专利名称：古建筑木构件防火防腐腻子的制作方法
技术领域：
本发明属于材料技术领域，具体涉及到木构件表面处理用的腻子。
背景技术：
中国古建筑以木结构为主要特征，这些结构见于室内外，暴露于空气之 中，受到阳光的直接照射，经过长期的风吹、日晒、雨淋，空气中的潮气和 各种有害气体的侵蚀，以及霉菌、虫蛀等灾害的影响，天长日久就要糟朽损 坏，从而失去它的重要功能和作用。同时，裸露的木面也变得非常粗糙，有 碍观瞻。为了延长古建筑寿命，同时有符合审美的需求，人们对其进行猪血 桐油大白粉传统腻子处理，再油漆彩画，使其与周围的空气、水气、日光等 隔离，起到了保护作用。同时，通过油漆的装饰作用，进一步丰富古建筑的 色彩和光泽，增加古建筑精美华丽、雄伟壮观的气势。古建筑的门、窗、柱、 斗拱、天花、檐下、藻井、栏杆、楣子、屏风以及匾额等一切露明部位均采 用腻子油漆彩画工艺。
大多数油漆工艺都是由两部分组成，即底层处理和表面油漆，古建筑油 漆在底层处理上与普通油漆相比有很大区别。众所周知，古建筑木构件的体 量非常大，人们常用"肥梁胖柱"来形容我国古式的木构形体。大的构件必然表 面粗糙，缺陷也多，有些构件为了达到尺度上的要求，还经常采用"拼帮"成型 的办法，此举更加重其凸凹不平的程度，再加上构件的加工与整体的配合极 为粗糙，大小缝隙，裸露木筋。利用古建筑独特的"地仗"工艺对木构件进行处 理，不但可以满足涂刷油漆前对外观形状的要求，还对木构件有一定的防火 作用。"地仗"是指在未刷油之前，木质基层与油膜之间的部分，这部分由多层 灰料组成，并钻进生油，是一层非常坚固的灰壳。这部分不仅包括各灰层， 还包括麻层、布层。进行这部分工作便为地仗工艺。传统的猪血桐油腻子和 麻、布等材料是地仗的基本组成部分。
古建筑中的木材，由于经长期干燥和自然的侵蚀，往往出现许多大大小
4小的裂缝，其牢固情况比疏松的松木还要差。有的大圆柱，并非完整的原木， 而是用几根木料拼接而成，外面裹以麻布，涂以猪血桐油腻子。发生火灾时， 木材的裂缝和拼接的缝隙，成了火势向纵深蔓延的途径，加快了燃烧速度。 同时，文物古建筑的屋顶相当宽大而坚实，发生火灾时屋顶内的烟雾和热量 不易散发，热量容易积聚，迅速燃烧，使古建筑火灾难以扑救。而且，古建 筑在设计建造上往往存在先天缺陷，建筑之间大多间距很小，没有消防通道， 更无法设立防火墙，消防设施和水源无法满足施救的需要，对防火工作带来 了很大的困难。
目前，以传统配方配制的腻子， 一般无特殊功能性，除无机水泥有一定 耐热性外，作为防火功能的腻子开发己有报道，其发泡剂采用三聚氰铵、五 溴甲苯、氯化石蜡等有机材料，发泡为蜂窝装泡沫层，且阻燃时间短。作为 新建木构古建筑、已有古建筑上新填的古木构件和已有古建筑上原有文物性 质的彩画己经脱落或需重新绘制的木构件装饰保护所用的防火腻子还未见相 关报道。
随着我国对建材有毒有害物质限量标准的颁布，腻子的质量问题受到了 关注，如何开发出一种防火性能好、防腐性能好、环境污染小、使用寿命长、 施工方便简单的腻子，成为当前建材技术领域急需解决的一个技术问题。
本发明所要解决的技术问题在于克服上述腻子的缺点，提供一种防火性 能好、防腐性能好、环境污染小、使用寿命长、施工简单的古建筑木构件防 火防腐腻子。
解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述质量配比的原料制成
发明内容
硼酸 硼砂 淀粉
320/0 370/0
19% 27%
2% 5%
氢氧化铝 羟甲基纤维素钠
0.3% 0.9%
4% 10%
氟化钠 硅藻土
1.5% 3%
1% 7%石棉粉 12% 20% 水 8% 13%。 上述原料配比中的硼酸为脱水催化剂，对多种细菌、霉菌均有抑制作用； 硼砂为发泡剂，具有防菌和防虫的功能；淀粉为炭化剂；氢氧化铝为防火添 加剂，具有环境污染小、使用寿命长、施工简单、抑烟、低腐蚀，阻燃效果 好；硅藻土为助剂，羟甲基纤维素钠为抗龟裂剂，氟化钠为防腐剂、杀虫剂、 杀菌剂。石棉粉为腻子基料。
制备古建筑木构件防火防腐腻子的优选质量配备为
硼酸 19% 25%
硼砂 32% 35%
淀粉 2% 4.5%
氢氧化铝 4% 8%
羟甲基纤维素钠 0.3% 0.8%
氟化钠 2°/。 7%
硅藻土 1.5% 2.5%
石棉粉 12% 18%
水 80/0 12%。
制备古建筑木构件防火防腐腻子的最佳质量配备为
硼酸 20.5%
硼砂 34.1%
淀粉 3.6%
氢氧化铝 6.8%
羟甲基纤维素钠 0.5%
氟化钠 5.5%
硅藻土 1.8%
石棉粉 15.9%
水 11.3%。
本发明的制备方法如下
将硼酸、硼砂、淀粉、氟化钠、氢氧化铝和羟甲基纤维素钠加入搅拌釜中，用电动搅拌机混合均匀，加水，在6(TC搅拌至混合物呈透明状，继续搅 拌，慢慢加入石棉粉和硅藻土成膏状，制备成古建筑木构件防火防腐腻子。
将古建筑木构件防火防腐腻子涂在木构件上遇到火源时，能产生多层锅 形强力膨胀层，隔离火源对木材的直接毁坏，能与木构件粘结牢固，在其上 涂布传统的猪血桐油砖灰腻子，二者粘结牢固，能保持古建彩画传统艺术， 不影响麻灰等多道传统工序。本发明经过大量的实验室研宄实验以及生产实 践中试用，本发明与现有的腻子相比，具有防火性能好、防腐性能好、环境 污染小、使用寿命长、施工简单等优点，可在古建筑木构件表面绘制油漆彩 画时使用。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。 实施例1
以制备本发明产品100 kg为例所用的原料及其质量配比如下
硼酸20.5kg
硼砂34.1kg
淀粉3.6kg
氢氧化铝6.8kg
羟甲基纤维素钠0.5kg
氟化钠5.5kg
硅藻土1.8kg
石棉粉15.9kg
水11.3kg
其制备方法如下
将硼酸、硼砂、淀粉、氟化钠、氢氧化铝和羟甲基纤维素钠加入搅拌釜
中，用电动搅拌机混合均匀，加水，在6(TC搅拌至混合物呈透明状，继续搅
拌，慢慢加入石棉粉和硅藻土成膏状，制备成古建筑木构件防火防腐腻子。
实施例2
以制备本发明产品100kg为例所用的原料及其质量配比如下
硼酸 19kg
7硼砂 37kg
淀粉 2kg
氢氧化铝 10kg
羟甲基纤维素钠 0.3kg
氟化钠 7kg
硅藻土 1.7kg
石棉粉 14kg
水 9kg
其制备方法与实施例l相同。
实施例3
以制备本发明产品100kg为例所用的原料及其质量配比如下
硼酸 22kg
硼砂 32kg
淀粉 4.1kg
氢氧化铝 4kg
羟甲基纤维素钠 0.9kg
氟化钠 1kg
硅藻土 3kg
石棉粉 20kg
水 13kg
其制备方法与实施例l相同。
实施例4
以制备本发明产品lOOkg为例所用的原料及其质量配比如下-
硼酸 27kg
硼砂 37kg
淀粉 5kg
氢氧化铝 8kg
羟甲基纤维素钠 0.5kg
氟化钠 1kg硅藻土 1.5kg 石棉粉 12kg 水 8kg
其制备方法与实施例l相同。
为了验证本发明的有益效果，申请人采用本发明实施例l制备的古建筑木
构件防火防腐腻子(试验时名称为古建筑木构件防火防腐腻子)进行了测试
以及委托试验单位进行了测试，各种试验情况如下-1.测试阻燃性能
测试样品的制备方法如下
(1) 木板基层无灰尘、无油污、平整。
(2) 先用砂纸将木板上的凹凸打磨平整，再将腻子刮涂上去，使涂层总 量达到3.3kg/m2，涂层厚度在5mm左右。
(3) 刮涂温度为12 40°C。
(4) 贮存在干燥通风的室内，温度在0 35'C之间。
用SDF-2型防火涂料测试仪(由江苏南京江宁区分析仪器厂生产)按照 国家标准方法进行测试，涂有5 mm防火腻子的木板耐火性能的各项指标测试 结果见表l。
表l本发明的防火性能测试结果
测试项目 检测方法
耐燃时间(分钟)GB/T 15442.2-1995
火焰传播比值 GB/T 15442.2-1995
质量损失(g) GB/T 15442.2-1995
炭化体积(cm3) GB/T 15442.2-1995
式结果-i^li——
_一级 二级 三级
53 220 5:15 210
7 525 ￡75
4.7 S5.0 510.0 S15.0
0 ^25 ￡50 ^75
由表1可见，本发明腻子的各项指标均达到或超过国家防火一级标准， 尤其耐燃时间为53分钟，是国家一级标准的3倍左右。证明本发明腻子能完
全起到木构件消防的作用。
2.委托试验单位测试防火性能
申请人采用本发明实施例1制备的古建筑木构件防火防腐腻子委托国家 防火建筑材料质量监督检验中心进行检测。
9测试样品的制备方法与实验1相同。
样品数量900mmx900mmxllmm,试件5块。 样品编号200941042。
检验依据GB 12441-2005《饰面型防火涂料》。
检验项目耐燃时间、火焰传播比值、质量损失、炭化体积。
测试结果见表2。
表2本发明的防火性能测试结果
序号检验项目检验方法技术指标检验结果结论
1'耐燃时间(分钟)参照GB 12441-2005附录A/44/
2火焰传播比值参照GB 12441-2005附录B/3/
3质量损失(g)参照GB 12441-2005附录c/4.8/
4炭化体积(cm 3)参照GB 12441-2005附录c/0/
备注检验结论经检验，本发明腻子的耐燃时间为44分钟，火焰传播比值为
3，质量损失为4.8g，炭化体积为Ocm3。 3.测试本发明腻子的粘接强度
测试样品的制备方法参照GB 9779-88《复层建筑涂料建材行业标准》中 5.6.2的方法，制备试样所用的原料及其质量配比与实施例1相同，制作成5 个试样，用TD-6001B型拉力机按照国家标准方法测试粘接强度。
测试结果见表3。
表3本发明的粘接强度测试结果
项目12345平均值行业标准
粘接强度(MPa)0.380.420.410.440.40.41〉0.25
由表3可见，防火腻子粘接强度为0.41 MPa。 4.测定本发明腻子的干燥时间
采用底板为15x30cn^的马口铁板IO块，用钢球清除锈迹，刮涂按实施
例l配制的防火腻子5mm，抹平修边，均匀平整，制备成10块测试样品。 参照GB9153《建筑涂料干燥时间测定法》进行测试干燥时间。 测试结果见表4。表4本发明的干燥时间测试结果
试样12345678910平均值行业标准
干燥时间 (小时)2.63.52.62.733.22.83.42.93.33<5
由表4可见，防火腻子干燥时间为3小时。 5.测定本发明腻子涂膜硬度
采用底板为15x30ct^的马口铁板5块制备测试样品，测试样品的制备方
法与试验3相同，制备成5块测试样品，参照GB 6739-86《涂膜硬度铅笔测 定法》进行硬度测试。测试结果见表5。
表5本发明的硬度测试结果
试样12345平均值行业标准
涂膜硬度444344H郷
注 一组中华牌高级绘图铅笔6H、 5H、 4H、 3H、 2H、 H、 HB、 B、 2B、 3B、 4B、 5B、 6B，其中6H最硬，6B最软。
由表5可见，防火腻子的硬度为4H。 6.环境对本发明性能的影响
将实施例1配比制备的防火腻子均匀施涂在瓷砖表面，厚度5mm，制备 成10块测试样品，待表面干燥后立即放入外界环境中，其中5块测试样品在 夏季持续的高温天气暴晒两个月。另外5块测试样品放入带鼓风装置的干燥 箱中烘12小时，温度控制在50±5 'C，取出放入温度为20土3 t:的水中浸泡 12小时，取出测试样品观察其情况。实验结果见表6。
表6环境对本发明性能的影响
测试样品12345
高温天气烘晒是否出现裂纹未未未未未
人工气候箱测试是否出现裂纹未未未未未
由表6可见，测试样品表面未发现有裂纹出现
ii
权利要求
1、一种古建筑木构件防火防腐腻子，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成；硼酸19％～27％硼砂32％～37％淀粉2％～5％氢氧化铝4％～10％羟甲基纤维素钠 0.3％～0.9％氟化钠 1％～7％硅藻土 1.5％～3％石棉粉 12％～20％水 8％～13％。
2、 按照权利要求1所述的古建筑木构件防火防腐腻子，其特征在于其中 由下述质量配比的原料制成-硼酸 19% 25%硼砂 32% 35%淀粉 2% 4.5%氢氧化铝 4% 8%羟甲基纤维素钠 0.3% 0.8%氟化钠 2% 7%硅藻土 1.5% 2.5%石棉粉 12% 18%水 8% 12%。
3、 按照权利要求1所述的古建筑木构件防火防腐腻子，其特征在于其中 由下述质量配比的原料制成-硼酸 20.5%硼砂 34.1%淀粉 3.6%氢氧化铝 6.8%羟甲基纤维素钠 0.5%氟化钠 5.5%硅藻土 1.8%石棉粉 15.9%水 11.3%。
全文摘要
一种古建筑木构件防火防腐腻子，由硼酸19％～27％、硼砂32％～37％、淀粉2％～5％、氢氧化铝4％～10％、羟甲基纤维素钠0.3％～0.9％、氟化钠1％～7％、硅藻土1.5％～3％、石棉粉12％～20％、水8％～13％质量配比的原料制成。本发明经过大量的实验室研究实验以及生产实践中试用，证明它具有防火性能好、防腐性能好、环境污染小、使用寿命长、施工简单等优点，可在古建筑木构件表面绘制油漆彩画时使用。
文档编号C09D5/34GK101560344SQ20091002275
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者明 曹, 李玉虎, 王文军 申请人:陕西师范大学