[发明专利]一种超薄非膨胀型无机防火涂料及其制备方法

说明书

本发明属于防火涂料领域，具体涉及一种超薄非膨胀型水性无机防火涂料及其制备方法。所述超薄非膨胀型水性无机防火涂料的成膜物质是以高模数硅酸钾为主和苯丙乳液为辅复合而成的乳液，颜料为金红石型钛白粉，填料为Al₂O₃‑ZrO₂复合微纳米空心微球，增强组分为硅灰石纤维，添加的各助剂分别为成膜助剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、多功能助剂。该涂料避免了膨胀型防火涂料高温易脱落的缺点，并且可以在保证良好防火性能的同时制成超薄涂层而不失装饰性。

技术领域

本发明属于防火涂料领域，具体涉及一种超薄非膨胀型水性无机防火涂料及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展和城市化进程的加快，人们的生活和工作条件不断改善，各式各样的高层建筑越来越多，这些建筑为了有效利用空间，大多数采用钢结构和钢筋混凝土作为主体材料。然而，建筑用钢在全负荷情况下失去静态平衡稳定性的临界温度是540℃左右，导致在发生火灾时，在快速升高的火灾温度下，钢结构的力学性能急剧下降，大概15分钟左右便会失去承重能力，此时如果没有防火保护的话，那么整个建筑就会因此而迅速坍塌，对人民的生命和财产安全造成重大损失。据统计，自七十年代以来，我国由火灾导致的年平均损失不断增加，特别是九十年代以来，该项损失更是上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。因此，消防工作的重要性越来越突出，为了减少火灾损失，提高人类生活环境安全水平，科研人员对防火涂料进行了大量研究。建筑火灾事故中，防火涂料作为重要的防火措施，其技术、经济优势不言而喻。到现在，高层建筑无论在外部还是内部均广泛采用涂料涂饰技术。涂料以其优良的保护性和装饰性带给人们安全与实惠。

防火涂料，又叫阻燃涂料，是一种涂刷在木材、纤维板、纸板、塑料等易燃建筑基材或涂于电缆、金属构件表面，起到防火作用和装饰作用的专用涂料。防火涂料具有两个特殊的性能：涂层本身具有难燃性或者不燃性，能防止被火焰点燃；同时对燃烧有延滞作用，防止小火酿成大灾，有效阻止火势的迅速蔓延，以便给消防人员赢得抢救时间。

防火涂料按照其燃烧特性可分为两大类，一类是膨胀型防火涂料，即涂层在火焰或者高温下发生膨胀炭化，形成比原来厚度大几十甚至上百倍的海绵状碳质层。另一类是非膨胀型涂料，这一类涂料又可分为含有难燃剂的有机非膨胀型和含不燃填料的无机非膨胀型。另外，依据涂料的不同分散介质，又可分为水性和溶剂型防火涂料。目前采用较多的是薄型膨胀型防火涂料，尽管这类涂料能在保证较好的防火性能的同时很好的兼顾了对于外观的装饰性要求，但这类涂料均含有大部分有机成分，在燃烧的过程中易产生刺激性甚至有毒气体，对人身安全和环境造成不良影响。另外，这类涂料存在高温易剥落、耐候性不好等缺点。对于非膨胀型防火涂料来说，含不燃填料的无机类涂料避免了环境污染、产生有害气体等问题，具有良好的抗老化能力，可长期保持稳定的防火性能。但由于这类涂料遇火时涂层基本不发生体积变化，形成釉状保护层，故其热导率往往较大，隔热效果差。为了取得一定的防火效果，一般涂层较厚，也就导致装饰效果和涂膜的某些物理性能不尽如人意。如果涂层达不到一定的厚度，如饰面型防火涂料，其主要功能是实现可燃基材的防火，那么就不具备提升钢结构耐火极限的能力。在追求环境友好型的社会，两种防火涂料各有优缺点。

发明内容

针对目前膨胀型和非膨胀型两种涂料的不足，本发明目的在于提供一种超薄非膨胀型水性无机防火涂料及其制备方法。该涂料避免了膨胀型防火涂料易脱落的缺点，并且可以在保证良好防火性能的同时制成超薄涂层而不失装饰性。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种超薄非膨胀型水性无机防火涂料，该涂料体系以高模数硅酸钾为主、苯丙乳液为辅形成的复合乳液作为成膜物质，以Al₂O₃-ZrO₂复合微纳米空心微球作为填料，以硅灰石纤维作为增强组分，并添加颜料和适量的有利于涂料理化性能的各类助剂组成。