一种用于钢结构建筑的防火涂料及其制作方法和涂装工艺

摘要

一种用于钢结构建筑的防火涂料，选用丙烯酸树脂作为主成膜物，以纯丙乳液作为次成膜物，所述防火涂料按重量百分比表示，配方为：丙烯酸树脂24％，纯丙乳液11％，多聚磷酸铵24％、双季戊四醇12％、三聚氰胺6％，膨胀石墨6％，纳米氧化镁粉体1％，去离子水15％，助剂1％。本发明的超薄型钢结构防火涂料具备高性能、附着力强、耐候性好等优点。本发明也涉及一种用于钢结构建筑的防火涂料的制作方法和对钢结构进行涂装的工艺。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钢结构建筑的防火涂料，也涉及一种用于钢结构建筑的防火涂料的 制造方法以及对钢结构涂装的工艺。

背景技术

钢结构具有质量轻、强度高、施工方便且具有良好的延性和抗震性等优点而被日益广泛 地使用于建筑行业中，尤其是在超高层及大跨度建筑等方面显示出了强大的生命力。但是钢 结构的耐火性很差，极易导热，在自身温度超过540摄氏度时，其机械强度几乎完全丧失。 国内外多个钢结构建筑物火灾案例都已证明，发生火灾后的20分钟以内，钢结构建筑都会被 烧垮倒塌。因此，钢结构建筑的防火问题备受世人的关注。

在钢结构表面上涂刷或者喷涂防火材料，能够起到防火隔热作用，能够防止钢结构在火 灾中迅速升温而降低强度，因此成为了当前一种重要的钢结构防火保护措施。

发明内容

本发明旨在提供一种具备高性能、附着力强、耐候性好等优点的超薄型钢结构防火涂料。 具体地，本发明防火涂料选用丙烯酸树脂作为主成膜物，以纯丙乳液作为次成膜物；选用多 聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺和膨胀石墨作为成炭系统；所述防火涂料按重量百分比表 示，配方为：丙烯酸树脂24％，纯丙乳液11％，多聚磷酸铵24％、双季戊四醇12％、三聚 氰胺6％，膨胀石墨6％，纳米氧化镁粉体1％，去离子水15％，助剂1％。

优选地，所述助剂包括消泡剂、分散剂、成膜剂和防霉剂。

本发明还涉及一种用于钢结构建筑的防火涂料的制作方法，包括如下步骤：首先将多聚 磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺和膨胀石墨，以及纳米氧化镁粉体、去离子水按照如下占涂 料总重量比例：多聚磷酸铵24％、双季戊四醇12％、三聚氰胺6％、膨胀石墨6％、纳米氧 化镁粉体1％、去离子水15％混合均匀，在球磨机上进行研磨，达到预定细度时过滤出料， 然后加入到分散罐中，此时加入占总重量比例1％的助剂，以3500转每分钟的速度搅拌分散 25分钟之后，加入基料，基料包括占总重比例24％的丙烯酸树脂和11％纯丙乳液，再以800 转每分钟的速度搅拌分散35分钟后过滤出料即可。

预定细度优选低于85微米。

实验证明，涂层厚度2.0mm时，耐火极限达到了91min，符合GB14907-2002要求。

本发明还涉及一种对钢结构进行涂装的工艺，其包括如下步骤：（1）涂装前处理：表面 清理、基材打磨、除锈，用棕毛刷、铲刀和砂纸清理焊渣、飞溅附着物，清洗金属表面至无 可见油脂及杂物，用角磨机和砂纸打磨除锈，焊缝打磨光滑平整，棱边倒角R=1.5～2.5mm， 粗糙度50～65μm;（2）涂水性无机富锌底漆：高压无气喷涂，压力比35:1，喷枪距离350～ 420mm，喷射角75～80度，喷涂电压26～30V，喷涂电流200～240A，喷嘴直径：0.48～0.56mm， 环境湿度：＜76%，钢板表面温度高于露点5℃以上，喷涂一遍，膜厚（干膜）65～70μm； （3）涂环氧云铁中间漆：采用高压无气喷涂，压力比37:1，喷枪距离270～310mm，喷嘴直 径：0.47～0.52mm，环境温度：＜75%，钢板表面温度：高于露点4.5℃以上，喷射角67～78 度，喷涂电压27～31V，喷涂电流210～245A，涂装两道，每道厚度（干膜）50～65μm；（4） 涂根据权利要求1-2任一所述的或权利要求3-4任一所制得得防火涂料：手工涂刷或机械喷 涂，每道涂膜厚度850μm（干膜），共涂三道；（5）涂双组份聚氨基甲酸乙酯面漆：采用 高压无气喷涂，压力比46:1，喷枪距离280～350mm，喷嘴直径：0.46～0.51mm，环境温度： ＜75%，钢板表面温度：高于露点5.5℃以上，喷射角66～77度，喷涂电压28～32V，喷涂电 流230～242A，涂装一道，每道厚度（干膜）38～48μm；（6）涂氟碳金属面漆：采用高压 无气喷涂，压力比50:1，喷枪距离300～450mm，喷嘴直径：0.48～0.50mm，环境温度：＜76%， 钢板表面温度：高于露点6.5℃以上，喷射角68～79度，喷涂电压28～31V，喷涂电流230～ 245A，涂装两道；每道厚度（干膜）35～40μm。

根据本发明的防火涂料具有良好的防火性能，对于钢结构能够起到很好的保护作用。

具体实施方式

选用丙烯酸树脂作为主成膜物，以纯丙乳液作为次成膜物，利用了丙烯酸树脂发泡倍数 高而纯丙乳液炭化层强度好的优点。

选用多聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺和膨胀石墨作为成炭系统。

本发明的防火涂料的配方和制作方法具体如下：

按重量百分比表示：成膜物（基料）35％，成炭系统48％，纳米氧化镁粉体（40-45纳 米）1％，去离子水15％，助剂1％。

优选地，按重量百分比表示：丙烯酸树脂24％，纯丙乳液11％，多聚磷酸铵24％、双 季戊四醇12％、三聚氰胺6％，膨胀石墨6％，纳米氧化镁粉体1％，去离子水15％，助剂1 ％。

助剂包括消泡剂、分散剂、成膜剂和防霉剂。

在制作本发明防火涂料时，首先将多聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺和膨胀石墨，以 及纳米氧化镁粉体（40-45纳米）、去离子水混合均匀，在球磨机上进行研磨，达到预定细 度（优选低于85微米）时过滤出料，然后加入到分散罐中，此时加入前述比例的助剂，以 3500转每分钟的速度搅拌分散25分钟之后，加入基料，再以800转每分钟的速度搅拌分散 35分钟后过滤出料即可获得本发明的钢结构防火涂料。

实验证明，涂层厚度2.0mm时，耐火极限达到了91min，符合GB14907-2002要求。

利用根据本发明的防火涂料对钢结构进行涂装的工艺，其包括如下步骤：涂装前处理： 表面清理、基材打磨、除锈，用棕毛刷、铲刀和砂纸清理焊渣、飞溅附着物，清洗金属表面 至无可见油脂及杂物，用角磨机和砂纸打磨除锈，焊缝打磨光滑平整，优选地，棱边倒角 R=1.5～2.5mm，粗糙度50～65μm;涂水性无机富锌底漆：高压无气喷涂，优选地压力比35:1， 喷枪距离350～420mm，喷射角75～80度，喷涂电压26～30V，喷涂电流200～240A，喷嘴直 径：0.48～0.56mm，环境湿度：＜76%，钢板表面温度高于露点5℃以上，喷涂一遍，膜厚（干 膜）65～70μm，优选地32摄氏度时标准厚度下表干时间50分钟，实干时间4天；涂环氧云 铁中间漆：采用高压无气喷涂，优选地压力比37:1，喷枪距离270～310mm，喷嘴直径：0.47～ 0.52mm，环境温度：＜75%，钢板表面温度：高于露点4.5℃以上，喷射角67～78度，喷涂 电压27～31V，喷涂电流210～245A，优选地一道涂膜标准厚度下27摄氏度时表干时间26分 钟，硬化时间5.5小时，实干时间6.5天；涂装两道，每道厚度（干膜）50～65μm；涂根据 本发明的防火涂料：手工涂刷或机械喷涂，每道涂膜厚度850μm（干膜），优选地每道涂膜 标准厚度下32摄氏度时标准厚度下表干时间25分钟，硬化时间3.6小时，实干时间6天， 共喷涂三道；涂双组份聚氨基甲酸乙酯面漆：采用高压无气喷涂，优选地压力比46:1，喷枪 距离280～350mm，喷嘴直径：0.46～0.51mm，环境温度：＜75%，钢板表面温度：高于露点 5.5℃以上，喷射角66～77度，喷涂电压28～32V，喷涂电流230～242A，优选地一道涂膜标 准厚度下27摄氏度时表干时间48分钟；涂装一道，每道厚度（干膜）38～48μm；涂氟碳金 属面漆：采用高压无气喷涂，优选地压力比50:1，喷枪距离300～450mm，喷嘴直径：0.48～ 0.50mm，环境温度：＜76%，钢板表面温度：高于露点6.5℃以上，喷射角68～79度，喷涂 电压28～31V，喷涂电流230～245A，优选地一道涂膜标准厚度下27摄氏度时表干时间50分 钟，涂装两道；每道厚度（干膜）35～40μm。

本领域技术人员可以根据本发明公开的内容和所掌握的本领域技术对本发明内容做出替 换或变型，但是这些替换或变型都不应视为脱离本发明构思的，这些替换或变型均在本发明 要求保护的权利范围内。