自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材，其特征在于：其层结构顺序以次为高分子薄膜层、粘结层、防火层、抗紫外线层，所述防火层材料由高分子固体树脂、膨胀型阻燃剂、分散助剂、增强助剂组成，所述抗紫外线层由高分子固体树脂、膨胀型阻燃剂、分散助剂、增强助剂、紫外线吸收剂组成。所述防火层与抗紫外线层通过延压结合在一起；所述粘结层涂布于高分子薄膜层，与防火层、抗紫外线层再次延压结合在一起。本实用新型改进了传统涂料的原料、制备工艺、涂料形态等，采用高分子固体树脂作为基体原料，添加其它功能性材料，制备具有高效防火性能、抗紫外线性能的自贴覆型防火卷材，具有环保，施工效率高，装饰性好、抗紫外线强等优点。
【专利说明】自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于防火【技术领域】，尤其涉及一种自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济建设的快速发展，钢结构建筑因其强度高、承载能力强、自质轻、构 件制造与安装方便、结构美观、施工快捷、抗震性及稳定性好等优点，已经越来越多地应用 于各类大空间工业厂房及民用建筑中。虽然钢结构本身为不燃烧材料，但其屈服应力和抗 拉强度在600°C以上时急剧减少为原来的50%?60%，故其耐火极限仅为15min，无法满足 设计耐火极限要求。要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处 理，其目的就是将钢结构的耐火极限至少提高到设计规范规定的极限范围。钢结构构件的 防火方法主要有涂料保护、防火板保护、混凝土保护、无机纤维保护、结构内通水冷却保护 等。
[0003] 钢结构建筑采用防火涂料进行防火处理是目前普遍的措施，根据所使用分散剂的 不同，钢结构防火涂料分为溶剂型与水性涂料。溶剂型涂料具有较好的硬度、光泽、耐水性、 耐化学腐蚀性，但是其使用有机溶剂作为分散剂，在生产与施工过程中会大量挥发，污染环 境，对人体产生危害，同时浪费能源、安全隐患大；漆膜的透气性差，又有疏水性，如在潮湿 的基层上施工，容易产生起皮、脱落；随着时间的变长，涂层越来越坚硬，变得易碎，如墙体 发生热胀冷缩的情况就会发生开裂。水性涂料以水为溶剂，具有环保、安全、作用方便的特 点，涂层透气性比较好，基层内部的水蒸气可以向外扩散，但是也存在着耐水性能、涂层硬 度差的缺点。最重要的是，无论是水性还是溶剂型钢结构防火涂料都存在着施工周期长，需 多次重复涂刷，工序复杂，现场施工不方便，生产中存在废液、废气等污染，刷涂厚度难以掌 握，导致涂层厚薄不均，装饰性差，施工损耗严重等缺点。防火涂料在室外等紫外条件下容 易老化，产生各种缺陷，对涂层产生破坏，使其失去防火效果。
[0004] 现有市场上防火卷材均不适用于钢结构的包裹，粘贴，不能满足钢结构防火性能 的需求，更无法附加抗紫外线功能层。
【发明内容】
[0005] 针对上述领域中的需求，本实用新型提供一种自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材， 可以在生产线上连续化生产，可根据防火设计要求，一次加工成所需厚度；生产效率高、设 备简单，生产过程安全环保，不存在废水、废气等工业污染；使用时直接在钢结构表面进行 贴覆，无需多次重复刷涂，工作效率高、工序简单、施工环保、方便。可满足不同场合、不同设 计的防火要求，该钢结构防火卷材具有广阔的市场前景。
[0006] 自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材，其层结构顺序以次为高分子薄膜层、粘结层、防 火层、抗紫外线层，所述防火层材料由高分子固体树脂、膨胀型阻燃剂、分散助剂、增强助剂 组成，所述抗紫外线层由高分子固体树脂、膨胀型阻燃剂、分散助剂、增强助剂、紫外线吸 收剂组成；所述防火层与抗紫外线层通过延压结合在一起；所述粘结层涂布于高分子薄膜 层，与防火层、抗紫外线层再次延压结合在一起。
[0007] 所述粘结层厚0. 1?0. 2mm，防火层厚0. 5?3. 5mm，抗紫外线层厚0. 1?0. 5mm。
[0008] 所述高分子固体树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、乙烯-醋酸乙烯 共聚物、聚氨酯、尼龙、环氧树脂、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、天然橡胶或氯丁橡胶。
[0009] 所述增强剂为玻璃纤维、玄武岩纤维、聚丙烯纤维、碳纤维、陶瓷纤维或聚乙烯纤 维。
[0010] 所述膨胀型阻燃剂的酸源为聚磷酸铵、磷酸酯或磷酸铵；炭源为季戊四醇、双季戊 四醇、蔗糖、淀粉或糊精；气源为三聚氰胺、尿素、聚酰胺或双氰胺。
[0011] 所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、苯并三氮唑、二羟基二苯甲酮或单苯甲 酸间苯二酚酯。
[0012] 所述分散助剂为钛白粉。
[0013] 所述高分子薄膜为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、环氧树脂 薄膜；所述粘结层为聚氨酯、丙烯酸酯、环氧树脂或乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0014] 其制备方法包括如下步骤：
[0015] (1)以磷酸盐为酸源、多羟基化合物为炭源、胺类化合物为气源混合制备膨胀型阻 燃剂；
[0016] (2)膨胀型阻燃剂与增强助剂、分散助剂进行预混合处理，或者膨胀型阻燃剂与增 强助剂、分散助剂、紫外线吸收剂进行预混合处理；
[0017] (3)将物料进行混合造粒，分别制备防火层颗粒与抗紫外线层颗粒；
[0018] (4)将颗粒分别压延成防火层与抗紫外线层；
[0019] (5)在高分子薄膜上涂布黏结剂制备粘结层；
[0020] (6)粘结层、防火层、抗紫外线层进行二次延压复合；
[0021] (7)对复合层进行收卷，获得成品。
[0022] 本实用新型是一种自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材，改进了传统涂料的原料、制 备工艺、涂料形态等，采用高分子固体树脂作为基体原料，添加高效膨胀型阻燃剂与分散 助剂、增强助剂、紫外线吸收剂等，通过挤出造粒、延压成型的工艺，制备的具有高效防火性 能、抗紫外线性能的自贴覆型防火卷材，具有生产安全环保、损耗小、工序简单，施工效率 高，装饰性好、抗紫外线强等优点；并且该防火卷材可以根据防火设计要求，生产不同厚度 的片材，直接贴覆在使用部位，满足各种不同防火设计需求。本实用新型中的高分子薄膜 层为离形纸，当卷材在粘贴于钢结构表面时，将高分子薄膜层去掉，将粘结层粘贴于钢结构 上，使钢结构表面覆盖本实用新型卷材，可代替现有涂料应用于各种钢结构进行防火保护， 该防火卷材在遇火时发生膨胀阻火，不会发生脱落、裂缝、形变等影响耐火性能的缺陷，达 到高效防火保护作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1本实用新型的卷材示意图（卷材展开剖面图），
[0024] 图2本实用新型的卷材的层结构示意图（去掉高分子薄膜层后的层结构），
[0025] 图中各标号列示如下：
[0026] 1-高分子薄膜层，2-粘结层，3-防火层，4一抗紫外线层。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0028] 如图所示，自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材，其层结构顺序以次为高分子薄膜层 1、粘结层2、防火层3、抗紫外线层4,所述防火层3与抗紫外线层4通过延压结合在一起； 所述粘结层2涂布于高分子薄膜层1，与防火层3、抗紫外线层4再次延压结合在一起。所 述粘结层2厚0· 1?0· 2mm，防火层3厚0· 5?3. 5mm，抗紫外线层4厚0· 1?0· 5mm，高分 子薄膜层为离形纸，使用时将其撕掉，直接将粘结层粘贴于钢结构的外表面。
[0029] 所述防火层材料由高分子固体树脂、膨胀型阻燃剂、分散助剂、增强助剂组成。
[0030] 所述抗紫外线层材料由高分子固体树脂、膨胀型阻燃剂、分散助剂、增强助剂、紫 外线吸收剂组成。
[0031] 所述高分子固体树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、乙烯-醋酸乙烯 共聚物、聚氨酯、尼龙、环氧树脂、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、天然橡胶或氯丁橡胶。
[0032] 所述增强剂为玻璃纤维、玄武岩纤维、聚丙烯纤维、碳纤维、陶瓷纤维或聚乙烯纤 维。
[0033] 所述膨胀型阻燃剂的酸源为聚磷酸铵、磷酸酯、磷酸铵；炭源为季戊四醇、双季戊 四醇、蔗糖、淀粉、糊精；气源为三聚氰胺、尿素、聚酰胺、双氰胺。
[0034] 所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、苯并三氮唑、二羟基二苯甲酮、单苯甲酸 间苯二酚酯。
[0035]所述分散助剂为钛白粉。
[0036] 所述高分子薄膜为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、环氧树脂 薄膜；所述胶黏剂为聚氨酯、丙烯酸酯、环氧树脂或乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0037] 其制备方法包括如下步骤：
[0038] (1)以磷酸盐为酸源、多羟基化合物为炭源、胺类化合物为气源混合制备膨胀型阻 燃剂；
[0039] (2)膨胀型阻燃剂与增强助剂、分散助剂进行预混合处理，或者膨胀型阻燃剂与增 强助剂、分散助剂、紫外线吸收剂进行预混合处理；
[0040] (3)将物料进行混合造粒，分别制备防火层颗粒与抗紫外线层颗粒；
[0041] (4)将颗粒分别压延成防火层与抗紫外线层；
[0042] (5)在高分子薄膜上涂布黏结剂制备粘结层；
[0043] (6)粘结层、防火层、抗紫外线层进行二次延压复合；
[0044] (7)对复合层进行收卷，获得成品。
[0045] 实施例1 :
[0046] 将100份聚磷酸铵、40份三聚氰胺、45份双季戊四醇、20份钛白粉、1份聚丙烯纤 维进行充分混合，将混合后的粉体与40份低密度聚乙烯树脂进行混合，采用挤出机挤出造 粒，将复合颗粒采用压延机进行压延成型，制备1mm厚防火层；防火层组成基础上加入1份 苯并三氮唑，压制〇. 2mm厚抗紫外线层；在聚乙烯薄膜上涂布0. 2mm厚聚氨酯胶黏剂，制备 出粘结层；将粘结层、防火层与抗紫外线层再次延压复合，最后通过切边机、收卷机等收卷 制备抗紫外线聚乙烯基钢结构防火卷材，切割边角料通过一道压延机可再次加工成片材。
[0047] 实施例2
[0048] 将100份聚磷酸铵、30份三聚氰胺、45份季戊四醇、30份钛白粉、1份玄武岩纤维 进行充分混合，将混合后的粉体与40份丙烯酸酯树脂进行混合，采用挤出机挤出造粒，将 复合颗粒采用压延机进行压延成型，制备2mm厚防火层；防火层组成基础上加入1份邻羟基 苯甲酸苯酯，压制〇. 2mm厚抗紫外线层；在聚氯乙烯薄膜上涂布0. 2mm厚丙烯酸酯胶黏剂， 制备出粘结层；将粘结层、防火层与抗紫外线层再次延压复合，最后通过切边机、收卷机等 收卷制备抗紫外线丙烯酸酯基钢结构防火卷材，切割边角料通过一道压延机可再次加工成 片材。
[0049] 实施例3
[0050] 将100份聚磷酸铵、40份三聚氰胺、45份淀粉、30份钛白粉、1份玻纤进行充分混 合，将混合后的粉体与40份乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)进行混合，采用挤出机挤出造粒， 将复合颗粒采用压延机进行压延成型，制备1. 5_厚防火层；加入1. 5份邻羟基苯甲酸苯 酯，压制0. 3mm厚抗紫外线层；在聚氯乙烯薄膜上涂布0. 2mm厚EVA胶黏剂，制备出粘结层； 将粘结层、防火层与抗紫外线层再次延压复合，最后通过切边机、收卷机等收卷制备抗紫外 线EVA基钢结构防火卷材，切割边角料通过一道压延机可再次加工成片材。
[0051] 实施例4
[0052] 将100份聚磷酸铵、40份尿素、45淀粉、30份钛白粉、1份玻纤进行充分混合，将混 合后的粉体与40份乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)进行混合，采用挤出机挤出造粒，将复合 颗粒采用压延机进行压延成型，制备1.5mm厚防火层；防火层组成基础上加入1份单苯甲 酸间苯二酚酯，压制〇· 2mm厚抗紫外线层；在聚氯乙烯薄膜上涂布0· 2mm厚环氧树脂胶黏 齐U，制备出粘结层；将粘结层、防火层与抗紫外线层再次延压复合，最后通过切边机、收卷机 等收卷制备抗紫外线EVA基钢结构防火卷材，切割边角料通过一道压延机可再次加工成片 材。
[0053] 实验例1 :自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材厚度与耐火时间的关系
[0054] 钢结构防火涂料耐火性能检测按照GB14907-2002检测
[0055] 表1卷材厚度与耐火时间关系
[0056] 耐火极限，min~[30 ?θ? [90 [?20 [?50 [?80 卷材厚度，mm 0Γδ~Τ7? ΤΓθ 2?2 2Γ§ -->
[0057] 结论：因为不同的设计对钢结构防火有不同的时间要求，可以根据防火要求来选 择、设计卷材的厚度。
[0058] 实验例2自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材抗紫外线性能对比（0.2mm粘结层 +1. 5mm防火层+0· 3mm抗紫外线层）
[0059] 试验次数 Wm 无功能s 带功能ε 涂e表观 涂e无起κ、开裂、粉化现象 涂s无起层、开裂、粉化现象 60___ 隔热效率衰减量15% 4% 涂层表观 涂层尤起层、开裂，轻微粉化 涂层尤起层、开裂、粉化观象 120___ 隔热效率衰减量25% 6% 涂层表观 涂层重度粉化 涂层尤起层、丌裂、粉化现象 180___ 隔热效率衰减量50% 10%
[0060] 注：60次实验涂层无起层、开裂、粉化现象，隔热效率衰减量小于25%即为合格。 [〇〇61] 检测表明，复合功能层后，涂层的抗紫外线性能大大提高。
【权利要求】
1. 自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材，其特征在于：其层结构顺序以次为高分子薄膜 层、粘结层、防火层、抗紫外线层，所述防火层与抗紫外线层通过延压结合在一起；所述粘结 层涂布于高分子薄膜层，与防火层、抗紫外线层再次延压结合在一起。
2. 根据权利要求1所述的自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材，其特征在于：所述粘结层 厚0· 1?0· 2_，防火层厚0· 5?3. 5_，抗紫外线层厚0· 1?0· 5_。
3. 根据权利要求1所述的自贴覆抗紫外线钢结构防火卷材，其特征在于：所述高分子 薄膜为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、环氧树脂薄膜；所述粘结层为聚 氨酯、丙烯酸酯、环氧树脂或乙烯-醋酸乙烯共聚物。
【文档编号】B32B27/06GK203890285SQ201420247756
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】张建春, 张安振 申请人:精碳伟业（北京）科技有限公司