专利名称：隧道防火涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及阻燃涂料组合物，具体地说是一种隧道防火涂料。
背景技术：
随着城市发展的加快，流动和固定人口迅速膨胀，交通建设用地量越来越大，既要减少地表道路的占地，又要缓解城市交通的压力，建设隧道交通网(公路隧道、铁路隧道、地铁隧道及城市其它交通隧道)已成为优选的方法。据统计，2001年底我国仅公路隧道就有1782座，长度达705km，其中3000m以上的隧道已超过22座，有铁路隧道5200座，长度达2457km。从世界各国的情况看，隧道不仅承担着交通运输通道的任务，而且还起着光纤电缆，电力电缆甚至于自来水输送通道的功能，如果在有限的隧道空间内发生灾难，毁坏隧道结构引起坍塌或堵塞，电话和互联网就可能中断，交通可能发生停滞，城市照明系统就会遭到破坏，甚至有的地方的自来水会变得不可以饮用，通行中的各种车辆将发生事故，进而危及乘客的生命安全，可以说隧道运行的安全直接影响到了人们的日常生活。
由于公路和铁路隧道的结构一般都是由石块和钢筋混凝土垒砌成的，而石块的主要成分碳酸钙在温度达到825℃就热解成氧化钙和二氧化碳。氧化钙的强度远远不及碳酸钙。混凝土温度升至600℃时其强度损失已达到50％以上，600℃左右，钢材的屈服应力一般降到常温下钢材屈服力的1/3以下，隧道发生火灾时，温度一般在1000℃以上，隧道的砌体很难承受得住如此高的温度，上千度的高温烧得洞内外石块四下飞崩，严重地方拱顶坍塌，甚至将车辆埋于其下，而隧道内砌体的修复时间较长，特别是交通要道，其间接损失更为巨大，所以在隧道发生的各种灾难中，火灾事故经济损失最大，抢救难度最高，中断行车时间最长。
为了解决隧道防火问题，20世纪80年代以来，国外对隧道车辆的燃烧特性，隧道衬砌在火灾中的表现，烟气中有害成分生成量分析，消防救援方法与策略，特别是驾驶人员在隧道内的心理与行为，隧道火灾数值模拟，通风仿真，衬砌承载能力可靠性评估，隧道内温度埸分布，CO浓度设计限值的研究，水消防技术在隧道中的应用及隧道火灾事故发生的成因及预防等方面做了大量研究和探索。但从实际应用中看，隧道施工中采用阻燃材料确是最简单且行之有效的方法之一。
隧道防火涂料是专门针对隧道墙壁和拱顶在火灾中免受烧损而专门设计的一种专用防火材料，它可以提高隧道砌体的耐火极限，涂于可燃性材料表面，可使其满足阻燃性要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐火极限高、耐水性好、环保的隧道防火涂料。
实现本发明目的的技术方案是这样的它采用以丙乳液、582树脂、AEC膨胀水泥、耐火水泥为粘结剂，海泡石、膨胀珍珠岩、粉煤灰、轻质碳酸钙、硅酸铝纤维为无机隔热填料，蛭石、重铬酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵为发泡材料，氧化铝，氢氧化镁、氧化锡、硼酸铵为助剂，四组成分以重量比1-3.5∶2-6∶1-3∶0.1-1.0配制而成的。
综合性能更好的组合可以为AEC膨胀水泥为粘结剂，膨胀珍珠岩和粉煤灰的混合物为无机隔热填料，三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵与蛭石或重铬酸铵的混合物为发泡材料，氢氧化镁、氧化锡为助剂的组合配制。
混合物无机隔热填料中膨胀珍珠岩与粉煤灰的重量比优选的可以是2.5∶3。
混合物发泡材料中三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵与蛭石或重铬酸铵的重量比可以是3∶2∶2∶6∶1。
粘结剂、无机隔热填料、发泡材料、助剂的重量比可以是2∶5.5∶2∶0.5。
本发明的隧道防火涂料，其所采用的成分与石材、混凝土的粘结致密，受高温作用后，自身能分解出一些无毒惰性气体，可以破坏燃烧的必要条件形成，各水化物在燃烧遇热后脱水汽化和吸热材料受热分解、相变都会吸收、消耗掉大量的热量，涂料受热后会出现一层熔融膜并逐渐形成均匀的碳化层进而形成膨胀的发泡层，从而减少热量的传导，大大降低构件温度升高的速率，提高了构件的耐火能力。具有耐火极限高、粘结性较高、耐水性好、不产生有毒气体、环保等特点。
隧道防火涂料主要达到以下技术指标1、筛余率，％≤1.02、干密度，kg/m3≤6003、耐水性，h≥24，涂层不开裂、起层、脱落4、耐碱性，h≥24，涂层不开裂、起层、脱落5、粘结强度，MPa混凝土≥0.1MPa6、耐冷热循环试验，25次，不开裂，不脱落7、抗压强度，Mpa≥0.38、烟气毒性AQ-1级厚度9mm 12mm9、耐火性能耐火极限≥2.0h ≥3.0h具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，下述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，但对本发明并没有限制。
实施例一本发明的一种隧道防火涂料由AEC膨胀水泥200kg，膨胀珍珠岩250kg、粉煤灰300kg、，三聚氰胺42.86kg、季戊四醇28.57kg、聚磷酸铵28.57kg、蛭石85.71kg、重铬酸铵14.29kg、氢氧化镁50kg配制成的，制法是先将膨胀珍珠岩与粉煤灰混合，然后加入氢氧化镁高速拌匀，再加入AEC膨胀水泥即可。
实施例二本发明的一种隧道防火涂料由AEC膨胀水泥200kg，膨胀珍珠岩250kg、粉煤灰300kg、，三聚氰胺42.86kg、季戊四醇28.57kg、聚磷酸铵28.57kg、蛭石85.71kg、重铬酸铵14.29kg、氧化锡50kg配制成的，制法是先将膨胀珍珠岩与粉煤灰混合，然后加入氧化锡高速拌匀，再加入AEC膨胀水泥即可。
实施例三本发明的一种隧道防火涂料是由耐火水泥200kg，膨胀珍珠岩250kg、粉煤灰300kg、，三聚氰胺42.86kg、季戊四醇28.57kg、聚磷酸铵28.57kg、蛭石85.71kg、重铬酸铵14.29kg、氧化锡50kg配制成的。
实施例四本发明的一种隧道防火涂料是由耐火水泥200kg，膨胀珍珠岩250kg、粉煤灰300kg、，三聚氰胺42.86kg、季戊四醇28.57kg、聚磷酸铵28.57kg、蛭石85.71kg、重铬酸铵14.29kg、氢氧化镁50kg配制成的。
实施例五本发明的一种隧道防火涂料是由丙乳液200kg，膨胀珍珠岩250kg、粉煤灰300kg、，三聚氰胺42.86kg、季戊四醇28.57kg、聚磷酸铵28.57kg、蛭石85.71kg、重铬酸铵14.29kg、氢氧化镁50kg配制成的。
实施例六本发明的一种隧道防火涂料是由丙乳液200kg，轻质碳酸钙550kg、，三聚氰胺42.86kg、季戊四醇28.57kg、聚磷酸铵28.57kg、蛭石85.71kg、重铬酸铵14.29kg、氧化锡50kg配制成的。
实施例七本发明的一种隧道防火涂料是由582树脂200kg，硅酸铝纤维550kg、，三聚氰胺42.86kg、季戊四醇28.57kg、聚磷酸铵28.57kg、蛭石85.71kg、重铬酸铵14.29kg、重铬酸铵50kg配制成的。
实施例八本发明的一种隧道防火涂料由AEC膨胀水泥100kg，膨胀珍珠岩273kg、粉煤灰327kg、，三聚氰胺21.4kg、季戊四醇14.3kg、聚磷酸铵14.3kg、蛭石42.9kg、重铬酸铵7.1kg、氢氧化镁10kg配制成的。
实施例九本发明的一种隧道防火涂料是由耐火水泥350kg，膨胀珍珠岩250kg、粉煤灰300kg、，三聚氰胺64.2kg、季戊四醇42.9kg、聚磷酸铵42.9kg、蛭石128.6kg、重铬酸铵21.4kg、氧化锡100kg配制成的。
实施例十本发明的一种隧道防火涂料是由丙乳液300kg，轻质碳酸钙400kg、，三聚氰胺42.8kg、季戊四醇28.6kg、聚磷酸铵28.6kg、蛭石85.71kg、重铬酸铵14.3kg、氧化锡80kg配制成的。
实施例十一本发明的一种隧道防火涂料是由582树脂300kg，硅酸铝纤维300kg、，三聚氰胺53.6kg、季戊四醇35.7kg、聚磷酸铵35.7kg、蛭石107.11kg、重铬酸铵17.9kg、氢氧化镁100kg配制成的。
实施例十二本发明的一种隧道防火涂料是由AEC膨胀水泥150kg，轻质碳酸钙500kg、，三聚氰胺32.2kg、季戊四醇21.47kg、聚磷酸铵21.47kg、蛭石64.3kg、重铬酸铵10.7kg、氧化锡40kg配制成的。
上述实施例所制得的成品经测试均能达到如下的企业内控质量指标筛余率，％≤1.0干密度，kg/m3≤600耐水性，h≥24，涂层不开裂、起层、脱落耐碱性，h≥24，涂层不开裂、起层、脱落粘结强度，MPa混凝土≥0.1MPa耐冷热循环试验，25次，不开裂，不脱落抗压强度，Mpa≥0.3烟气毒性AQ-1级厚度9mm 12mm耐火性能耐火极限≥2.0h ≥3.0h部分试验结果如下
说明1、涂层厚度为13mm，常温下养护28天。2、实验室测定的“耐火极限”，指按标准升温曲线升温，钢板背火温度达到250℃所需时间。
其防火工作机理表现在以下几个方面(1)防火涂料中的硅酸盐类水化产物遇热脱水汽化从而吸收大量的热量，同时涂料中的吸热材料因受热分解或相变，也耗掉一定的热量，从而降低构件温度升高的速率，提高了构件的耐火能力。
(2)防火涂料受高温作用后，自身能分解出一些惰性气体，它们破坏了燃烧必要条件的形成。
(3)涂料受热后出现一层熔融膜并逐渐形成均匀的碳化层进而形成膨胀的发泡层。其膨胀量为涂覆的100-200倍，膨胀后涂层的导热量可比膨胀前减少1000-2000倍。
2、高温下钢材的物理、力学性能在高温下钢材的力学性能显著下降，这是由于钢结构耐火性能差的缘故。国外在进行钢结构和构件的防火设计计算时，均采用标准升温曲线ISO-834(见
图1)，其表达式如下T-T034510g(8t+1)式中T-t时的火焰温度，℃；T0-试验开始时的环境温度，℃；T-试验经历的时间，min。
通过标准耐火升温曲线，可以求得钢材的耐火等级。根据研究已有的试验数据，我们可以求得钢材在高温下的物理、力学性能。未加保护的裸钢结构的耐火极限约为15min。温度达到250℃时，钢材抗拉强度提高，而塑性和冲击韧性降低，出现“蓝脆”现象；温度达300℃时，钢材的弹性模量、弹性极限急剧降低，屈服平台消失；温度达到400℃时，钢材的屈服应力开始急剧下降；温度达到600℃时，材料的屈服应力和极限应力降到常温下钢材屈服应力和极限应力的1/3以下，此时，结构已遭破坏。
3、水泥石的耐火性能水泥制成的混凝土在高温下会产生裂纹和强度丧失而破坏。下面是高温下混凝土的强度与温度关系(见图1)。
由图1可知300℃以下的温度，混凝土强度变化不大。当温度高于300℃时，混凝土的强度随着温度升高而降低。当温度升到600℃左右时，混凝土的强度下降约50％。因为温度升高，水泥石和其集料等发生物理变化和化学的变化，其体积发生了改变。水泥石受热初期，自由水和结合水开始脱出，同时发生热膨胀。当温度升至200℃左右，水化硅酸盐胶体的结晶水开始脱出，水泥石的收缩进一步扩大，当温度升至400℃左右，水合氢氧化钙开始脱水，从而使混凝土的收缩加剧。这些变化都会有损水泥石的强度。在水泥制品中，要想提高混凝土的耐火等级，是要尽可能地保持构件在火灾中的强度。因此为提高水泥的耐火等级，应设法保护混凝土的结构，尽可能地阻止外界的热量向混凝土制品传递。在混凝土制品的表面涂抹本发明的隧道防火涂料就能达到这方面的防护要求。
权利要求
1.一种隧道防火涂料，其特征在于它是由丙乳液、582树脂、AEC膨胀水泥、耐火水泥为粘结剂，海泡石、膨胀珍珠岩、粉煤灰、轻质碳酸钙、硅酸铝纤维为无机隔热填料、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵与蛭石或重铬酸铵的混合物为发泡材料、氢氧化铝，氢氧化镁、氧化锡、硼酸铵为助剂以重量比为1-3.5∶2-6∶1-3∶0.1-1.0配制而成。
2.如权利要求1所述的隧道防火涂料，其特征在于所述的粘结剂为AEC膨胀水泥，无机隔热填料为膨胀珍珠岩和粉煤灰的混合物，发泡材料为三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵与蛭石或重铬酸铵的混合物，助剂为氢氧化镁、氧化锡。
3.如权利要求2所述的隧道防火涂料，其特征在于混合物无机隔热填料中膨胀珍珠岩与粉煤灰的重量比是2.5∶3。
4.如权利要求3所述的隧道防火涂料，其特征在于混合物发泡材料中三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵与蛭石或重铬酸铵的重量比是3∶2∶2∶6∶1。
5.如权利要求4所述的隧道防火涂料，其特征在于粘结剂、无机隔热填料、发泡材料、助剂的重量比是2∶5.5∶2∶0.5。
全文摘要
本发明涉及一种隧道防火涂料。是由以丙乳液、582树脂、AEC膨胀水泥、耐火水泥为粘结剂，海泡石、膨胀珍珠岩、粉煤灰、轻质碳酸钙、硅酸铝纤维为无机隔热填料，蛭石、重铬酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵为发泡材料，氧化铝，氢氧化镁、氧化锡、硼酸铵为助剂，四组成分以重量比1－3.5∶2－6∶1－3∶0.1－1.0制成。在受高温作用后，自身能分解出无毒惰性气体和受热分解、相变吸收消耗热量，表层能逐渐形成碳化层进而形成膨胀的发泡层，有效地减少热量的传导，降低构件温度升高的速率，具有耐火极限、粘结性高、耐水性好、不产生有毒气体、环保等特点。
文档编号C09D5/18GK1986715SQ200510062118
公开日2007年6月27日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者方兴中 申请人:方兴中