[发明专利]一种膨胀型钢结构防火涂料

说明书

本发明公开了一种膨胀型钢结构防火涂料，属于高分子材料领域，所述产品包括以下质量分数的组分：20～40％水性基料树脂乳液、31～40％膨胀型阻燃剂、5～10％无机填料、0.2～1％纤维填料、1～3％粘结剂、1～3％助剂及余量水；所述膨胀型阻燃剂包括改性聚磷酸铵、三嗪类成炭剂和可膨胀石墨。所述产品以改性聚磷酸铵、三嗪类成炭剂和可膨胀石墨代替传统的聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺作为阻燃剂成分，在合理搭配其他功效成分后，不仅可保持传统防火涂料的阻燃效果，其耐水及耐热效率明显提高，可用于更加严格环境下的钢结构防护中。本发明还提供了所述膨胀型钢结构防火涂料的制备方法。该方法操作步骤简单，可实现工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种膨胀型钢结构防火涂料。

背景技术

在火灾发生时，承重的钢铁构件会因为环境的高温高热而失去承载能力，导致建筑物的坍塌。而钢结构防火涂料，可以通过受热时产生大量具有隔热隔氧的泡沫碳层，降低了钢铁构件的升温速率，延缓建筑物的坍塌，为消防救援争取了时间。

目前市面上常规的膨胀型阻燃剂由聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺组成，一般具有非常好的防火效果。但是，这三种原料的耐水性都比较差，在室外应用中容易出现析出、起皱和鼓泡等现象，而在国标检测中，这些阻燃剂的耐水测试通过率也普遍较低。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有高耐水性以及高隔热效率的膨胀型钢结构防火涂料，该材料可有效防止现有材料在耐水耐候过程中产生的析出、起皱以及鼓泡问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种膨胀型钢结构防火涂料，包括以下质量分数的组分：20～40％水性基料树脂乳液、31～40％膨胀型阻燃剂、5～10％无机填料、0.2～1％纤维填料、1～3％粘结剂、1～3％助剂及余量水；所述膨胀型阻燃剂包括改性聚磷酸铵、三嗪类成炭剂和可膨胀石墨。

本发明通过加入特定组分及含量的膨胀型阻燃剂，其目的是在有效提高材料的防火性能的同时，保持涂料的力学粘性：(1)膨胀型阻燃剂一般由酸源、碳源、气源组成。火灾发生时，酸源能够提供酸性催化剂与碳源进行酯化成碳反应，同时气源提供惰性气体使碳层膨胀，三者结合形成膨胀型隔热隔氧的碳层。本发明所述膨胀型阻燃剂中，改性聚磷酸铵在受热时，能够分解形成磷酸、聚磷酸等酸性物质与成炭剂发生反应形成碳层，同时释放出少量的氨气；三嗪类成炭剂在受热时熔融，并与改性聚磷酸铵分解出的酸性物质进行酯化成碳反应，同时释放除少量的氮氧化合物气体(氮气、氨气等)；可膨胀石墨在受热时膨胀，体积增大至原来的100～300倍，固体残留物主要为难燃的碳，气体挥发物主要为惰性气体(二氧化硫、二氧化碳等)。(2)若膨胀型阻燃剂含量过多，则容易导致涂料粘结力变差；含量过少则无法保证涂料的防火性能。

本发明所提供的膨胀型钢结构防火涂料，以改性聚磷酸铵、三嗪类成炭剂和可膨胀石墨代替传统的聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺作为阻燃剂成分，在合理搭配其他功效成分后，不仅可保持传统防火涂料的阻燃效果，其耐水及耐热效率明显提高，可用于更加严格环境下的钢结构防护中。