的溶剂型防火涂料，采用二甲苯等有机物作为溶剂，在施工中会释放出有害物质，不仅影响工作人员的身体健康，而且污染环境。水性超薄膨胀型防火涂料因为无有害气体释放，施工方便，是目前消防部门大力推广的品种。但是目前市场上的水基型防火涂料普遍存在着耐水性不足、耐酸、耐碱和耐候性差、同时不具备一定的防腐防锈的性能。

在中国专利CN 1336403A中公开了一种溶剂型钢结构防火涂料，采用二甲苯和醋酸丁酯作溶剂，还使用了三氧化二锑，耐火极限虽然达到了90min，但是溶剂挥发会释放出有害物质，污染环境。如果发生火灾，三氧化二锑受热会产生致癌物质；CN 1184137A、CN 1488692中都提到了在超薄型防火涂料中加入无机填料。过量的无机填料会降低炭层膨胀高度；在CN1408800中王国建等采用膨胀石墨来增加发泡层的高度，但是发泡层过高，影响了力学性能，膨胀炭层容易脱离钢结构表面，影响耐火极限。

发明内容

针对目前水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的耐水性不足、耐酸、耐碱和耐候性差，以及防腐、防锈能力的不足等缺陷，本发明研制一种水性超薄膨胀型防火防腐涂料，该涂料在具备优异的防火性能的同时，还具有防腐防锈的功能，并且有环境友好的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水性超薄膨胀型钢结构防火防腐涂料，其特征在于，所述涂料的质量百分比组成如下：

有机硅改性丙烯酸酯乳液            25.0％～34.0％

多聚磷酸铵(APP)                   10.0％～16.0％

三聚氰胺(MEL)                     8.0％～12.0％

季戊四醇(PER)                     5.0％～8.0％

钛白粉                            2.0％～3.0％

可膨胀石墨           2.0％～5.0％

防腐剂               2.0％～4.0％

陶瓷填料             2.0％～4.0％

消泡剂               0.20～0.50％

分散剂               0.20％～0.50％

增稠剂               1.0％～3.0％

加入去离子水至100％；

其中，所述的有机硅改性丙烯酸酯乳液的固含量为42％，有机硅为选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷中的一种或几种，所述的丙烯酸酯为含有功能单体丙烯酸-β-羟丙酯的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的混合单体，丙烯酸-β-羟丙酯占甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯总量的5％，甲基丙烯酸甲酯∶丙烯酸丁酯的质量比＝1∶1；

所述的有机硅改性的丙烯酸酯乳液是通过如下方法制备的：

以反应过程中所加入的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的混合单体的总量为100％计量，以下简称单体总量，百分比为质量比，所述方法步骤如下：