一种新型防火涂层的制作方法

本发明属于防火涂层技术领域，具体涉及一种新型防火涂层。

背景技术：

防火涂料又叫阻燃涂料，涂覆在待保护的基材表面，以减少或防止基材因火灾的火温而损坏。根据阻燃原理，可分为非膨胀型防火涂料和膨胀涂料。

非膨胀型防火涂料一般由波特兰硅酸盐水泥和磷酸盐水泥粘结剂制成，然后添加蛭石、纤维、高岭土、珍珠岩等无机矿物在涂料中充当隔热和骨架作用。

一般性的膨胀型防火涂料主要由基料、阻燃体系(ifr)、无机填充骨料以及其他添加助剂共同制备而成。膨胀型防火涂料主要包括两种防火涂料，薄型和超薄型。随着社会的进步，在20世纪60年代，我国对防火涂料的研究开始转变，由厚型向薄型和超薄型发展。涂层在火焰或高温作用下发生膨胀，形成比原来涂层厚度大几十倍的泡沫碳质层，有效地阻隔外部热源对基材的作用。

目前国内已经出现对膨胀型和非膨胀型两种类型的防火涂料进行复合的研究。但在对膨胀型和非膨胀型两种类型的防火涂料进行复合使用过程中，由于各层间的膨胀系数存在较大差异，因此在隔热材料和金属基材之间及各层隔热材料之间往往会形成较大的间隙，进而形成热量的传送通道，大大降低了涂层的防火隔热效果。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种新型防火涂层。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种新型防火涂层，所述新型防火涂层从下至上由金属基板上的第二填充层、非膨胀防火层、第一填充层与膨胀防火层构成；

其中非膨胀防火层的厚度为10-12mm，膨胀防火层的厚度为3.2-5.0mm，第一填充层的厚度为1.2-2.0mm；第二填充层的厚度为2.0-2.5mm。

进一步的，所述防火涂层的制备方法包括如下步骤：

s1：将第二填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在45-50℃下干燥5-8h，制得第二填充层；

s2：将非膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第二填充层上，养护后制得非膨胀防火层；

s3：将第一填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在48-55℃下干燥6-7h，制得第一填充层；

s4：将膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第一填充层表面，养护后制得膨胀防火层；

s5：将涂覆各涂层的金属基板置于20-28℃，响度湿度≤85％的环境下养护28天，得到上述防火涂层。

进一步的，s2及s4中非膨胀防火层涂料与膨胀防火层涂料每遍的辊涂厚度不超过8mm，且每遍辊涂的间隔周期为24h。

进一步的，所述非膨胀防火层涂料包括硅酸盐水泥105-125份、氯氧化镁8-15份、矿棉25-30份、膨胀蛭石10-15份、硅酸铝纤维1-8份、聚乙二醇15006-8份、硅基防水剂5-10份与分散剂15-20份；其制备方法如下：

将硅酸盐水泥、氯氧化镁、矿棉、膨胀蛭石、硅酸铝纤维、聚乙二醇与硅基防水剂混合均匀后混合组分a，接着向混合组分a中加入分散剂与去离子水并混合均匀，制得非膨胀防火层涂料。

进一步的，去离子水与混合组分a的质量比为1：0.8。

进一步的，所述膨胀防火层涂料包括蛭石50-90份、三聚氰胺15-18份、珍珠岩20-25份、聚醋酸乙烯乳液100-120份、硬化剂5-8份与20-30份去离子水；其制备方法如下：

将蛭石、三聚氰胺、珍珠岩、醋酸乙烯乳液、硬化剂与去离子水混合均匀后，一同加入到球磨机中球磨30-45min，制得膨胀防火层涂料。

进一步的，所述第一填充层涂料由10-15份氧化铝纤维、5-8份可膨胀石墨与30-50份磷酸铝粘结剂混合而成。

进一步的，所述第二填充层涂料由16-20份氧化铝纤维、12-15份可膨胀石墨与45-60份磷酸铝粘结剂混合而成。

上述制得的膨胀防火层涂料、非膨胀防火层涂料、第一填充层涂料及第二填充层涂料需在120min内用完。

本发明提供的新型防火涂层主要适用于钢板及钢材表面。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

本发明提供的新型防火涂层具有良好的防火隔热效果，遇火时，通过最外层的膨胀防火层进行膨胀阻止外界热量向内传递，内层的非膨胀防火层的导热率低能够进一步阻止热量的传递，第一填充层与第二填充层也具有膨胀特性，在高温条件下能够自适应的填充各层间因热膨胀系数差异形成的间隙，避免热量从各层间的间隙中进行传输，进一步提升了涂层的防火隔热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的结构示意图。

图中各个附图标记的对应的部件名称是：

1-膨胀防火层；2-非膨胀防火层；3-第一填充层；4-第二填充层；5-金属基板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种新型防火涂层，新型防火涂层从下至上由金属基板上的第二填充层、非膨胀防火层、第一填充层与膨胀防火层构成；

其中非膨胀防火层的厚度为10.5mm，膨胀防火层的厚度为4.0mm，第一填充层的厚度为2.0mm；第二填充层的厚度为2.3mm。

上述防火涂层的制备方法包括如下步骤：

s1：将第二填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在45℃下干燥5h，制得第二填充层；

s2：将非膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第二填充层上，养护后制得非膨胀防火层；

s3：将第一填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在48℃下干燥6h，制得第一填充层；

s4：将膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第一填充层表面，养护后制得膨胀防火层；

s5：将涂覆各涂层的金属基板置于20-28℃，响度湿度≤85％的环境下养护28天，得到上述防火涂层。

上述s2及s4中非膨胀防火层涂料与膨胀防火层涂料每遍的辊涂厚度不超过8mm，且每遍辊涂的间隔周期为24h。

上述非膨胀防火层涂料包括硅酸盐水泥105份、氯氧化镁8份、矿棉28份、膨胀蛭石11份、硅酸铝纤维3份、聚乙二醇15006份、硅基防水剂8份与分散剂18份；其制备方法如下：

将硅酸盐水泥、氯氧化镁、矿棉、膨胀蛭石、硅酸铝纤维、聚乙二醇与硅基防水剂混合均匀后混合组分a，接着向混合组分a中加入分散剂与去离子水并混合均匀，其中去离子水与混合组分a的质量比为1：0.8，制得非膨胀防火层涂料。

上述第一填充层涂料由10份氧化铝纤维、6份可膨胀石墨与35份磷酸铝粘结剂混合而成。

上述第二填充层涂料由18份氧化铝纤维、13份可膨胀石墨与60份磷酸铝粘结剂混合而成。

实施例2：

一种新型防火涂层，新型防火涂层从下至上由金属基板上的第二填充层、非膨胀防火层、第一填充层与膨胀防火层构成；

其中非膨胀防火层的厚度为11mm，膨胀防火层的厚度为3.2mm，第一填充层的厚度为1.6mm；第二填充层的厚度为2.5mm。

上述防火涂层的制备方法包括如下步骤：

s1：将第二填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在50℃下干燥8h，制得第二填充层；

s2：将非膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第二填充层上，养护后制得非膨胀防火层；

s3：将第一填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在49℃下干燥7h，制得第一填充层；

s4：将膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第一填充层表面，养护后制得膨胀防火层；

s5：将涂覆各涂层的金属基板置于20-28℃，响度湿度≤85％的环境下养护28天，得到上述防火涂层。

上述s2及s4中非膨胀防火层涂料与膨胀防火层涂料每遍的辊涂厚度不超过8mm，且每遍辊涂的间隔周期为24h。

上述非膨胀防火层涂料包括硅酸盐水泥110份、氯氧化镁15份、矿棉25份、膨胀蛭石10份、硅酸铝纤维1份、聚乙二醇15008份、硅基防水剂5份与分散剂15份；其制备方法如下：

将硅酸盐水泥、氯氧化镁、矿棉、膨胀蛭石、硅酸铝纤维、聚乙二醇与硅基防水剂混合均匀后混合组分a，接着向混合组分a中加入分散剂与去离子水并混合均匀，其中去离子水与混合组分a的质量比为1：0.8，制得非膨胀防火层涂料。

上述第一填充层涂料由12份氧化铝纤维、7份可膨胀石墨与30份磷酸铝粘结剂混合而成。

上述第二填充层涂料由16份氧化铝纤维、12份可膨胀石墨与45份磷酸铝粘结剂混合而成。

实施例3：

一种新型防火涂层，新型防火涂层从下至上由金属基板上的第二填充层、非膨胀防火层、第一填充层与膨胀防火层构成；

其中非膨胀防火层的厚度为11.5mm，膨胀防火层的厚度为4.5mm，第一填充层的厚度为1.2mm；第二填充层的厚度为2.0mm。

上述防火涂层的制备方法包括如下步骤：

s1：将第二填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在48℃下干燥7h，制得第二填充层；

s2：将非膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第二填充层上，养护后制得非膨胀防火层；

s3：将第一填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在50℃下干燥6h，制得第一填充层；

s4：将膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第一填充层表面，养护后制得膨胀防火层；

s5：将涂覆各涂层的金属基板置于20-28℃，响度湿度≤85％的环境下养护28天，得到上述防火涂层。

上述s2及s4中非膨胀防火层涂料与膨胀防火层涂料每遍的辊涂厚度不超过8mm，且每遍辊涂的间隔周期为24h。

上述非膨胀防火层涂料包括硅酸盐水泥120份、氯氧化镁12份、矿棉27份、膨胀蛭石15份、硅酸铝纤维8份、聚乙二醇15007份、硅基防水剂7份与分散剂20份；其制备方法如下：

将硅酸盐水泥、氯氧化镁、矿棉、膨胀蛭石、硅酸铝纤维、聚乙二醇与硅基防水剂混合均匀后混合组分a，接着向混合组分a中加入分散剂与去离子水并混合均匀，其中去离子水与混合组分a的质量比为1：0.8，制得非膨胀防火层涂料。

上述第一填充层涂料由13份氧化铝纤维、8份可膨胀石墨与40份磷酸铝粘结剂混合而成。

上述第二填充层涂料由17份氧化铝纤维、14份可膨胀石墨与55份磷酸铝粘结剂混合而成。

实施例4：

一种新型防火涂层，新型防火涂层从下至上由金属基板上的第二填充层、非膨胀防火层、第一填充层与膨胀防火层构成；

其中非膨胀防火层的厚度为10.0mm，膨胀防火层的厚度为3.8mm，第一填充层的厚度为1.5mm；第二填充层的厚度为2.1mm。

上述防火涂层的制备方法包括如下步骤：

s1：将第二填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在47℃下干燥6h，制得第二填充层；

s2：将非膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第二填充层上，养护后制得非膨胀防火层；

s3：将第一填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在52℃下干燥7h，制得第一填充层；

s4：将膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第一填充层表面，养护后制得膨胀防火层；

s5：将涂覆各涂层的金属基板置于20-28℃，响度湿度≤85％的环境下养护28天，得到上述防火涂层。

上述s2及s4中非膨胀防火层涂料与膨胀防火层涂料每遍的辊涂厚度不超过8mm，且每遍辊涂的间隔周期为24h。

上述非膨胀防火层涂料包括硅酸盐水泥115份、氯氧化镁10份、矿棉30份、膨胀蛭石14份、硅酸铝纤维5份、聚乙二醇15006份、硅基防水剂10份与分散剂16份；其制备方法如下：

将硅酸盐水泥、氯氧化镁、矿棉、膨胀蛭石、硅酸铝纤维、聚乙二醇与硅基防水剂混合均匀后混合组分a，接着向混合组分a中加入分散剂与去离子水并混合均匀，其中去离子水与混合组分a的质量比为1：0.8，制得非膨胀防火层涂料。

上述第一填充层涂料由14份氧化铝纤维、5份可膨胀石墨与45份磷酸铝粘结剂混合而成。

上述第二填充层涂料由20份氧化铝纤维、15份可膨胀石墨与50份磷酸铝粘结剂混合而成。

实施例5：

一种新型防火涂层，新型防火涂层从下至上由金属基板上的第二填充层、非膨胀防火层、第一填充层与膨胀防火层构成；

其中非膨胀防火层的厚度为12.0mm，膨胀防火层的厚度为5.0mm，第一填充层的厚度为1.8mm；第二填充层的厚度为2.4mm。

上述防火涂层的制备方法包括如下步骤：

s1：将第二填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在46℃下干燥7h，制得第二填充层；

s2：将非膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第二填充层上，养护后制得非膨胀防火层；

s3：将第一填充层涂料刮涂于金属基板表面，接着在55℃下干燥6h，制得第一填充层；

s4：将膨胀防火层涂料以辊涂方式涂覆于第一填充层表面，养护后制得膨胀防火层；

s5：将涂覆各涂层的金属基板置于20-28℃，响度湿度≤85％的环境下养护28天，得到上述防火涂层。

上述s2及s4中非膨胀防火层涂料与膨胀防火层涂料每遍的辊涂厚度不超过8mm，且每遍辊涂的间隔周期为24h。

上述非膨胀防火层涂料包括硅酸盐水泥125份、氯氧化镁13份、矿棉29份、膨胀蛭石12份、硅酸铝纤维6份、聚乙二醇15008份、硅基防水剂6份与分散剂19份；其制备方法如下：

将硅酸盐水泥、氯氧化镁、矿棉、膨胀蛭石、硅酸铝纤维、聚乙二醇与硅基防水剂混合均匀后混合组分a，接着向混合组分a中加入分散剂与去离子水并混合均匀，其中去离子水与混合组分a的质量比为1：0.8，制得非膨胀防火层涂料。

上述第一填充层涂料由15份氧化铝纤维、7份可膨胀石墨与50份磷酸铝粘结剂混合而成。

上述第二填充层涂料由19份氧化铝纤维、14份可膨胀石墨与60份磷酸铝粘结剂混合而成。

对比例1

该对比例防火涂层主要由涂覆于金属基板上的14.4mm非膨胀防火层与6.8mm膨胀防火层组成，其中非膨胀防火层与膨胀防火层的配方及涂布工艺同实施例5。

对比例2

该对比例防火涂层主要由涂覆于金属基板上的12.0mm非膨胀防火层与9.2mm膨胀防火层组成，其中非膨胀防火层与膨胀防火层的配方及涂布工艺同实施例5。

性能测试：

防火涂料的防火性能测试按照gb14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》中规定的国家标准进行。

粘结强度测试按照gb14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》粘结强度测试方法对本实施例的防火涂层进行测试。

测试结果如下表所示：

从上表可以看出，本发明制备的新型防火涂层不仅具有优异的防火隔热性能，还具有较好的粘结强度。

另，对比实施例5与对比例1-2可以看出，防火涂层中第一填充层与第二填充层的加入后，防火涂层的防火隔热性能得到了明显的改善。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。