本发明属于防火材料
技术领域：
，具体为一种膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
：钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震，抗弯等特性，在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要；还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲，拉伸的缺陷，然而钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点，抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降，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，将钢材外表涂装防火材料。现有技术中常见的防火方式是对于钢结构进行涂装防火。目前主要有非膨胀型和膨胀型防火涂料，膨胀型防火涂料在未受热时状态正常，受热时被动膨胀，起到保护钢结构的作用，然而现有的膨胀型防火涂料受热后逐渐会产生开裂，同时阻燃效果逐渐降低；且入料干燥时间较慢，涂料时间工期长。技术实现要素：本发明的目的在于：为了解决现实存在的技术问题，提供一种膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法和应用。本发明采用的技术方案如下：一种膨胀型钢结构防火涂料，包括防火泥以及防火涂料，所述防火泥由以下重量份的原料构成：硅酸盐水泥7-20份，三聚氰胺3-10份，双季戊四醇20-30份，硅酸盐纤维凝胶9-15份，尿素5-10份，发泡剂12-25份，润湿剂2-4份，淀粉10-15份；所述防火涂料由以下所述的重量配比的原料构成：磷酸铝10-15份，邻苯二甲酸酐5-7份，淀粉35-50份、甲基硅酸钠3-5份、二甲苯25-35份、尿素5-8份、增塑剂0.1-0.3份、分散剂0.4-0.6份、消泡剂0.1-0.3份；所述硅酸盐纤维凝胶为硅酸盐纤维粉料与无水乙醇以重量比为3:1的配比高速搅拌混匀后的悬液。其中，所述水性分散剂为水解聚马来酸酐、聚乙二醇、聚乙烯蜡中的一种或多种。其中，所述消泡剂为聚合环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷、甘油中的一种或多种。本发明第二方面还提供一种膨胀型钢结构防火涂料制备方法，包括如下步骤：a)备料：按照各成分原料进行备料；b)悬浊液制备：将硅酸盐纤维凝胶与双季戊四醇配比成硅酸盐纤维凝胶悬浊液；c)粉料制备：将硅酸盐水泥与三聚氰胺研磨混合配比呈粉料混合物；d)防火泥制备：将尿素、发泡剂、润湿剂、氧化型淀粉与步骤b中的硅酸盐纤维凝胶悬浊液以及步骤c中的粉料混合物按照防火泥的重量配方比例混合均匀之后，得到膨胀型钢结构防火泥；e)防火涂料制备：将磷酸铝、邻苯二甲酸酐、淀粉、甲基硅酸钠、二甲苯、尿素、增塑剂、分散剂以及消泡剂按照防火涂料的重量配方比例混合搅拌均匀，得到初步膨胀型钢结构防火涂料；f)将膨胀型钢结构防火泥与膨胀型钢结构防火涂料搅拌混合均匀得到最终膨胀型钢结构防火涂料。其中，步骤b中所述硅酸盐纤维凝胶为多孔隙球状空心颗粒，所述硅酸盐纤维凝胶由硅酸铝盐纤维，无水乙醇，去离子水在10:3:1的比例下搅拌混匀至凝胶，再将制备所述凝胶在碱液中搅拌分散成球状分散颗粒。其中，步骤b中所述硅酸盐纤维凝胶与双季戊四醇的重量配料比为1:2。其中，步骤c中所述硅酸盐水泥与三聚氰胺重量配料比为3:1。其中，步骤c中所述的混合加工方式是用卧式混合机搅拌混合均匀，搅拌速度为80-100r/pm，搅拌时间为30-40min。其中，步骤f中所述的膨胀型钢结构防火泥与初步膨胀型钢结构防火涂料重量比为1:1。本发明第三方面提供一种膨胀型钢结构防火涂料的应用，所述的膨胀型钢结构防火涂料用于在钢结构防火的骨架包覆材料。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明中，由于采用了硅酸盐纤维凝胶材料，一方面实现了硅酸盐纤维在高温下的耐受性，使得硅酸盐纤维凝胶膨胀后形成网状多孔结构，使其具有明显的隔离防火性能；另一方面通过其多孔结构有效的提升整体材料的干燥时间和干燥防裂效果，使得防火涂料涂装快速稳定，减少开裂剥落的可能性；2、本发明中，由于采用了防火泥与防火涂料的混合加速固化，使得固化剂整体固化速度提升，且固化稳定性增强，使其在干燥时间以及干燥防裂效果上具有一定的提升。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例一，一种膨胀型钢结构防火涂料，包括防火泥以及防火涂料，防火泥由以下所述的重量配比的原料构成：硅酸盐水泥12份，三聚氰胺4份，双季戊四醇24份，硅酸盐纤维凝胶12份，尿素6份，发泡剂15份，润湿剂3份，淀粉12份，防火涂料由以下的重量配比的原料构成：磷酸铝10份，邻苯二甲酸酐5份，淀粉30份，甲基硅酸钠4份，二甲苯30份，尿素8份，增塑剂0.25份，分散剂0.5份，消泡剂0.25份，其中分散剂为水解聚马来酸酐，其中消泡剂为聚合环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷、甘油混合而成，其中硅酸盐纤维凝胶为硅酸盐纤维粉料与无水乙醇以重量比为3:1的配比高速搅拌混匀后的悬液，其中润湿剂为烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐和磷酸酯组成的群组中选择的至少一个，其中增塑剂为邻苯二甲酸酯、磷酸酯、脂肪族二元酸酯组成的群组中选择的至少一个，其中发泡剂为碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠组成的群组中选择的至少一个。实施例二，一种膨胀型钢结构防火涂料制备方法包括如下步骤：a)备料：按照各成分原料进行备料；b)悬浊液制备：将多孔隙球状空心颗粒状的硅酸盐纤维凝胶与双季戊四醇按照重量比为1:2配比成硅酸盐纤维凝胶悬浊液，其中硅酸盐纤维凝胶由硅酸铝盐纤维，无水乙醇，去离子水在10:3:1的比例下搅拌混匀至凝胶，再将制备所述凝胶在碱液中搅拌分散成球状分散颗粒；c)粉料制备：将硅酸盐水泥与三聚氰胺按照重量比为3:1的比例，在卧式混合机中以100r/pm的搅拌速度搅拌30min研磨混合配比呈粉料混合物；d)防火泥制备：将尿素、发泡剂、润湿剂、氧化型淀粉与步骤b中的硅酸盐纤维凝胶悬浊液以及步骤c中的粉料混合物按6:20:3:12:36:16的重量配方比例混合均匀之后，得到膨胀型钢结构防火泥；e)防火涂料制备：将磷酸铝、邻苯二甲酸酐、淀粉、甲基硅酸钠、二甲苯、尿素、增塑剂、分散剂以及消泡剂按40：20:120:16：120:32：1：2:1的重量配方比例混合搅拌均匀，得到初步膨胀型钢结构防火涂料；f)将膨胀型钢结构防火泥与初步膨胀型钢结构防火涂料按照重量比为3:1的比例搅拌混合均匀得到最终膨胀型钢结构防火涂料。实施例三，一种膨胀型钢结构防火涂料，包括防火泥以及防火涂料，防火泥由以下所述的重量配比的原料构成：硅酸盐水泥15份，三聚氰胺5份，双季戊四醇20份，硅酸盐纤维凝胶10份，尿素5份，发泡剂13份，润湿剂3份，淀粉10份，防火涂料由以下的重量配比的原料构成：磷酸铝14份，邻苯二甲酸酐6份，淀粉25份，甲基硅酸钠4份，二甲苯34份，尿素8份，增塑剂0.2份，分散剂0.5份，消泡剂0.2份，其中水性分散剂为聚乙二醇，其中消泡剂为聚合环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷、甘油混合而成，所述的膨胀型钢结构防火涂料用于在钢结构防火的骨架包覆材料。试验例为了测试本发明所得膨胀型钢结构防火泥(实施例二)的性能，对其各指标进行了测定，结果如表1所示，并设立950℃高温环境下有无涂料的钢板背面温度对比测定，结果如表2所示。表1：本发明所得膨胀型钢结构防火涂料的性能测试。表2：本发明所得膨胀型钢结构防火涂料的防火性能测试。时间/min有防火涂料钢板/℃无防火涂料钢板/℃000302768506031595090357950120386950150624950180950950由表1可知，本发明实施例2提供的膨胀型钢结构防火涂料各项指标都符合国家标准，且部分指标远优于国家标准，例如该防火涂料干燥时间较短，有利于缩短多次涂料的等待时间。由表2可知，本发明实施例2提供的膨胀型钢结构防火涂料整体具有显著的防火隔热效果，在120min内均保持有效的防火隔热效果。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12