[发明专利]一种用于室内钢结构的水性膨胀型防火涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于室内钢结构的水性膨胀型防火涂料及其制备方法，属于水性防火涂料领域，解决了传统防火涂料附着力差，防潮性、耐水性和阻燃性难以兼顾的问题。本发明涂料包括成膜乳液、分散剂、增稠剂、甲基硅酸钾改性的季戊四醇、三聚氰胺、聚磷酸铵、氢氧化铝、玻璃纤维、润湿剂、消泡剂、颜料、蒸馏水。制备方法：在蒸馏水中加入分散剂、润湿剂、消泡剂搅拌；加入玻璃纤维搅拌；加入氢氧化铝和颜料搅拌；加入聚磷酸铵、甲基硅酸钾改性的季戊四醇和三聚氰胺搅拌；加入成膜乳液搅拌；增稠剂调节粘度。本发明涂料具有良好的附着力、优异的耐水、防潮性能，涂层耐水后无起层、发泡、脱落，隔热效率衰减量≤35%，耐火时间大于120min。

技术领域

本发明属于水性防火涂料领域，具体涉及一种用于室内钢结构的水性膨胀型防火涂料及其制备方法。

背景技术

钢结构防火涂料是一种涂覆在钢结构表面形成耐火隔热层以改变其表面燃烧特性，延迟火焰温度向钢结构传递，提高钢结构耐火性能，延缓甚至阻止火灾蔓延的功能涂料。

防火涂料根据防火形势及组成，可分成膨胀型和非膨胀型两大类。膨胀型防火涂料是目前国内使用最为广泛的一种防火涂料，它主要由成膜物质、脱水剂、成炭剂、发泡剂和颜填料组成。膨胀型防火涂料受热时，涂层常能炭化膨胀数十倍甚至几十倍，形成类似蜂窝状或海绵状多孔炭层。这种炭层具有较好的隔热作用，同时阻隔了氧气与被保护基材的接触，起到防火阻燃的作用。在成炭发泡过程中发生的如脱水炭化、涂料各组分的受热分解等，也消耗了一定的热，有利于降低体系温度。与此同时，膨胀型防火涂料受热时还能释放如氨气、水蒸气、氮气和二氧化碳等不燃性气体，降低被保护基材附近可燃气体和氧气浓度，起到阻燃作用。

传统的室内水性膨胀型防火涂料存在涂层附着力差，防潮性、耐水性和阻燃性难以兼顾的问题。常用的防火涂料体系中季戊四醇或双季戊四醇的用量较大，其自身为含羟基亲水结构，容易吸水导致开裂、脱落粉化，进一步影响防火性能。同时，2019年6月1日起实施的GB14907-2018《钢结构防火涂料》国家标准对室内防火涂料耐水性能做了进一步修订要求，重点对耐水后产品的性能做了要求，即涂层耐水后无起层、发泡、脱落现象，且隔热效率衰减量≤35%，且耐水性测试结果标注为涂料产品的A类致命缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于室内钢结构的水性膨胀型防火涂料，以解决传统的室内水性膨胀型防火涂料存在的附着力差，防潮性、耐水性和阻燃性难以兼顾，以及防潮性、耐水性不佳的问题。

本发明的另一目的是提供一种用于室内钢结构的水性膨胀型防火涂料的制备方法。

本发明的技术方案是：一种用于室内钢结构的水性膨胀型防火涂料，包括以下重量百分比的原料：15%-20%成膜乳液、0.8%～1.2%分散剂、0.9%～1.3%增稠剂、8%～12%甲基硅酸钾改性的季戊四醇、10%～11%三聚氰胺、14%～16%聚磷酸铵、12%～14%氢氧化铝、3%～4%玻璃纤维、0.2%-0.6%润湿剂、0.6%-0.8%消泡剂、6%-9%颜料，余量为蒸馏水。

作为本发明的进一步改进，成膜乳液为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液，黏度范围为2000-7000 mPa•s，pH值范围为4.5-5.4，玻璃化温度范围为2-6℃。

作为本发明的进一步改进，玻璃纤维的熔点大于1200℃，长径比为20～25，纤维长度为120-135μm，拉伸强度为700-800MPa。

作为本发明的进一步改进，聚磷酸铵为三聚氰胺改性的聚磷酸铵，其聚合度n＞1500，水溶性≤0.25g/100mL。

作为本发明的进一步改进，分散剂为巴斯夫AA4141；所述增稠剂为罗门哈斯RM-2020聚氨酯类非离子型缔合增稠剂。

作为本发明的进一步改进，颜料包括钛白粉。

一种用于室内钢结构的水性膨胀型防火涂料的制备方法，包括以下步骤：