一种钢结构防火涂料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种钢结构防火涂料，属于防火涂料技术领域。包含下列重量份的组分：基料树脂30～50份、脱水催化剂15～20份、炭化剂5～10份、发泡剂6～10份、含磷酸酯基的阻燃剂5～10份、羧甲基纤维素3～8份、氢氧化铝3～5份、碳纳米管1～2份、玄武岩纤维1～2份、水10～15份。本发明专利技术还提供了一种钢结构防火涂料的制备方法及应用。本发明专利技术提供钢结构防火涂料，基于膨胀型防火涂料上通过添加碳纳米管以及玄武岩纤维提高了膨胀炭质层的强度和耐火极限。同时，加入含磷酸酯基的阻燃剂，以及无机阻燃剂氢氧化铝，能够有效提升防火性能。

【技术实现步骤摘要】
一种钢结构防火涂料、制备方法及其应用
本专利技术属于防火涂料
，具体涉及一种钢结构防火涂料、制备方法及其应用。
技术介绍
随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造，只要把预制好的房屋构件，运到工地装配起来就成了。在此房屋在建造过程中，钢结构是主要的建筑结构类型之一，主要由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成，相比混凝土结构，其强度高、自重轻、整体刚度好、抵抗变形能力强，且施工简便，广泛应用于建造大跨度、超高层、超重型等的建筑物领域。但是，钢结构的机械性能会随着温度的升高而降低，在使用的时候，温度较高钢结构就会发生严重的变形，甚至会失去它的使用能力。钢结构的耐火极限为15min，火灾发生时，10min之内温度就会达到很高，钢结构会丧失安全性能，从而影响整体的建筑物安全，因此，钢结构的防火性是目前所要研究的一个重点的问题通常采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。目前，钢结构防火涂料分为厚涂型、薄涂型和超薄型钢结构防火涂料，其中，厚涂型钢结构防火涂料具有密度小、热导率低、粘结力强、不腐蚀钢材等特点，特别适于超高层钢结构建筑物的防火保护要求。但是厚涂型钢结构防火涂料涂层厚在8～50mm，表面粗糙，外观装饰性较差，不适用于裸露钢结构的涂装与保护。而薄涂型钢结构防火涂料和超薄型钢结构防火涂料相对于厚涂型钢结构防火涂料属于膨胀型防火涂料，具有粒度细、涂层薄、施工方便、装饰性好等优点，适合用于裸露钢结构的涂装与保护，现有薄涂型钢结构防火涂料和超薄型钢结构防火涂料，在生产过程中添加一些辅助材料，进一步提升防火性能，且可提高涂料的稳定性、施工性能和涂层的物理机械性能，但是，选择不同的辅助材料以及不同的加入量会直接影响涂层的膨胀高度，加入量越大，膨胀高度越小，膨胀炭质层越致密，强度越高。为此，为了提高钢结构的防火性能，及涂层的物理机械性能。本专利技术基于玄武岩纤维作为辅助材料，开发一种高强度和耐火极限的钢结构防火涂料。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种钢结构防火涂料、制备方法及应用。本专利技术第一个目的是提供一种钢结构防火涂料，包含下列重量份的组分：基料树脂30～50份、脱水催化剂15～20份、炭化剂5～10份、发泡剂6～10份、含磷酸酯基的阻燃剂5～10份、羧甲基纤维素3～8份、氢氧化铝3～5份、碳纳米管1～2份、玄武岩纤维1～2份、水10～15份。优选的，所述玄武岩纤维的直径为7～9μm，长度0.5～1mm。优选的，所述碳纳米管为多壁碳纳米管材料。优选的，所述含磷酸酯基的阻燃剂为多元醇磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯中的一种。优选的，所述基料树脂为氨基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、有机硅共聚改性丙烯酸树脂中的一种或多种。优选的，所述脱水催化剂为聚磷酸铵和/或磷酸三聚氰胺，所述脱水催化剂为所述聚磷酸铵和所述磷酸三聚氰胺时，其所述聚磷酸铵和所述磷酸三聚氰胺质量比为3：1。优选的，所述炭化剂为季戊四醇和/或二季戊四醇。优选的，所述发泡剂为三聚氰胺、双氰胺、氯化石蜡中的一种或多种。本专利技术第二个目的提供一种钢结构防火涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、按重量份分别称取组分：基料树脂30～50份、脱水催化剂15～20份、炭化剂5～10份、发泡剂6～10份、含磷酸酯基的阻燃剂5～10份、羧甲基纤维素3～8份、氢氧化铝3～5份、碳纳米管1～2份、玄武岩纤维1～2份、水5～10份，备用；S2、将S1称取的基料树脂、脱水催化剂、炭化剂、发泡剂、含磷酸酯基的阻燃剂混合均匀，然后加入部分水搅拌制成混合液；S3、将S1称取的氢氧化铝、碳纳米管、玄武岩纤维通过球磨混合均匀后，加入S2中制成的混合液中，并加入羧甲基纤维素以及剩余的水，搅拌成浆料，即得所述钢结构防火涂料。本专利技术第三个目的提供一种钢结构防火涂料在钢结构中的应用。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果:本专利技术提供钢结构防火涂料，基于膨胀型防火涂料上通过添加玄武岩纤维以及碳纳米管提高了膨胀炭质层的强度和耐火极限。同时，加入含磷酸酯基的阻燃剂，以及无机阻燃剂氢氧化铝，能够有效提升防火性能。通过控制玄武岩纤维及碳纳米管的添加量，玄武岩纤维与多壁碳纳米管之间相互嵌套，且玄武岩纤维与多壁碳纳米管镶嵌于无机阻燃剂氢氧化铝及含磷酸酯基的阻燃剂的间隙中，能够有效增强膨胀炭质层致密性的同时，大大延长了耐火极限。本专利技术提供的钢结构防火涂料体系均采用环保，低毒的材料，在预热中不会释放出大量的烟雾，涂料使用方便环保，形成的薄层涂层就可以发挥非常强的防火功能。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。需要说明的是，下述各实施例、应用实施例及应用对比例中所述实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。实施例1一种钢结构防火涂料，包含下列重量份的组分：丙烯酸树脂30份、聚磷酸铵和磷酸三聚氰胺15份、二季戊四醇5份、氯化石蜡6份、多元醇磷酸酯5份、羧甲基纤维素3份、氢氧化铝3份、碳纳米管1份、玄武岩纤维1份、水10份；其中，玄武岩纤维的直径为7～9μm，长度0.5～1mm；碳纳米管为多壁碳纳米管材料；聚磷酸铵和磷酸三聚氰胺质量比为3：1。上述所述的钢结构防火涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、按重量份分别称取组分：丙烯酸树脂30份、聚磷酸铵和磷酸三聚氰胺15份、二季戊四醇5份、氯化石蜡6份、多元醇磷酸酯5份、羧甲基纤维素3份、氢氧化铝3份、碳纳米管1份、玄武岩纤维1份、水10份，备用；S2、将S1称取的基料树脂、脱水催化剂、炭化剂、发泡剂、含磷酸酯基的阻燃剂混合均匀，然后加入部分水搅拌制成混合液；S3、将S1称取的氢氧化铝、碳纳米管、玄武岩纤维通过球磨混合均匀后，加入S2中制成的混合液中，并加入羧甲基纤维素以及剩余的水，搅拌成浆料，即得所述钢结构防火涂料。实施例2一种钢结构防火涂料，包含下列重量份的组分：酚醛树脂50份、聚磷酸铵20份、季戊四醇10份、三聚氰胺10份、三(β-氯乙基)磷酸酯10份、羧甲基纤维素8份、氢氧化铝5份、碳纳米管2份、玄武岩纤维2份、水15份；其中，玄武岩纤维的直径为7～9μm，长度0.5～1mm；碳纳米管为多壁碳纳米管材料。上述所述的钢结构防火涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、按重量份分别称取组分：酚醛树脂50份、聚磷酸铵20份、季戊四醇10份、三聚氰胺10份、三(β-氯乙基)磷酸酯10份、羧甲基纤维素8份、氢氧化铝5份、碳纳米管2份、玄武岩纤维2份、水15份，备用；S2、将S1称取的基料树脂、脱水催化剂、炭化剂、发泡剂、含磷酸酯基的阻燃剂混合均匀，然后加入部分水搅拌制成混合液；S3、将S1称取的氢氧化铝、碳纳米管、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢结构防火涂料，其特征在于，包含下列重量份的组分：基料树脂30～50份、脱水催化剂15～20份、炭化剂5～10份、发泡剂6～10份、含磷酸酯基的阻燃剂5～10份、羧甲基纤维素3～8份、氢氧化铝3～5份、碳纳米管1～2份、玄武岩纤维1～2份、水10～15份。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢结构防火涂料，其特征在于，包含下列重量份的组分：基料树脂30～50份、脱水催化剂15～20份、炭化剂5～10份、发泡剂6～10份、含磷酸酯基的阻燃剂5～10份、羧甲基纤维素3～8份、氢氧化铝3～5份、碳纳米管1～2份、玄武岩纤维1～2份、水10～15份。


2.根据权利要求1所述的钢结构防火涂料，其特征在于，所述玄武岩纤维的直径为7～9μm，长度0.5～1mm。


3.根据权利要求1所述的钢结构防火涂料，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管材料。


4.根据权利要求1所述的钢结构防火涂料，其特征在于，所述含磷酸酯基的阻燃剂为多元醇磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯中的一种。


5.根据权利要求1所述的钢结构防火涂料，其特征在于，所述基料树脂为氨基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、有机硅共聚改性丙烯酸树脂中的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的钢结构防火涂料，其特征在于，所述脱水催化剂为聚磷酸铵和/或磷酸三聚氰胺，所述脱水催化剂为所述聚磷酸铵和所述磷酸三聚氰胺时，其所述聚磷酸铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷波，沈婷婷，李柱凯，
申请(专利权)人：广安职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川;51