[发明专利]一种钢结构水性防火涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钢结构水性防火涂料，包括：无机粉料500～800重量份；无机纤维4～10重量份；无机粘结剂300～500重量份；有机结合剂20～50重量份；有机膨胀剂90～110重量份；润湿剂1～2重量份；分散剂2～3重量份；保湿剂8～13重量份；增粘剂4～6重量份；消泡剂1～2重量份；所述无机粉料包括膨胀珍珠岩和超细氧化铝粉；所述有机膨胀剂包括三聚氰胺磷酸盐和双季戊四醇。本发明所述无机‑有机复合的钢结构防火涂层具有强度较高、表面外观较好。因其使用可以粘结金属材质的无机粘结剂，粘结强度高，在受瞬时高温时，不易发生脱落。无机材料防火性能附加有机膨胀材料高温膨胀特性，使得该涂层的防火性能优异。

技术领域

本发明涉及防火材料制备技术领域，尤其是一种钢结构水性防火涂料及其制备方法。

背景技术

钢结构的应用领域非常广泛，但是其使用存在三大威胁：失稳、火灾和腐蚀。失稳可以在设计时解决，受火和防腐需要被动式技术进行保护。据资料显示，结构钢工程会在受火5分钟内达到538℃时，钢材开始失去承重能力，裸露的钢结构在高温火陷中耐火极限不足0.25h，可能会发生变形或倒塌，其支撑的建筑物的稳定性受到破坏，造成灾难性后果。采用防火涂料进行阻燃的方法被认为是有效的措施之一。按照防火机理划分为膨胀型防火涂料和非膨胀性防火涂料。过去膨胀涂料通常是溶剂型涂料，然而近些年，水性膨胀涂料已经取得了显著进展，特别是纤维类防火涂料。

非膨胀型防火涂料以膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、矿物纤维等无机绝热材料为主，配以无机黏结剂制成，隔热性能、黏结性能良好且物理化学性能稳定、使用寿命长，具有较好的耐久性，应优先选用。但非膨胀型防火涂料的涂层强度较低、表面外观较差，更适宜用于隐蔽构件。非膨胀型防火涂料中膨胀蛭石、膨胀珍珠岩的粒径一般为1mm～4mm，如涂层厚度太小，施工难度大，难以保证施工质量，为此本规范规定了非膨胀型防火涂层的最小厚度为10mm。

膨胀型防火涂料以有机高分子材料为主。随着时间的延长，这些有机材料可能发生分解、降解、溶出等不可逆反应，使涂料“老化”失效，出现粉化、脱落或膨胀性能下降。膨胀型防火涂料的大量应用主要在1990年后，目前尚无直接评价其老化速度及寿命标准的量化指标，只能从涂料的综合性能来判断其使用寿命的长短。不过有两点可以确定：一是非膨胀型防火涂料寿命比膨胀型防火涂料寿命长；二是涂料所处的环境条件越好，其使用寿命越长。所以本规范对膨胀型防火涂料的使用范围给予一定的限制。室外、半室外钢结构的环境条件比室内钢结构更为严酷、不利，对膨胀型防火涂料的耐水性、耐冷热性、耐光照性、耐老化性要求更高。国内某大型体育场雨棚钢结构采用某膨胀型防火涂料，在10年后出现涂层老化、性能下降及脱落等现象。膨胀型防火涂料，因为它与防腐油漆同为有机材料，可能发生化学反应。在不能出具第三证明材料证明“防火涂料、防腐涂料相容”的情况下，应委托第三方进行试验验证。膨胀型防火涂料、防腐油漆的施工顺序为：防腐底漆、防腐中间漆、防火涂料、防腐面漆，在施工时应控制防腐底漆、中间漆的厚度，避免由于防腐底漆、中间漆的高温变性导致防火涂层的脱落，避免因面漆过厚、过硬而影响膨胀型防火涂料的发泡膨胀。

现有技术中国专利CN109370346A公开了一种多功能超薄型钢结构防火防腐水性涂料，由聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂、膨胀催化剂、发泡剂、成炭剂、钛白粉、防锈颜料、颜填料、助剂和水组成；其中，膨胀催化剂:发泡剂:成炭剂的质量比为3:1～1.2:0.9～1；所述聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂由反应活性的丙烯酸改性聚醚醚酮，通过ATRP自由基聚合反应合成。但是该防火涂料都为纯有机组分，使用有机粘结剂，防火失效后易脱落，安全性差。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种钢结构水性防火涂料，具有良好的耐火性能、粘结强度和抗压强度，同时不易脱落。

本发明提供了一种钢结构水性防火涂料，包括：