专利名称：水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于防火涂料技术领域，具体涉及一种水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双 功能防火涂料及其制备方法。
背景技术：
国内外目前的已有的钢结构防火涂料主要有两大类非膨胀型防火涂料和膨胀型 防火涂料，由于前者的防火及防腐蚀均较差，已逐渐被淘汰。现有的膨胀型钢结构防火涂料 种类较多，按涂层厚度可分为厚型、薄型和超薄型三类；按其材料形态可分为水基型、溶剂 型和粉末型三类。其中水性超薄膨胀型钢结构防火涂料有较好的防火性能，同时又满足环 保的要求，是钢结构防火涂料发展的方向。现有的用于超薄膨胀型钢结构防火涂料的防火助剂主要有聚磷酸铵、三聚氰胺、 季戊四醇以及无机填料组分，成膜物质主要包括聚合物乳液(如苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙 乳液、环氧乳液等)、水溶性聚合物树脂(如氨基树脂、水溶性酚醛树脂等)和溶剂型聚合物 树脂(如氯化橡胶、环氧树脂、高氯化聚乙烯树脂、聚丙烯酸树脂等)。其制备工艺为将聚合 物乳液或树脂与防火助剂混合研磨而成。现有的防火涂料均只有单一的防火功能，而对于钢结构建筑，通常还存在防腐蚀 的问题。现有的技术是先在钢结构上涂刷防腐蚀涂料，然后在涂刷防火涂料。这种涂装工 艺的缺点是工序繁琐、成本较高，而且往往由于防腐涂层和防火涂层不配套而使涂层容易 剥落，从而影响了防护效果。同时，现有的钢结构防腐蚀涂料的品种也有很多，如环氧树脂、 浙青改性环氧树脂、酚醛树脂、有机氟树脂、有机硅树脂、呋喃树脂等。这些防腐蚀涂料已在 各种不同的场所应用，对钢结构建筑的保护起到了积极的作用。但是上述的防火涂料及防腐蚀涂料均只具有单一的功能，一定程度上限制了它们 的应用，所以开发膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料不仅可以扩大防火涂料的应用范围， 同时还可以简化防火及防腐蚀涂料重复涂刷的复杂工序，极具实用价值。同时，现有的防火涂料多为溶剂型防火涂料或含卤防火涂料。这些涂料虽然有良 好的防火效果，但是其带有大量的溶剂，容易对环境造成污染。更为严重的是，火灾中卤素 燃烧生成的有毒气体容易造成人员的窒息和中毒，对受灾及消防人员均有害。水性无卤超 薄膨胀型钢结构防火涂料既具有良好的防火性能，又解决了环境污染问题和火灾中卤素对 人体的危害，因此推广应用水性无卤超薄膨胀型防火防腐双功能涂料的前景广阔，具有良 好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂 料，既满足钢结构建筑较高的防火要求，又满足其防腐蚀要求。同时，本发明还提供这种涂 料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是防火涂料组成采用水性环氧乳液和自交联硅丙乳液为主要成膜物质，加入具有良好防腐蚀性能的高聚合度聚磷酸铵、三聚氰 胺和季戊四醇组成的防火助剂体系，并加入可膨胀石墨鳞片为防火防腐蚀填料，及海泡石、 二氧化钛、硅酸铝纤维为耐高温无机填料；同时加入助剂；其具体组分配比如下
权利要求
1. 一种水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料，其特征在于采用水性环氧乳液 和自交联硅丙乳液为成膜物质，以聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇为防火助剂体系，以钛白 粉、海泡石和硅酸铝纤维为耐高温填料，并加入可膨胀石墨鳞片作为防火防腐蚀填料，同时 加入助剂；其具体组分配比如下
2.根据权利要求1所述的水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料，其特征在于所 述的水性环氧乳液为双酚A型环氧树脂乳液、双酚F型环氧树脂乳液、缩水甘油胺型环氧树 脂乳液或氢化双酚A型环氧树脂乳液中任一种。
3.根据权利要求1所述的水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料，其特征在于所 述的水性环氧乳液的环氧值在0. 1 0. 5 eq · (IOOg) Λ
4.根据权利要求1所述的水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料，其特征在于所 述的水性环氧固化剂为聚醚多胺、聚醚二胺、二胺甲基环己烷或己二胺中任一种。
5.根据权利要求1所述的水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料，其特征在于 水性环氧乳液的固含量为35 55% ；水性环氧固化剂的固含量为35 55% ；自交联硅丙乳 液的固含量为40 60%。
6.根据权利要求1所述的水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料，其特征为于所 述的聚磷酸铵的聚合度为800 1000。
7.根据权利要求1所述的水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料，其特征为于所 述的可膨胀石墨鳞片的片径0. 04 0. 4mm，膨胀倍率为50 170倍，初始膨胀温度为150 ^O0C。
8.—种如权利要求1所述的水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料的制备方法， 其特征在于具体步骤如下按原料配比称取各组分，防火助剂体系为聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇；填料为钛白 粉、海泡石、硅酸铝纤维可膨胀石墨鳞片；先将水性环氧乳液、水性环氧固化剂和自交联硅 丙乳液混合均勻，然后与防火助剂体系、填料、助剂和水放在一起搅拌混合20 30min，即 得本发明的成品；或者，按原料配比称取各组分，先将防火助剂体系、填料、助剂和水放在一起搅拌均勻 成浆料体系，并将水性环氧乳液、水性环氧固化剂和自交联硅丙乳液混合均勻，然后将混合 乳液在搅拌条件下加入到浆料体系，继续搅拌混合20 30min，即得本发明的成品。
全文摘要
本发明涉及一种水性超薄膨胀型钢结构防火防腐双功能涂料及其制备方法。采用水性环氧乳液和自交联硅丙乳液为成膜物质，以高聚合度聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇为防火助剂体系，以加入钛白粉、海泡石和硅酸铝纤维为耐高温填料，并特别加入可膨胀石墨鳞片作为防火防腐蚀填料，同时加入少量成膜助剂和水性消泡剂。所形成的防火涂料膨胀倍率高(可达15倍左右)，耐火极限可达90min(涂层厚度2mm)，同时又具有良好的防腐蚀性能。该涂料的制备方法简单、无污染、成本低廉、应用广泛。
文档编号C09D5/08GK102134432SQ20111000475
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者张志明, 张恒浩, 杨家云, 王国建, 王晓文 申请人:中国建筑第二工程局有限公司, 同济大学