一种耐火型金属防腐涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种耐火型金属防腐涂料及其制备方法。

背景技术

随着城市化进程的进行，不论是住宅地产还是商业地产都有高层的趋势，但是高层也意味着火灾潜在的危害也越来越大。火灾实质上就是燃烧反应，需要可燃物、氧气以及高温三个条件，因此，现在一般倾向于是将氧气和可燃物进行隔绝，从而对于阻止火灾的继续起到一定的阻碍作用。加之现在的建筑有非常多的钢构件，火灾对其造成的结构损坏也较为严重，若在较短的时间内结构失稳，势必造成灾难性后果，而一般作为防腐表层使用的涂料实际上还能够起到更多的作用。

发明内容

为了解决上述问题，本申请一方面提出了一种耐火型金属防腐涂料，包括如下质量份数的原料：高分子乳液：25-35份；半纤维素：2-3份；有机阻燃剂：40-50份；三聚氰胺：5-10份；石英纤维：4-6份；气相二氧化硅：2-4份；消泡剂：0.5-0.9份；水：20-30份。本申请采用有机阻燃剂、半纤维素、石英纤维、三聚氰胺组成整体的耐火体系，在保证结构连接可靠性的同时，还能够提高涂料自身的可喷涂性以及涂料自身的可涂覆性，此种方式得到的涂料稳定性较好，不易发生沉降。

优选的，所述有机阻燃剂由烟煤除去轻质组份得到；所述烟煤为宁夏鸳鸯湖烟煤。

优选的，所述烟煤按照如下方式处理：

将烟煤粉碎到200目以下，并在不低于80℃，不高于90℃下的情况下真空干燥不少于24h；

微波去轻质：将烟煤和萃取剂按照质量比为3-5：1的进行充分混合得混合物，然后置于微波反应器中，微波反应器的条件为：温度40-60℃，微波功率1200-1800W，微波时间2-4h，然后将混合物进行抽滤取滤余物作为有机阻燃剂。本申请的有机阻燃物实质上是自然状态下的有机和无机混合的阻燃物，即包含有煤中的灰分以及有机物，当然本申请实质上采用的也并非是改性的灰分，而是烟煤萃取处理之后的煤中的重质组份和无机物的一体式组合物，这使得其具有良好的与有机组份之间的相容性以及与无机组份、水之间的相容性。

优选的，所述萃取剂为甲醇溶剂或苯-甲醇等质量混合物的混合溶剂。

优选的，还包括一氧化处理的过程，先将真空干燥之后的烟煤与次氯酸钠氧化液按照质量比1：30-40进行混合以及搅拌，在20-30℃下进行反应30-40min，然后再进行微波去轻质。本申请之所以采用先氧化，再微波萃取的方式，一方面是利用氧化可以进一步的解构煤组份，另一方面则是可以提高有机阻燃剂的阻燃效果并且具有更好的在乳液当中的稳定性，避免发生沉淀和分布不均的现象。

优选的，所述次氯酸钠氧化液为10％有效氯的次氯酸钠溶液。

优选的，所述烟煤的挥发份不大于28wt％，碳含量不大于60wt％。

优选的，所述高分子乳液为苯丙乳液。

优选的，还包括聚丙烯酸乳液：质量份数为10-15份。

另一方面提出了一种耐火型金属防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

将烟煤粉碎到200目以下，并在不低于80℃，不高于90℃下的情况下真空干燥不少于24h；

氧化处理：先将真空干燥之后的烟煤与次氯酸钠氧化液按照质量比1：30-40进行混合以及搅拌，在20-30℃下进行反应30-40min，然后再进行微波去轻质；

微波去轻质：将烟煤和萃取剂按照质量比为3-5：1的进行充分混合得混合物，然后置于微波反应器中，微波反应器的条件为：温度40-60℃，微波功率1200-1800W，微波时间2-4h，然后将混合物进行抽滤取滤余物作为有机阻燃剂；

将高分子乳液、半纤维素、有机阻燃剂、三聚氰胺、石英纤维、气相二氧化硅、消泡剂、水、聚丙烯酸乳液进行混合，得到最终产品。

本申请能够带来如下有益效果：

1.本申请采用有机阻燃剂、半纤维素、石英纤维、三聚氰胺组成整体的耐火体系，在保证结构连接可靠性的同时，还能够提高涂料自身的可喷涂性以及涂料自身的可涂覆性，此种方式得到的涂料稳定性较好，不易发生沉降；

2.本申请的有机阻燃物实质上是自然状态下的有机和无机混合的阻燃物，即包含有煤中的灰分以及有机物，当然本申请实质上采用的也并非是改性的灰分，而是烟煤萃取处理之后的煤中的重质组份和无机物的一体式组合物，这使得其具有良好的与有机组份之间的相容性以及与无机组份、水之间的相容性；

3.本申请之所以对烟煤采用先氧化，再微波萃取的处理方式，一方面是利用氧化可以进一步的解构煤组份，另一方面则是可以提高有机阻燃剂的阻燃效果并且具有更好的在乳液当中的稳定性，避免发生沉淀和分布不均的现象。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本申请进行详细阐述。

本申请是一种耐火型金属防腐涂料的合成方法，具体包括如下步骤：

S1.有机阻燃剂的合成：

将烟煤粉碎到200目以下，并在不低于80℃，不高于90℃下的情况下真空干燥不少于24h；所述烟煤的挥发份不大于28wt％，碳含量不大于60wt％，所述烟煤为宁夏鸳鸯湖烟煤；

氧化处理：先将真空干燥之后的烟煤与次氯酸钠氧化液按照质量比1：30-40进行混合以及搅拌，在20-30℃下进行反应30-40min，然后再进行微波去轻质；所述次氯酸钠氧化液为10％有效氯的次氯酸钠溶液；

微波去轻质：将氧化后除去萃取剂的烟煤和萃取剂按照质量比为3-5：1的进行充分混合得混合物，然后置于微波反应器中，微波反应器的条件为：温度40-60℃，微波功率1200-1800W，微波时间2-4h，然后将混合物进行抽滤取滤余物作为有机阻燃剂；所述萃取剂为甲醇溶剂或苯-甲醇等质量混合物的混合溶剂；

S2.涂料混合合成：

将苯丙乳液：25-35份；半纤维素：2-3份；有机阻燃剂：40-50份；三聚氰胺：5-10份；石英纤维：4-6份；气相二氧化硅：2-4份；消泡剂：0.5-0.9份；水：20-30份，聚丙烯酸乳液：10-15份进行球磨混合，得到最终产品；

S3.防腐涂料性质检测：

按照GB 14907-2018钢结构防火涂料测定粘结强度；测定耐曝热性是否满足要求，以及测定前后隔热效率衰减量。

具体是实施例如下：

实施例1：

本申请是一种耐火型金属防腐涂料的合成方法，具体包括如下步骤：

S1.有机阻燃剂的合成：

将烟煤粉碎到200目以下，并在不低于80℃，不高于90℃下的情况下真空干燥不少于24h；所述烟煤的挥发份不大于28wt％，碳含量不大于60wt％，所述烟煤为宁夏鸳鸯湖烟煤；

氧化处理：先将真空干燥之后的烟煤与次氯酸钠氧化液按照质量比1：30进行混合以及搅拌，在30℃下进行反应30min，然后再进行微波去轻质；所述次氯酸钠氧化液为10％有效氯的次氯酸钠溶液；

微波去轻质：将氧化后除去萃取剂的烟煤和萃取剂按照质量比为3：1的进行充分混合得混合物，然后置于微波反应器中，微波反应器的条件为：温度40℃，微波功率1800W，微波时间2h，然后将混合物进行抽滤取滤余物作为有机阻燃剂；所述萃取剂为苯-甲醇等质量混合物的混合溶剂；

S2.涂料混合合成：

将苯丙乳液：25千克；半纤维素：2千克；有机阻燃剂：40千克；三聚氰胺：10千克；石英纤维：6千克；气相二氧化硅：4千克；消泡剂：0.9千克；水：30千克，聚丙烯酸乳液：15千克进行球磨混合，得到最终产品；

S3.防腐涂料性质检测：

按照GB 14907-2018钢结构防火涂料测定粘结强度，2.2MPa；

测定耐曝热性是否满足要求，以及测定前后隔热效率的变化率，耐曝热性满足要求，隔热效率衰减量10％。

实施例2：

S1.有机阻燃剂的合成：

将烟煤粉碎到200目以下，并在不低于80℃，不高于90℃下的情况下真空干燥不少于24h；所述烟煤的挥发份不大于28wt％，碳含量不大于60wt％，所述烟煤为宁夏鸳鸯湖烟煤；

氧化处理：先将真空干燥之后的烟煤与次氯酸钠氧化液按照质量比1：40进行混合以及搅拌，在20℃下进行反应40min，然后再进行微波去轻质；所述次氯酸钠氧化液为10％有效氯的次氯酸钠溶液；

微波去轻质：将氧化后除去萃取剂的烟煤和萃取剂按照质量比为5：1的进行充分混合得混合物，然后置于微波反应器中，微波反应器的条件为：温度60℃，微波功率1200W，微波时间4h，然后将混合物进行抽滤取滤余物作为有机阻燃剂；所述萃取剂为甲醇溶剂；

S2.涂料混合合成：

将苯丙乳液：35千克；半纤维素：3千克；有机阻燃剂：50千克；三聚氰胺：10千克；石英纤维：6千克；气相二氧化硅：4千克；消泡剂：0.9千克；水：30千克，聚丙烯酸乳液：10千克进行球磨混合，得到最终产品；

S3.防腐涂料性质检测：

按照GB 14907-2018钢结构防火涂料测定粘结强度，2.5MPa；

测定耐曝热性是否满足要求，以及测定前后隔热效率的变化率，耐曝热性满足要求，隔热效率衰减量15％。

对比例1：

S1.有机阻燃剂的合成：

将烟煤粉碎到200目以下，并在不低于80℃，不高于90℃下的情况下真空干燥不少于24h；所述烟煤的挥发份不大于28wt％，碳含量不大于60wt％，所述烟煤为宁夏鸳鸯湖烟煤；

萃取去轻质：将烟煤和萃取剂按照质量比为3：1的进行充分混合得混合物，然后加热，加热的条件为：温度60℃，萃取时间4h，然后将混合物进行抽滤取滤余物作为有机阻燃剂；所述萃取剂为苯-甲醇等质量混合物的混合溶剂；

S2.涂料混合合成：

将苯丙乳液：35千克；半纤维素：3千克；有机阻燃剂：50千克；三聚氰胺：10千克；石英纤维：6千克；气相二氧化硅：4千克；消泡剂：0.9千克；水：30千克，聚丙烯酸乳液：10千克进行球磨混合，得到最终产品；

S3.防腐涂料性质检测：

按照GB 14907-2018钢结构防火涂料测定粘结强度，0.7MPa；

测定耐曝热性是否满足要求，以及测定前后隔热效率的变化率，耐曝热性满足要求，隔热效率衰减量15％。

对比例2：

S1.有机阻燃剂的合成：

将烟煤粉碎到200目以下，并在不低于80℃，不高于90℃下的情况下真空干燥不少于24h作为有机阻燃剂；所述烟煤的挥发份不大于28wt％，碳含量不大于60wt％，所述烟煤为宁夏鸳鸯湖烟煤；

S2.涂料混合合成：

将苯丙乳液：35千克；半纤维素：3千克；有机阻燃剂：50千克；三聚氰胺：10千克；石英纤维：6千克；气相二氧化硅：4千克；消泡剂：0.9千克；水：30千克，聚丙烯酸乳液：10千克进行球磨混合，得到最终产品；

S3.防腐涂料性质检测：

按照GB 14907-2018钢结构防火涂料测定粘结强度，1.1MPa；

测定耐曝热性是否满足要求，以及测定前后隔热效率的变化率，耐曝热性满足要求，隔热效率衰减量30％。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。