水性膨胀型钢结构防火涂料及制备方法

摘要

本发明涉及一种水性膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，各组份按质量百分比计，防火涂料由20-45%涂料基体、25-45%纳米阻燃剂、0.1-10%阻燃协效剂、1-10%填料、0.2-5%助剂和5-30%水组成，防火涂料制备方法：先制备纳米阻燃剂，再将涂料基体中的水性环氧乳液、水性环氧固化剂和自交联硅丙乳液加入搅拌桶中搅拌均匀，加入纳米阻燃剂、阻燃协效剂、填料、助剂和水，搅拌10-30min后加入球磨机中研磨，检测涂料细度是否达到要求，达到要求后停止研磨，用滤网过滤，分离研磨珠和涂料，将涂料装入指定的罐中，出料装桶。本发明的防火涂料膨胀倍率高，耐火极限可达120min，涂层厚度2mm。该涂料制备方法简单，解决了生物质发电领域中固体废弃物，成本低，应用广泛，具有显著的经济及社会效益。

主权项

水性膨胀型钢结构防火涂料，各组份按质量百分比计，其特征在于由几个组份组成：20‑45%涂料基体、25‑45%纳米阻燃剂、0.1‑10%阻燃协效剂、1‑10%填料、0.2‑5%助剂和10‑30%水；所述纳米阻燃剂由成炭剂、成炭催化剂、发泡剂和二氧化硅及表面活性剂组成；所述的阻燃剂原料由成炭催化剂、成炭剂和发泡剂组成，对阻燃剂原料进行纳米化而获得；所述的对阻燃剂原料进行纳米化的方法是通过沉淀法将阻燃剂原料固定在纳米二氧化硅颗粒而制备得到的；所述的纳米阻燃剂的具体制备步骤为：把阻燃剂原料、占阻燃剂原料重量的5‑50%的水玻璃和占阻燃剂原料重量的0.5‑50%的表面活性剂加入到为阻燃剂原料重量的1‑5倍的水中加热到50‑90℃后，用酸调节pH值到5‑8，反应两小时后冷却、过滤洗涤反应产物，干燥后得到所述的纳米阻燃剂；所述阻燃协效剂选自生物质电厂灰；所述涂料基体由5‑10%的自交联硅丙乳液、丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、聚醋酸乙烯乳液中的一种或多种与10%‑35%水性环氧乳液、1%‑5%水性环氧固化剂组成，涂料基体总量为20‑45%。2.根据权利要求1所述的水性膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述成炭催化剂选自聚磷酸铵、红磷、磷酸胍、磷酸脲、磷酸二氢铵、焦磷酸铵中的一种或多种；所述成炭剂选自淀粉、葡萄糖、三梨醇、季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇中的一种或多种；所述发泡剂选自尿素、双氰胺、三聚氰胺中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的水性膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述的表面活性剂选自十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱、烷基酚聚氧乙烯醚、硅烷偶联剂、脂肪酸聚氧乙烯酯、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇‑聚乙烯亚胺‑聚乙烯醇中的一种或多种复配。4.根据权利要求1所述的水性膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述填料选自钛白粉、锑白粉、氧化铁、轻质碳酸钙、硅酸铝纤维素、高岭土、云母粉、酞菁、可膨胀石墨、鳞片石墨中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的水性膨胀型钢结构防火涂料，其特征在于：所述助剂选自2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇单异丁酯、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、聚醚改性聚硅氧烷类流平剂TEGO Flow425、聚醚改性聚硅氧烷类流平剂BYK‑333、聚醚改性聚硅氧烷类流平剂JY3033中的一种或多种。6.根据权利要求1‑5之一所述的水性膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）纳米阻燃剂的制备：将阻燃剂原料、占阻燃剂原料重量的5‑50%的水玻璃和占阻燃剂原料重量的0.5‑50%的表面活性剂加入到为阻燃剂原料重量的1‑5倍的水中加热到50‑90℃后，用酸调节pH值到5‑8，反应两小时后冷却、过滤洗涤反应产物，干燥后得到所述的纳米阻燃剂；（2）防火涂料的制备：先将涂料基体中的水性环氧乳液、水性环氧固化剂和自交联硅丙乳液加入搅拌桶中，搅拌均匀后，加入纳米阻燃剂、阻燃协效剂、填料、助剂和水，搅拌10‑30min后加入球磨机中研磨一次，均匀混合后用刮板细度计检测涂料的细度是否达到要求，达到要求后停止研磨，用滤网过滤，分离研磨珠和涂料，将涂料装入指定的罐中，出料装桶。