防火涂料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及防火涂料领域，具体而言，设及一种防火涂料。
【背景技术】
[0002] 钢材不具备可燃性，但是钢材的导热系数大，常温导热系数达58. 2W/m?K。遇火 或遇热温度达到500°C左右时，钢材的弹性模量、屈服强度和极限强度将显著降低，应变急 剧增大，致使其迅速扭曲变形，导致钢结构部分或全部塌陷破坏。实验表明，钢材具有耐热 而不耐高温的特性，并随着温度的升高，钢材的强度会逐渐降低。如在火灾的作用下，钢结 构构件温度达到350°C、50(rC、60(rC时，强度分别下降1/3、1/2和2/3。当温度一旦达到 500°CW上，钢结构构件就会发生软化而导致建筑瞬时崩溃倒塌。而涂覆在钢结构表面的膨 胀型防火涂料能够延长火灾中钢结构建筑的支撑时间，为人们赢得撤离火灾现场的时间。
[0003] 钢结构防火涂料发展到现在，可用不同的方法来对其分类；从所用的分散体系进 行分类，可分为水溶型和溶剂型；从防火形式进行分类，可分为膨胀型和非膨胀型；在应用 范围上，进行分类分室外型和室内型；从厚度来分类，分为厚涂型、薄涂型和超薄型。目前常 用的品种中厚涂型和薄涂型涂料大多是水溶型的，超薄型有水溶型和溶剂型两类。薄涂型 和超薄型基本上都是膨胀型，厚涂型是非膨胀型的。
[0004] 近年来，随着人们环保意识的不断增强，水性防火涂料受到了越来越多的关注。水 性防火涂料W水做溶剂，因此价格较油性防火涂料低并且降低了对大气的污染；水性涂料 仅采用少量或者不采用有机溶剂，改善了作业环境，同时，在降低污染、节省资源方面的效 果也比较显著；水性涂料涂层附着力强，对材质表面的适应性也比较好；水性涂料施工涂 装工具可用水清洗，从而减少清洗溶剂的消耗；水性防火涂料的展平性好，在内腔、焊缝、棱 角、棱边等部位都能进行施工，具有很好的防护性。
[0005] 水性防火涂料阻燃原理如下；（1)本身具有难燃性或不燃性。涂层遇火受热后，可 W通过烙融、膨胀等物理变化W及聚合物等组分的分解和炭化等化学作用吸收大量热量， 抵消一部分作用于物体的热，从而延缓基材的受热升温过程；（2)遇火受热分解出不可燃 的惰性气体，冲淡被保护基材受热分解出的易燃气体和空气中的氧气，抑制燃烧；（3)遇热 释放活性自由基。该活性自由基与有机自由基结合后能减缓或终止燃烧连锁反应；(4)遇 热膨胀，形成隔热隔氧的膨胀炭层，封闭基材，从而阻止基材着火燃烧。
[0006] 传统的膨胀型防火涂料的耐火性能一般通过加入含面材料实现或加强。涂料中的 面素化合物，在高温下能分解出面化氨，面化氨可W捕捉有机物在受热氧化燃烧时分解出 的哲基自由基，使连锁反应终止，从而阻止了有焰燃烧的发生。同时不可燃气体面化氨可W 降低可燃气体的浓度和空气中氧气的浓度，也抑制了有焰燃烧的反应。
[0007] 防火涂料中使用含面阻燃材料，最大的优点就是用量少、阻燃效率高且适应性广。 但其也存在严重的缺点，就是一旦发生火灾，由于热分解和燃烧会产生大量的烟雾和有毒 的腐蚀性气体，从而妨碍救火和人员疏散，同时腐蚀仪器和设备。特别是人们发现火灾中的 死亡事故有80%W上是材料产生的浓烟和有毒气体造成的。因此，无面阻燃防火材料得到 了越来越多的重视，希望通过零面供选方案来替换该些含面材料。
[0008] 专利CN102675992B介绍了一种W苯丙乳液，聚磯酸锭，季戊四醇，S聚氯胺，铁白 粉，氨氧化侣，棚酸锋，氯化石蜡，防腐杀菌剂，分散剂，成膜助剂，纤维素離，哲基硅油和水 制备的膨胀型水性饰面防火涂料。在水中浸泡72小时，不开裂、不起泡、不脱落，耐火时间 为40min。但是该防火涂料耐火时间较短，原因是火灾中产生的膨胀炭缺乏强度和耐久性。 该些因素限制了对基材的保护程度。
[0009] 鉴于上述问题的存在有必要开发出一种具有良好的膨胀炭强度和耐久性的防火 涂料，W延长防火涂层的耐火时间。
【发明内容】
[0010] 本发明的主要目的在于提供一种防火涂料，W解决现有技术中防火涂料在使用过 程中膨胀炭的强度小，耐久性差的问题。
[0011] 为了实现上述目的，本发明的一个方面，提供了一种防火涂料，按重量份计，该防 火涂料包括10~30份的成膜剂、0. 5~5份的无机空屯、填料、10~40份的酸供体、8~30 份的碳供体、6~25份的发泡剂、1~10份的增效剂W及1~10份的溶剂；其中，增效剂选 自金属氧化物和/或矿物纤维。
[0012] 进一步地，无机空屯、填料选自空屯、玻璃珠、空屯、玻璃纤维和氧化侣空屯、球组成的 组中的一种或多种。
[0013] 进一步地，金属氧化物与矿物纤维的重量比为0. 2~1。
[0014] 进一步地，按重量份计，防火涂料包括15~25份的成膜剂、2~5份的无机空屯、 填料、18~30份的酸供体、9~22份的碳供体、8~15份的发泡剂、2~7份的增效剂W及 3~10份的溶剂。
[0015] 进一步地，成膜剂选自醋酸己締-叔碳酸己締醋聚合乳液、聚醋酸己締醋乳液、苯 己締-丙締酸醋乳液、有机娃改性丙締酸醋乳液、聚苯己締改性乳液、纯丙乳液、聚丙締酸 醋乳液、水溶性氨基树脂和水溶性酪醒树脂组成的组中的一种或多种。
[0016] 进一步地，酸供体选自聚磯酸锭、碳酸氨锭、磯酸氨二锭、磯酸二氨锭和甲酸组成 的组中的一种或多种。
[0017] 进一步地，碳供体选自季戊四醇、二季戊四醇、山梨醇、了四醇、淀粉、环己六醇和 麦芽糖组成的组中的一种或多种。
[0018] 进一步地，发泡剂选自=聚氯胺、双氯胺、聚酷胺、密胺、聚脈、脈、甘氨酸和尿素组 成的组中的一种或多种。
[0019] 进一步地，金属氧化物选自氧化锋、氧化儀和氧化铅组成的组中的一种或多种。
[0020]进一步地，按重量份计，防火涂料还包括3~20份的颜填料、0. 1~3份的增塑剂 和0. 1~5份的助剂曲剂选自分散剂、增稠剂、消泡剂、杀菌剂、成膜助剂和抑调节剂组成 的组中的一种或多种。
[0021] 进一步地，颜填料选自二氧化铁、滑石粉、云母粉、硫酸领和碳酸巧组成的组中的 一种或多种。
[0022] 进一步地，增塑剂选自单己醇胺、二己醇胺和S己醇胺组成的组中的一种或多种。
[0023] 进一步地，溶剂选自水、丙二醇和己醇组成的组中的一种或多种。
[0024] 进一步地，防火涂料不含面元素。
[0025] 应用本发明的技术方案，在成膜剂、酸供体、碳供体、发泡剂和溶剂的基础上添加 无机空屯、填料、金属氧化物和/或矿物纤维。无机空屯、填料具有较小的传导系数，能够有效 降低防火涂料的导热性，从而有利于提高防火涂料的耐火性和阻燃效率。更为特别的是， 由于金属氧化物和/或矿物纤维均可W强化炭层结构，同时成膜剂能促进高分子化合物塑 性流动和弹性变形，改善聚结性能和乳液的成膜机理，促进防火涂料形成连续性薄膜，因此 成膜剂与金属氧化物和/或无机空屯、填料的共同使用能够有效提高防火涂料涂层的初性 和机械强度，从而有利于提高上述防火体系形成的=维空间结构膨胀炭层的强度和烧穿阻 力，进而有利于延长防火涂料的耐火时间。此外，将上述组分的用量控制在上述范围内，有 利于发挥各组分的协同效果。综合上述各方面原因，本发明提供的防火涂料具有优异的耐 火性能。
【具体实施方式】
[0026] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0027] 正如【背景技术】所描述的，现有技术中制备的防火涂料中膨胀炭的强度和耐久性差 的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种防火涂料，该防火涂料包括10~30份的成 膜剂、0. 5~5份的无机