本发明属于防火材料技术领域，涉及粉煤灰基地聚物防火涂料及其制备方法。
背景技术：
钢结构作为近年来一种新型的建筑结构形式，具有结构形式灵活、自重轻、强度高、抗震性和变形性好、施工周期短、易于维护等优点，在建筑中得到广泛的应用。钢结构本身虽为不燃烧材料，但其具有耐火性差的致命弱点。在火灾高温作用下，其力学性能如屈服强度、弹性模量、荷载能力都会随温度的升高而降低。结构温度达到300～400℃时，其强度就会下降50％，温度达到600℃时，钢结构基本丧失全部强度刚度。而一般火场温度可达到800～1000℃，在这样高的温度下，裸露的钢结构会快速出现塑性变形，产生局部破坏，造成钢结构整体在15min左右就会丧失承重能力而垮塌。对钢结构的防护措施很多，在实际工程中应用最广泛且最经济有效的方法是涂装钢结构防火涂料。
在钢结构防火涂料品种中，水性无机防火涂料尤其是厚涂型防火涂料(不超过25mm)具有良好的发展前景，该涂料多为蛭石水泥系、矿纤维水泥系、氯氧镁水泥系等无机体系，耐火极限可达30～180min，多使用在耐火极限要求2h以上的室内钢结构上，施工多采用喷涂。这类涂料在火灾中涂层基本不膨胀，依靠材料的不燃性、低导热性或涂层中材料的吸热性，延缓钢材的温升，保护钢构件。其主要优点是涂层稳定性好、耐火极限高、耐候性好，但其存在室内外不能通用，价格较高，缺乏市场竞争力，对于双组份涂料运输成本较高，生产工艺复杂等缺点。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明提供了粉煤灰基地聚物防火涂料及其制备方法，该方法制备工艺简单，所得防火涂料耐久性好，不易开裂、脱落，环保无毒，干燥速度快，可以用于钢结构建筑内外防护，且合理有效利用粉煤灰等工业废弃物资源，降低成本，减少开采使用其它矿物填料导致的环境破坏。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种粉煤灰基地聚物防火涂料，按重量份数计，包括以下组分：
碱激发剂30～40份、粉煤灰40～50份，偏高岭土0～15份，分散剂0.02～0.04份，消泡剂0.03～0.05份，轻钙粉10～20份，阻燃剂0.5～0.8份，增稠剂0.02～0.04份，聚合物乳液1.0～1.5份，水10～20份。
优选地，所述一种粉煤灰基地聚物防火涂料，按重量份数计，包括以下组分：
碱激发剂35份、粉煤灰45份，偏高岭土10份，分散剂0.02份，消泡剂0.03份，轻钙粉10份，阻燃剂0.8份，增稠剂0.02份，聚合物乳液1.0份，水15份。
其中，所述碱激发剂为改性水玻璃；
其中，所述粉煤灰粒径在75μm以下，SiO2、Al2O3、Fe2O3三者合计占72％以上，含钙量低于10％，烧失量低于10％；
其中，所述偏高岭土由高岭土在800～900℃下煅烧2～3小时制得。
其中，所述分散剂为六偏磷酸钠；
其中，所述消泡剂选自烷基硅油、醇类、蓖麻油、棕榈油和油酸中的一种或多种；
其中，所述轻钙粉为市售，粒径为800～1000目；
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝或三聚氰胺；
其中，所述增稠剂为无机增稠剂或有机增稠剂；
其中，所述聚合物乳液为硅丙乳液或纯丙乳液。
上述粉煤灰基地聚物防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)使用氢氧化钠调整改性水玻璃的模数为1.0～1.2，浓度为30％～40％；
(2)将调整好的改性水玻璃与粉煤灰、偏高岭土混合物混合，在1000～1500r/min搅拌条件下加入水、分散剂、30％～50％的消泡剂、颜填料、阻燃剂，搅拌30～40min；
(3)在600～800r/min搅拌条件下加入聚合物乳液、增稠剂、剩余部分的消泡剂，搅拌30～60min，待混合物均匀后即得防火涂料。
其中，在步骤(2)中，搅拌条件优选为1200r/min，搅拌时间优选为35min。
其中，步骤(3)中，搅拌条件优选为700r/min，搅拌时间优选为45min。
通过以上技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明解决了传统钢结构防火涂料存在的技术问题，本发明提供粉煤灰基地聚物防火涂料制备工艺简单，所得防火涂料满足国家标准GB 14907-2002《钢结构防火涂料》中的指标要求，且耐久性好，不易开裂、脱落，环保无毒，干燥速度快，可以用于钢结构建筑内外防护，且有效利用粉煤灰、磷石膏等工业废弃物资源作为填料，降低成本，减少开采使用其它矿物填料导致的环境破坏；本发明提供的粉煤灰基地聚物防火涂料可以有效解决当前碱金属硅酸盐基防火涂料涂膜不耐水、不耐潮和掺入氟硅酸盐、硼酸盐和有机高分子耐水树脂等改性剂后耐火性不佳、涂料成本增加等问题。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和本质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
以下实施例所用其中，上述粉煤灰粒径在75μm以下，SiO2、Al2O3、Fe2O3三者合计占72％以上，含钙量低于10％，烧失量低于10％；
实施例1
按以下组分和重量准备原料：改性水玻璃30kg、粉煤灰40kg，偏高岭土10kg，六偏磷酸钠0.02kg，烷基硅油0.03kg，800目的轻钙粉20kg，氢氧化铝0.5kg，无机增稠剂0.02kg，硅丙乳液1.0kg，水15kg。
按以下步骤制备粉煤灰基地聚物防火涂料：
(1)使用氢氧化钠调整改性水玻璃的模数为1.0，浓度为30％；
(2)将调整好的改性水玻璃与粉煤灰、偏高岭土混合物混合，在1000r/min搅拌条件下加入水、分散剂、部分消泡剂、颜填料、阻燃剂，搅拌30min；
(3)在600r/min搅拌条件下加入聚合物乳液、增稠剂、剩余部分的消泡剂，搅拌30min，待混合物均匀后即得防火涂料。
实施例2
按以下组分和重量准备原料：改性水玻璃35kg、粉煤灰45kg，偏高岭土10kg，六偏磷酸钠0.02kg，蓖麻油0.03kg，900目的轻钙粉10kg，氢氧化铝0.8kg，无机增稠剂0.02kg，硅丙乳液1.0kg，水15kg。
按以下步骤制备粉煤灰基地聚物防火涂料：
(1)使用氢氧化钠调整改性水玻璃的模数为1.1，浓度为35％；
(2)将调整好的改性水玻璃与粉煤灰、偏高岭土混合物混合，在1200r/min搅拌条件下加入水、分散剂、部分消泡剂、颜填料、阻燃剂，搅拌35min；
(3)在700r/min搅拌条件下加入聚合物乳液、增稠剂、剩余部分的消泡剂，搅拌45min，待混合物均匀后即得防火涂料。
实施例3
按以下组分和重量准备原料：改性水玻璃35kg、粉煤灰45kg，六偏磷酸钠0.02kg，棕榈油0.03kg，1000目的轻钙粉20kg，三聚氰胺0.5kg，有机增稠剂0.02kg，纯丙乳液1.5kg，水15kg。
按以下步骤制备粉煤灰基地聚物防火涂料：
(1)使用氢氧化钠调整改性水玻璃的模数为1.1，浓度为35％；
(2)将调整好的改性水玻璃与粉煤灰、偏高岭土混合物混合，在1300r/min搅拌条件下加入水、分散剂、部分消泡剂、颜填料、阻燃剂，搅拌40min；
(3)在800r/min搅拌条件下加入聚合物乳液、增稠剂、剩余部分的消泡剂，搅拌50min，待混合物均匀后即得防火涂料。
实施例4
按以下组分和重量准备原料：改性水玻璃35kg、粉煤灰40kg，偏高岭土5kg，六偏磷酸钠0.02kg，油酸0.03kg，900目的轻钙粉20kg，三聚氰胺0.5kg，有机增稠剂0.02kg，纯丙乳液1.5kg，水10kg。
按以下步骤制备粉煤灰基地聚物防火涂料：
(1)使用氢氧化钠调整改性水玻璃的模数为1.2，浓度为40％；
(2)将调整好的改性水玻璃与粉煤灰、偏高岭土混合物混合，在1500r/min搅拌条件下加入水、分散剂、部分消泡剂、颜填料、阻燃剂，搅拌40min；
(3)在800r/min搅拌条件下加入聚合物乳液、增稠剂、剩余部分的消泡剂，搅拌50min，待混合物均匀后即得防火涂料。
实施例5
按以下组分和重量准备原料：改性水玻璃35kg、粉煤灰50kg，偏高岭土15kg，六偏磷酸钠0.04kg，油酸0.05kg，900目的轻钙粉15kg，三聚氰胺0.7kg，有机增稠剂0.04kg，纯丙乳液1.2kg，水20kg。
按以下步骤制备粉煤灰基地聚物防火涂料：
(1)使用氢氧化钠调整改性水玻璃的模数为1.2，浓度为40％；
(2)将调整好的改性水玻璃与粉煤灰、偏高岭土混合物混合，在1500r/min搅拌条件下加入水、分散剂、部分消泡剂、颜填料、阻燃剂，搅拌40min；
(3)在800r/min搅拌条件下加入聚合物乳液、增稠剂、剩余部分的消泡剂，搅拌60min，待混合物均匀后即得防火涂料。
试验例：检测实施例1-5的防火涂料的性能，结果如下表。