水性防火涂料防冻剂制备及其涂料性能研究

摘要

钢结构是不耐火的，但有许多方法可以对其进行防火保护。目前,最经济方便的方法就是对钢结构涂覆防火涂料。无机成分占多数的水性钢结构防火涂料是其中优选的方法之一。水性钢结构防火涂料是公安部四川消防研究所率先研制的新技术，由于其价格低廉，施工时只需在现场加水搅拌均匀即可施工，无需专门技术，生产和施工过程中无任何污染产物，是一种环保型的钢结构防火涂料。但是加水带来一个难以克服的问题，即水结冰的问题。特别是在冬季施工时，气候特别寒冷，室外气温都在零摄氏度以下，新施工的防火涂料极易冻坏。涂料一旦受冻，涂料与被保护钢材的粘结性能大大降低。如此反复，涂层就会冻融开裂、空鼓，甚至出现涂层与钢结构的脱落问题。 为解决水性钢结构防火涂料冬季施工时的脱落问题，本文结合实际应用情况，从钢结构防火保护措施入手，提出防火涂料是钢结构的最佳的保护方法之一。在钢结构的应用时发现水性钢结构防火涂料不防冻的问题。文章系统地介绍了水的特性和目前的防冻理论及组分，研究了低温对防火涂料各项理化性能的影响。本文借用有关混凝土防冻剂的理论，充分考虑了钢结构易腐蚀的特点，经过大量试验，制备出了适于防火涂料冬季施工的防冻剂。这些防冻剂综合了各种防冻理论，具有早强、防冻、防锈等特点。 在防火涂料的研制过程中，本文首先提出利用化学键将无机成分占多数的水性防火涂料与有机成分占优势的防腐漆牢固结合起来，通过分析其原理，提出硅烷界面剂，再选用聚乙烯醇保证防火涂料的内聚力和防火涂料的分散性。简单介绍了防火涂料制备工艺，该防火涂料具有防冻、防锈、早强和粘结性高的特点。 在耐火检测中，本文利用自制的小型耐火检测装置对防火涂料耐火性进行检测，该方法模拟大型耐火炉，利用标准升温曲线对防火涂料的防火性能进行检测，克服大型设备检测费用高的缺点。 最后本课题研究的防火涂料经国家防火建材检测中心检测，检测结果超过国家标准，这表明在水性防火涂料中添加防冻剂、界面剂，可以保证在负温条件下防火涂料的施工和防火性能。从目前该防火涂料的工程成功应用来看，该防火涂料进一步证明了添加防冻剂的防火涂料能够满足钢结构和石化结构的防火保护。