一種無機膨脹型鋼結構防火塗料的製作方法
2023-05-28 18:55:01 1
專利名稱：一種無機膨脹型鋼結構防火塗料的製作方法
技術領域：
本發明提出一種用無機材料製成的、分層塗於鋼結構表面的膨脹型防火塗料，屬於防火塗料技術領域。
本發明提出以前，在美國專利US-488057中公開了兩種無機膨脹型防火塗料一種是水玻璃中摻入鋁粉，另一種是水玻璃中摻入碳化矽和碳化矽晶須。其使用方法為前者用作粘結劑和隔離層，後者用作發泡層，依次塗覆在鋁或鋁合金的表面，用以防火。上述由兩種塗料複合而成的防火層存在三個缺點(1)耐火極限只有30分鐘;(2)所用的鋁粉、碳化矽晶須比較昂貴;(3)使用範圍小，只適用於鋁及鋁合金，不適用於現代社會大量使用的鋼結構。
本發明的目的是克服上述現有技術中存在的缺點，採用無機材料研製一種適用於鋼結構的、耐火極限長、塗覆工藝簡單、發泡時不產生有毒氣體的防火塗料。
本發明的目的是這樣實現的在鋼結構的表面依次塗覆四層塗料(1)高溫(500℃以上)時產生無毒氣體的高溫發泡層;(2)然後塗覆一層隔離層;(3)再塗覆層一層低溫(500℃以下)時能產生無毒氣體的低溫發泡層;(4)最後再塗覆一層隔離層。由此，組成了一種由四層塗料組成的複合塗層。該複合塗層在火災期間的防火功能是這樣完成的在火災初期，低溫發泡層受熱後，在200℃左右產生無毒氣體，首先發泡，發揮隔熱作用，減緩鋼結構的升溫趨勢，用於前期阻火。當火焰繼續升溫至800℃以上時，隨著低溫發泡層的熔縮，高溫發泡層開始產生無毒氣體，起泡，形成緻密的隔熱層，繼續阻火。位於高低溫發泡層中間和低溫發泡層外面的隔離層是採用同種材料製成的，不發泡，它的作用是隔熱和抑制發泡層的過度發泡。
本發明與現有技術相比的優點為1、耐火極限長，超過60分鐘;
2、塗覆工藝簡單，容易塗刷;
3、塗層抗壓強度高，必要時，施工人員可站在塗層上塗刷;
4、各塗層所用的塗料均不易燃燒，無異味，施工人員不需特別的防護器具;
5、在阻火過程中不排放有毒氣體;
6、塗料與鋼結構之間附著力較好;
7、原材料價格低廉。
下面結合附圖詳細介紹
具體實施例方式
圖1為本發明的結構示意圖，圖中，1為鋼結構，2為高溫發泡層，3為隔離層，4為低溫發泡層，5為隔離層。
1、高溫發泡層的組成及製造方法如下a、組成成份為水玻璃、玻璃粉、膨脹珍珠巖和碳黑共四種，它們之間的重量比依次為50∶30∶12～24∶0.1～3.0。
b、製造方法為將研細的玻璃粉(細度≥180～300目)、膨脹珍珠巖粉、碳黑，按上述比例，用球磨混合均勻，製成高溫發泡粉料，然後加入到水玻璃(模數M≥30)基料中，攪拌均勻，即成高溫發泡層塗料。
2、低溫發泡層塗料的組成及其製造方法
a、組成成份為水玻璃(模數M＞3.0)，白炭黑(純度≥88%)、氫氧化納(或氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀，純度≥98%)鈦白粉(各種晶型均可)，依次按下述重量比配製100∶9～24∶1～10∶0.5～0.8。
b、製造方法按上述比例，先將白碳黑和鈦白粉混合，得到低溫發泡層粉;再將水玻璃與氫氧化鈉(或氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀)混合，得到調配液;最後，把所得的低溫發泡粉和調配液混合，攪拌均勻，就得到低溫發泡層塗料。
3、隔離層塗料的組成及其製造方法a、組成成分為水玻璃(模數M≥3.0)、高鋁土(細度325目)、滑石粉(細度325目)，按下述重量比配製20～30∶25∶5。
b、製造方法為按上述重量比，將高鋁土、滑石粉倒入水玻璃內，攪拌均勻即成。
複合塗料的組成及施工方法將上述三種材料按如下先後次序塗刷到鋼結構的表面上高溫發泡層、隔離層、低溫發泡層、隔離層。塗料的用量與塗層厚度應達到下述要求高層發泡層塗料用量為6.0～6.2公斤/米2，溼塗層厚度為2.4～2.5毫米;隔離層塗料用量為0.8～0.9公斤/米2，溼塗層厚度為0.1～0.2毫米;低溫發泡層塗料用量為8.0～8.2公斤/米2，溼塗層厚度為1.9～2.0毫米;隔離層塗料用量為0.8～0.9公斤/米2，溼塗層厚度為0.1～0.2毫米。按上述施工方法組成的複合塗料，塗層總重量為15.6～16.2公斤/米2，溼塗層總厚度為4.5～4.9毫米。
各層塗料均應分道塗刷，每道塗刷間隔離時間不少於8小時，每層塗刷間隔時間不少於24小時。
權利要求
1.一種複合防火塗料，其特徵在於該塗料按下述次序塗覆於鋼結構表面高溫發泡層、隔離層、低溫發泡層、隔離層。
2.如權利要求1所說的複合防火塗料，其特徵在於高溫發泡層的組成成份為水玻璃、玻璃粉、膨脹珍珠巖、碳黑，它們之間的重量比，依次為50∶30∶12～24∶0.1～3.0，它們的製造方法為按上述比例，將細度≥180～300目的研細的玻璃粉、膨脹珍珠巖粉、炭黑混合均勻，製成高溫發泡粉料，然後加入到模數M≥3.0的水玻璃中攪拌均勻即成。
3.如權利要求1所說的複合防火塗料，其特徵在於低溫發泡層的組成成份為水玻璃、白碳黑、氫氧化鈉、(或氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀)、鈦白粉，它們之間的重量比，依次為100∶9～24∶1～10∶0.5～0.8;它們的製造方法為按上述比例，將白炭黑(純度≥88%)和鈦白粉(各種晶型均可)混合，得到低溫發泡層粉;再將水玻璃(模擬M≥3.0)與氫氧化鈉(或氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀)混合，得到調配液;最後，將低溫發泡層粉與調配液混合，攪拌均勻即成。
4.如權利要求1所說的複合防火塗料，其特徵在於隔離層的組成成份為水玻璃、高鋁土和滑石粉，它們之間的重量比，依次為20～30∶25∶5;它們的製造方法為按上述比例，將高鋁土(細度325目)、滑石粉(細度325目)倒入水玻璃(模數M≥3.0)內，攪拌均勻即成。
5.如權利要求1所說的複合防火塗料，其特徵在於各塗層的厚度範圍(溼塗層)依次為高溫發泡層2.4～2.5毫米;隔離層0.1～0.2毫米;低溫發泡層1.9～2.0毫米;隔離層0.1～0.2毫米。
全文摘要
本發明提出一種用無機材料製成的、分層塗於鋼結構表面的膨脹型防火塗料，屬於防火塗料領域。本發明的特徵在於塗料由高溫發泡層、低溫發泡層、隔離層組成，按下述先後次序，分四層塗於鋼材表面高溫發泡層、隔離層、低溫發泡層和隔離層。全部材料均用價格低廉的無機材料製成，阻火過程中梯次發泡，形成複合塗層，並且不產生有毒氣體，耐火極限超過60分鐘，可供各種鋼結構的現代建築物塗覆，用作防火保護措施。
文檔編號C09D5/18GK1076941SQ92102108
公開日1993年10月6日 申請日期1992年4月1日 優先權日1992年4月1日
發明者範春山, 陳功智, 黃永勤 申請人:中國人民解放軍總後勤部建築工程研究所