一种隧道防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种隧道防火涂料及其制备方法，属于涂料行业技术领域。本发明专利技术取本发明专利技术利用丙烯酸聚合物具有耐热性、耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性、保光保色性好、附着力高和价格低的特点，并引入磷酸酯功能单体，通过磷羟基与金属表面较强的螯合作用，与多价金属作用形成磷酸盐络合物，并以共价键的形式把涂料牢固地附着在金属基材上，改善附着力的同时还可以增加涂层致密性，提高耐水性能，再以轻质耐高温无机填料，通过阻断可燃气体和氧气的运输及燃烧产物逃离，使得涂料具有优异的阻燃性能，且在燃烧过程中起到减少热量释放的作用，提高了隧道防火涂料的耐火性能，在火灾情况下能够较好的保护隧道结构，防止结构在高温下坍塌。

Fire retardant coating for tunnel and its preparation method

The invention relates to a fire retardant coating for tunnel and a preparation method thereof, belonging to the technical field of coating industry. The invention and the invention has heat resistance, weather resistance, corrosion resistance, stain resistance, gloss and color retention, high adhesion and low price based on the characteristics of acrylic polymer, and the introduction of phosphate functional monomer, hydroxyl phosphorus and metal surface by strong chelation, the formation of multi valent metal phosphate complex and effect and, in the form of covalent bond to the coating firmly attached to the metal substrate to improve adhesion, but also can increase the coating compactness, improve water resistance, with light resistant inorganic filler, by blocking the combustible gas and oxygen gas transport and combustion products to escape, the paint has excellent flame retardant performance, and in reduce the heat release effect to the combustion process, improve the fire resistance of tunnel fire coatings, can better protect the tunnel structure in case of fire, prevention The stop structure collapses at high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种隧道防火涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种隧道防火涂料及其制备方法，属于涂料行业

技术介绍
随着工程建设技术和交通事业的发展以及人类生产，生活的不断需求，各种铁路、公路交通隧道和地下铁道(简称地铁)发展迅速。据统计，至2000年整个欧洲地区交通隧道的总长超过10000万km。在第二次全国公路普查中，县级以上公路隧道建设总长将近550万km，但在路况改善的同时，道路交通流量和车辆及其运输物品变化也很大，不仅增加了交通隧道的火灾风险，而且还引发了不少严重的火灾事故。隧道火灾不仅严重威胁人的生命和财产安全，而且可能对交通设施，人类的生产活动造成巨大破坏。因此，各国近20年来都投入了相当的力量对隧道的火灾行为以及火灾防护进行了较广泛的研究，并取得了一定成果。制定了一些技术要求和标准。但在隧道火灾防护上仍然存在巨大差距。隧道和地铁建筑结构复杂，环境相对密闭。在封闭空间内热量不易消散，火灾时温度较高，对于通行载重汽车或油罐槽车等的公路隧道和油槽列车的铁路隧道火灾，温度常达1000℃以上，火灾扑救相当困难，往往会造成重大的人员伤亡和财产损失。对于水下隧道，还有因结构被破坏而导致隧道修复困难的可能。因此，各国对交通隧道和地下铁道的消防安全都十分重视。在交通运输通道的建设过程中，隧道以其便捷、造价低等优势受到了规划建设者的青睐。但近十几年来，由于不断增长的交通流量和运输物品的复杂性，增加了交通隧道的火灾风险。又由于隧道结构复杂，环境密闭，在有限的空间内一旦发生火灾，扑救相当困难，火灾往往持续时间较长，极易造成人员伤亡和财物的重大损失。众多交通事故所造成的危害引起了各国对隧道消防安全问题的高度重视，促进了关于隧道火灾的基础性研究，并取得了一定的成果。目前较为可行的重要防火方法就是在隧道混凝土表面涂喷隧道专用防火涂料。由于隧道长期处于较潮湿的环境，其火灾燃烧又具有温度高的特点，并考虑到消防队员灭火工作能安全快速的进行以及施工人员的便捷施工等因素，涂层太厚，粘结强度低，对涂层毒性研究没有足够认识，一旦发生火灾，将影响火灾的扑救和隧道的修复，且耐水性较差，涂层长期处于隧道的潮湿环境中，会反卤、结水等问题，成了相关科研单位和生产企业研究的焦点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对涂层太厚，粘结强度低，对涂层毒性研究没有足够认识，一旦发生火灾，将影响火灾的扑救和隧道的修复，耐水性较差，涂层长期处于隧道的潮湿环境中，会反卤、结水等问题，提供了一种隧道防火涂料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：2.一种隧道防火涂料，其特征在于，所述隧道防火涂料由下述重量份原料制成：3.25～30份改性丙烯酸乳液，30～40份硅酸盐水泥，10～15份无铅低熔点玻璃粉，1～2份碳酸镁，5～10份水滑石，3～5份二氧化钛，3～5份羟乙基纤维素，8～12份玻化微珠，10～15份膨胀珍珠岩，20～30份去离子水。所述改性丙烯酸乳液为混合单体乳液在氮气氛围、引发剂作用下，加热至70～75℃保温1～2h，继续加热至80～85℃保温2～3h，再加水稀释至固含量为20～30%制得。所述混合单体乳液为丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、磷酸酯功能单体加入乳化液中混合均匀制得，所述乳化液由乳化剂、缓冲剂、去离子水组成。所述混合单体乳液由下述重量份原料制得：8～10份乳化剂，0.5～0.8份缓冲剂，100～150份去离子水，36～42份丙烯酸，32～36份丙烯酸丁酯，10～18份甲基丙烯酸甲酯，1.0～1.5份甲基丙烯酸羟乙酯，1.0～2.5份磷酸酯功能单体。所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫醇中的一种或多种。所述缓冲剂为碳酸氢钠、醋酸钠、磷酸二氢钠中的一种或多种。所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、2，2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐中的任意一种，用量为单体总质量的2%。其特征在于，具体步骤为：S1.配置乳化液；S2.将配方量的单体加入乳化液中混合均匀，得混合单体乳液；S3.将混合单体乳液装入反应釜中，加入引发剂，加热至70～75℃保温1～2h，继续加热至80～85℃保温2～3h，再加水稀释至固含量为20～30%，得改性丙烯酸乳液；S4.按配方重量份，取改性丙烯酸乳液、硅酸盐水泥、无铅低熔点玻璃粉、碳酸镁、水滑石、二氧化钛、羟乙基纤维素、玻化微珠、膨胀珍珠岩、去离子水，装入搅拌机中混合均匀，熟化10～15min后出料，得隧道防火涂料。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术利用丙烯酸聚合物具有耐热性、耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性、保光保色性好、附着力高和价格低的特点，并引入磷酸酯功能单体，通过磷羟基与金属表面较强的螯合作用，与多价金属作用形成磷酸盐络合物，并以共价键的形式把涂料牢固地附着在金属基材上，改善附着力的同时还可以增加涂层致密性，提高耐水性能；（2）本专利技术通过添加无铅低熔点玻璃粉、水滑石、玻化微珠、膨胀珍珠岩等具有不燃性和隔热隔音性能的轻质耐高温无机填料，通过阻断可燃气体和氧气的运输及燃烧产物逃离，使得涂料具有优异的阻燃性能，且在燃烧过程中起到减少热量释放的作用，提高了隧道防火涂料的耐火性能，在火灾情况下能够较好的保护隧道结构，防止结构在高温下坍塌；（3）本专利技术安全环保，生产过程中无“三废”产生，避免了对人体和环境造成的损害，且材料来源广，性价比高，具有广阔的应用前景。具体实施方式取8～10g乳化剂，0.5～0.8g缓冲剂，加入100～150mL去离子水中，以300～400r/min搅拌15～20min，得乳化液，向乳化液中加入36～42g丙烯酸，32～36g丙烯酸丁酯，10～18g甲基丙烯酸甲酯，1.0～1.5g甲基丙烯酸羟乙酯，1.0～2.5g磷酸酯功能单体，以300～400r/min搅拌1～2h，得混合单体乳液，将混合单体乳液装入反应釜中，用200W超声波超声分散15～20min，再加入1.6～2.0g引发剂，在氮气氛围下，加热至70～75℃，保温1～2h，再继续加热至80～85℃，保温2～3h，冷却至室温后用去离子水稀释至固含量为20～30%，得改性丙烯酸乳液，按重量份数计，取25～30份改性丙烯酸乳液，30～40份硅酸盐水泥，10～15份无铅低熔点玻璃粉，1～2份碳酸镁，5～10份水滑石，3～5份二氧化钛，3～5份羟乙基纤维素，8～12份玻化微珠，10～15份膨胀珍珠岩，20～30份去离子水，装入搅拌机中混合均匀，熟化10～15min后出料，得隧道防火涂料。实例1取8g乳化剂，0.5g缓冲剂，加入100mL去离子水中，以300r/min搅拌15min，得乳化液，向乳化液中加入36g丙烯酸，32g丙烯酸丁酯，10g甲基丙烯酸甲酯，1.0g甲基丙烯酸羟乙酯，1.0g磷酸酯功能单体，以300r/min搅拌1h，得混合单体乳液，将混合单体乳液装入反应釜中，用200W超声波超声分散15min，再加入1.6g引发剂，在氮气氛围下，加热至70℃，保温1h，再继续加热至80℃，保温2h，冷却至室温后用去离子水稀释至固含量为20%，得改性丙烯酸乳液，按重量份数计，取25份改性丙烯酸乳液，30份硅酸盐水泥，10份无铅低熔点玻璃粉，1份碳酸镁，5份水滑石，3份二氧化钛，3份羟乙基纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道防火涂料，其特征在于，所述隧道防火涂料由下述重量份原料制成：25～30份改性丙烯酸乳液，30～40份硅酸盐水泥，10～15份无铅低熔点玻璃粉，1～2份碳酸镁，5～10份水滑石，3～5份二氧化钛，3～5份羟乙基纤维素，8～12份玻化微珠，10～15份膨胀珍珠岩，20～30份去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种隧道防火涂料，其特征在于，所述隧道防火涂料由下述重量份原料制成：25～30份改性丙烯酸乳液，30～40份硅酸盐水泥，10～15份无铅低熔点玻璃粉，1～2份碳酸镁，5～10份水滑石，3～5份二氧化钛，3～5份羟乙基纤维素，8～12份玻化微珠，10～15份膨胀珍珠岩，20～30份去离子水。2.如权利要求1所述的一种隧道防火涂料，其特征在于，所述改性丙烯酸乳液为混合单体乳液在氮气氛围、引发剂作用下，加热至70～75℃保温1～2h，继续加热至80～85℃保温2～3h，再加水稀释至固含量为20～30%制得。3.如权利要求2所述的一种隧道防火涂料，其特征在于，所述混合单体乳液为丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、磷酸酯功能单体加入乳化液中混合均匀制得，所述乳化液由乳化剂、缓冲剂、去离子水组成。4.如权利要求2或3所述的一种隧道防火涂料，其特征在于，所述混合单体乳液由下述重量份原料制得：8～10份乳化剂，0.5～0.8份缓冲剂，100～150份去离子水，36～42份丙烯酸，32～36份丙烯酸丁酯，10～18份甲基丙烯酸甲酯，1.0～1.5份甲基丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶娟，王之霖，陈倩，
申请(专利权)人：常州亚环环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32