一种高固体份高强度防火涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防火涂料，具体地，涉及一种高固体份高强度防火涂料及其制备方法。

背景技术

钢结构在国内外建筑业中的应用日益广泛，但是其耐火性能差，耐火极限仅为15min。钢结构防火保护的目的就是提高耐火极限，防止其在火灾中迅速升温产生变形、坍塌，从而为消防灭火和安全疏散赢得宝贵时间，避免或减少火灾造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失。

在各种防护措施中，直接喷涂防火涂料是最可靠、最经济的方法。膨胀型防火涂料是一种新型防火涂料，具有优良的防火性能和装饰作用，有着广泛的适用性。

单组分膨胀型防火涂料应用最为广泛，采用的成膜基料多选用丙烯酸树脂。作为热塑性树脂，在遇火或高温时，与膨胀体系配合具有合适的软化温度及黏度，形成高膨胀倍率、优异阻燃性能的防火炭层，但丙烯酸树脂具有机械强度低、对温度敏感等缺点。

发明内容

针对上述单组分膨胀型防火涂料机械强度低的问题，本发明提供了一种高固体份高强度防火涂料及其制备方法，该防火涂料能够在保证耐火性能的前提下，大大提高机械强度。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种高固体份高强度防火涂料，其特征在于，按质量份计，由包含以下组分的原料制得：

丙烯酸树脂： 15～30份；

氨基树脂： 10～20份；

有机硅树脂：5～10份；

氯化石蜡：3～5份；

钛白粉：5～10份；

阻燃剂：5～10份；

三聚氰胺：5～15份；

季戊四醇：5～15份；

聚磷酸铵：20～30份；

润湿分散剂：0.5～1份；

流平剂：0.5～1份；

消泡剂：0.5～1份；

溶剂： 10～20份。

本发明采用丙烯酸树脂、氨基树脂、有机硅树脂混合树脂作为基料树脂，与氯化石蜡、钛白粉、阻燃剂、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵、润湿分散剂、流平剂、消泡剂与溶剂配制而成高固体份高强度防火涂料，与各种防腐底漆和面漆适配性好，且配套复合涂层附着力强度高。

丙烯酸树脂可采用热塑性丙烯酸树脂，氨基树脂可江苏三木585-1或582-2氨基树脂，有机硅树脂可采用湖北新四海9601或常州嘉诺9801有机硅树脂的混合

优选地，所述阻燃剂包括质量比为1:(3～4):(2～3):(2～3)的气相二氧化硅、纳米三氧化二铝、纳米三氧化二锑和纳米氢氧化镁。

上述技术方案中，气相二氧化硅增稠、触变、防沉降，还能增强涂料的应用性能；纳米三氧化二铝阻燃，增加强度；纳米三氧化二锑阻燃，还和氯化石蜡协同发泡；纳米氢氧化镁阻燃还抑烟。

优选地，所述氯化石蜡为70#氯化石蜡。

优选地，所述钛白粉为金红石钛白粉，可选四川龙蟒金红石钛白粉R996或杜邦R902，攀钢R258的一种。

优选地，所述季戊四醇包括质量比为(2～4):1的单季戊四醇和双季戊四醇。

优选地，所述聚磷酸铵为聚合度1000以上的聚磷酸铵。

具体地，所述流平剂为聚丙烯酸酯，可选用德国BYK公司BYK-354。

润湿分散剂为含颜料亲和基团高分子共聚体，例如BYK-163分散剂。

消泡剂是破泡物质和聚硅氧烷，可选华夏HX-2080、HX-2086的一种。

溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、溶剂油的混合溶剂，三者质量比为(1～2)：(1～2)：1，根据环境施工温度可以调整。

本发明第二方面提供一种上述高固体份高强度防火涂料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

a、将丙烯酸树脂、氨基树脂、有机硅树脂、溶剂、润湿分散剂和氯化石蜡混合至溶解完全；

b、然后加入钛白粉、阻燃剂、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵，形成混合液；

c、将步骤b制得的混合液研磨细度至≤90μm；

d、加入消泡剂、流平剂分散均匀，得到涂料。

优选地，步骤a中，先将丙烯酸树脂、氨基树脂、有机硅树脂、溶剂、润湿分散剂投入搅拌机中，在转速为300～800r/min条件下搅拌，搅拌过程中加入氯化石蜡，继续搅拌5～10min至溶解完全。

进一步优选地，步骤b中，形成所述混合液后所述搅拌机的转速调至800～1500r/min，搅拌15～25min。

通过上述技术方案，本发明实现了以下有益效果：

(1)本发明采用丙烯酸树脂、氨基树脂、有机硅树脂混合树脂作为基料树脂，与氯化石蜡、钛白粉、阻燃剂、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵、润湿分散剂、流平剂、消泡剂与溶剂配制而成高固体份高强度防火涂料，与各种防腐底漆和面漆适配性好，配套复合涂层附着力强度≥3MPa。

(2)本发明遇火发泡性能好，泡层强度高并显示致密蜂窝状。

(3)本发明为单组分，固体分高，施工方便。

(4)在本发明的优选技术方案中，采用的阻燃剂为气相二氧化硅、纳米三氧化二锑和纳米氢氧化镁混合物，使涂料具有优异的物理性能，抑烟性能等。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

表1实施例和对比例组分及用量(份)

上述实施例和对比例采用如下制备方法制备涂料：

本发明还提供上述涂料的制备方法，包括以下步骤：

a、按重量份在干燥清洁的拉缸中投入基料树脂、溶剂、润湿分散剂；启动搅拌机，转速调节为300～800r/min，搅拌过程中加入氯化石蜡，搅拌5～10min至溶解完全；

b、搅拌过程中继续依次钛白粉、阻燃剂、三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵，形成混合液，此时调整搅拌机转速至800～1500r/min，搅拌15～25min；

c、导入砂磨机中，然后进行循环研磨细度至≤90μm；

d、导入分散机加入消泡剂、流平剂混合均匀，得到涂料。

将实施例和对比例制得的涂料按GB/T 14907-2018钢结构防火涂料标准进行测试，测试项目及结果如下表所示：

表2实施例和对比例性能测试结果

实验结果显示，实施例1-实施例3在保证耐火性能的前提下，其他各项物理指标符合GB/T 14907-2018钢结构防火涂料标准，其中粘接强度突出。

以上结合实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。