一种防火涂料用界面剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种防火涂料用界面剂及其制备方法和应用。

背景技术：

2.钢结构以其强度高、自重轻、抗震性好、工业化程度高、施工周期短、可塑性强、节能环保等综合优势，在工业生产厂房、市政基础设施建设、文教体育建设、电力、桥梁、海洋石油工程、航空航天等行业得到了广泛的应用，市场空间逐步扩大。另外住宅钢结构的推广，尤其耐火耐候钢的发展，为其大量应用更是提供了发展契机，逐渐成为主流建筑形态，在高层建筑、大跨度结构中，钢结构发挥着独特而不可替代的作用。
3.钢结构虽然不会起火燃烧，但耐火性能差，当钢材达到临界温度(540℃)，便失去承载能力。钢结构防火涂料对钢结构有很好的防火保护作用，其具有易于施工，而且施工过程不受几何形体限制，隔热性能好等优点，所以一些大型建筑的钢结构部件都会涂刷这种防火材料以提高建筑物的耐火等级。
4.钢结构防火涂料的研究为钢结构防火应用做出了很大贡献，但是在实际应用过程中，已出现了一些问题如：涂料空鼓、开裂、脱落等弊病，尤其是非膨胀型钢结构防火涂料表现更突出，这直接关系到钢结构的安全，从而失去了对钢结构的防火保护。因此，在防火涂料的施工中，人们采取焊接金属网、焊机铆钉、缠网格布等方式进行固定，成本高、施工不方便、实际效果不理想。

技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种防火涂料用界面剂及其制备方法和应用，通过复配特定的无机粘接剂和建筑乳液得到一种界面剂，其可以增加防火涂料与建筑结构的层间结合力，不易出现涂层空鼓、开裂和脱落等问题。
6.第一方面，本发明提供一种防火涂料用界面剂，包括：无机粘接剂180～270份和建筑乳液80～120份；
7.所述无机粘接剂包括改性硅溶胶和硅酸钾；
8.所述改性硅溶胶粒径为10-20nm。
9.防火涂料和钢结构的材料性质完全不同，钢构件和涂料之间的粘结应力会随着钢构件的曲率变化而变化，钢结构的延展性与防火涂料的反应应力不一致所致，在总结多年工作实际及大量实验的基础上，本发明提供一种防火涂料用界面剂，在钢结构表面与防火涂料涂层之间进行界面处理，增加了防火涂料与钢结构的层间结合力，有效解决涂层空鼓、开裂、脱落等问题，对钢结构有效的防火保护。
10.本发明复配特定的无机粘接剂(改性硅溶胶和硅酸钾)和建筑乳液，无机粘结剂中表面存在大量的硅羟基，与建筑乳液中的一些基团发生键合反应，改善涂膜的热稳定性。由于无机建筑粘结剂的硬脆性，漆膜强度高，添加建筑乳液改善了漆膜性能，增加了漆膜的柔
韧性，在建筑结构的形变中保证了涂膜的稳定性。无机粘结剂中的二氧化硅粒子分散形成si-o-si的网络结构，具备优异的耐用性，在应用至防火涂料和建筑结构之间时可以有效提高防火涂料和建筑结构之间的结合力。
11.进一步地，所述改性硅溶胶和硅酸钾的质量比为(9～10)：(10～15)。
12.进一步地，所述改性硅溶胶的ph为8.0～9.5。
13.进一步地，所述改性硅溶胶的固含量为26～28％。
14.改性硅溶胶中胶体颗粒为球形，基本成分是sio2，内部以si-o-si键相联系而形成的立体网状结构。
15.进一步地，所述建筑乳液包括苯丙乳液、纯丙乳液或聚醋酸乙烯-乙烯聚合物乳液中的一种或多种。
16.进一步地，以重量份计，还包括矿物材料100～200份和填料200～300份。
17.进一步地，所述矿物材料包括硅藻土、云母粉、玻璃微珠或珍珠岩中的一种或多种；和/或，所述填料包括重质碳酸钙、煅烧高岭土或水洗高岭土中的一种或多种。
18.进一步地，所述矿物材料的白度≥80，细度为80～120目。
19.进一步地，所述填料的ph值为8～10，细度为700～900目。
20.硅藻土是由古代单细胞硅藻经过长期地质作用形成的生物硅质岩，它的主要成分为蛋白石(sio2·
h2o)及其变种，sio2含量一般大于80％。因其高孔隙度、较大比表面积、耐酸性、耐高温以及强吸附性能等诸多优秀的性能。
21.进一步地，以重量份计，还包括稳定剂1～10份、增稠剂3～15份、分散剂5～20份、消泡剂1～10份和水225～250份。
22.进一步地，所述稳定剂包括：gh-880、cs1、stab pg或lopon 827中的一种或多种；和/或，所述增稠剂包括羟乙基纤维素、30ds纤维素、5611纤维素或b-30k纤维素中的一种或多种；和/或，所述分散剂包括731a、特好散1124、快易或ghr400中的一种或多种；和/或，所述消泡剂包括cf754、cf-328、7d或xwc-t366中的一种或多种。
23.进一步地，所述分散剂的固含量为24～26％，密度为0.9～1.3g/cm3。
24.进一步地，消泡剂的粘度(din 53019，20c，100转)《1,000cps。
25.第二方面，本发明提供所述的防火涂料用界面剂的制备方法，包括：
26.混合水和增稠剂，之后加入分散剂和消泡剂混合均匀；
27.之后再加入矿物材料和填料混匀；
28.之后再加入无机粘接剂、建筑乳液和稳定剂混匀；
29.之后再加入消泡剂和水混匀。
30.进一步地，所述加入矿物材料和填料混匀时采用1000～1400r/min转速；所述加入无机粘接剂、建筑乳液和稳定剂混匀时采用100～200r/min的转速。
31.通过特定的混合方式，本发明使得无机粘接剂和建筑乳液混合地更均匀。
32.本发明进一步提供所述的防火涂料用界面剂在提高防火涂料和建筑结构间粘接力/提高防火涂料和建筑结构粘接后的耐用性中的应用。
33.进一步地，所述建筑结构为金属结构，优选为钢结构。
34.本发明具备如下有益效果：
35.本发明复配特定的无机粘接剂和建筑乳液，制备得到的防火涂料用界面剂可以显
著提高防火涂料和建筑结构的层间结合力，同时耐用性强，使用寿命10年以上。
36.本发明提供的有机无机复合的界面剂抗霉变性好，涂膜硬度高，附着力强，可适用于多种基材的装饰保护，耐水耐碱具有超常性使用寿命，同时耐高低温性好，耐污染，保性优良，生产施工安全，无环境污染。
具体实施方式
37.以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
38.实施例1
39.本实施例提供一种防火涂料用界面剂，以重量份计，组分如下：
40.硅酸钾150份(粒径10nm)，硅溶胶100份(粒径10nm)，苯丙乳液100份，硅藻土150份，重质碳酸钙250份，羟乙基纤维素(hm30kh)6份，分散剂(731a)10份，稳定剂(gh-880)5份，消泡剂(cf-754)4份，水225份。
41.制备方法如下：
42.1、将水和羟乙基纤维素加入分散罐中，启动分散机搅拌，搅拌至羟乙基纤维素完全溶解。依次加入分散剂、消泡剂，搅拌2分钟。
43.2、加入矿物材料硅藻土和填料重质碳酸钙，逐步提高转速至1200r/min，高速分散40-50min。
44.3、加入无机胶黏剂硅酸钾和硅溶胶、建筑乳液苯丙乳液、稳定剂，搅拌均匀，待料温小于40℃。加入消泡剂和水，搅拌5分钟，测试并调整粘度合格。测试相关参数，包装入库。
45.实施例2
46.本实施例提供一种防火涂料用界面剂，以重量份计，组分如下：
47.硅酸钾120份(粒径10nm)，硅溶胶90份(粒径10nm)，eva乳液110份，硅藻土200份，重质碳酸钙200份，羟乙基纤维素(hm30kh)5份，分散剂(731a)10份，稳定剂(gh-880)5份，消泡剂(cf-754)5份，水255份。
48.制备方法如下：
49.1、将水和羟乙基纤维素加入分散罐中，启动分散机搅拌，搅拌至羟乙基纤维素完全溶解。依次加入分散剂、消泡剂，搅拌2分钟。
50.2、加入矿物材料硅藻土和填料重质碳酸钙，逐步提高转速至1200r/min，高速分散40-50min。
51.3、加入无机胶黏剂硅酸钾和硅溶胶、建筑乳液eva乳液、稳定剂，搅拌均匀，待料温小于40℃。加入消泡剂和水，搅拌5分钟，测试并调整粘度合格。测试相关参数，包装入库。
52.实施例3
53.本实施例提供一种防火涂料用界面剂，以重量份计，组分如下：
54.硅酸钾130份(粒径10nm)，硅溶胶100份(粒径10nm)，纯丙乳液95份，硅藻土100份，重质碳酸钙300份，羟乙基纤维素(hm30kh)6份，分散剂(731a)10份，稳定剂(gh-880)5份，消泡剂(cf-754)4份，水250份。
55.制备方法如下：
56.1、将水和羟乙基纤维素加入分散罐中，启动分散机搅拌，搅拌至羟乙基纤维素完全溶解。依次加入分散剂、消泡剂，搅拌2分钟。
57.2、加入矿物材料硅藻土和填料重质碳酸钙，逐步提高转速至1200r/min，高速分散40-50min。
58.3、加入无机胶黏剂硅酸钾和硅溶胶、建筑乳液纯丙乳液、稳定剂，搅拌均匀，待料温小于40℃。加入消泡剂和水，搅拌5分钟，测试并调整粘度合格。测试相关参数，包装入库。
59.对比例1
60.本对比例提供一种防火涂料用界面剂，以重量份计，组分如下：
61.水玻璃230，纯丙乳液95份，硅藻土100份，重质碳酸钙300份，羟乙基纤维素(hm30kh)6份，分散剂(731a)10份，稳定剂(gh-880)5份，消泡剂(cf-754)4份，水250份。实验表明界面剂的储存稳定性降低，易发生沉降现象，影响产品的使用寿命。
62.对比例2
63.本对比例提供一种防火涂料用界面剂，以重量份计，组分如下：
64.硅酸钾150份(粒径10nm)，硅溶胶100份(粒径10nm)，苯丙乳液100份，海泡石150份，滑石粉250份，羟乙基纤维素(hm30kh)6份，分散剂(731a)10份，稳定剂(gh-880)5份，消泡剂(cf-754)4份，水225份。实验表明该配比涂层表面强度降低，粘接强度下降，进而影响涂层的附着力。
65.对比例3
66.本对比例提供一种防火涂料用界面剂，以重量份计，组分如下：
67.硅酸钾150份(粒径8-10nm)，硅溶胶100份(粒径30nm)，苯丙乳液100份，硅藻土150份，重质碳酸钙250份，羟乙基纤维素(hm30kh)6份，分散剂(731a)10份，稳定剂(gh-880)5份，消泡剂(cf-754)4份，水225份。实验表明无机粘结剂粒径越大，形成界面剂涂膜越不致密，同时也导致产品的耐水性差，粘接强度降低。
68.试验例1
69.本试验例针对实施例1-3所示的防火涂料用界面剂进行检测，检测方法如下：
70.通过gb1723-79《涂料粘度测定法》方法检测粘度，通过gb1725-88《涂料固体含量测定法》检测固含量，通过gb14907-2018《钢结构防火涂料》检测与钢材、防火涂料粘接强度。
71.结果显示实施例1-3的防火涂料用界面剂的粘度：80-85ku，固含量：≥45％，与钢材、防火涂料粘接强度≥1.5mpa。
72.表1防火材料用界面剂的性能
[0073][0074]
如上结果说明了，本发明提供的防火材料用界面剂具备优异的粘接强度和耐用性，在实际应用时，彻底清除施工钢件上的灰尘、油污和浮锈，然后再处理好的钢件上刷耐碱防锈底漆，经检验，钢结构上没有漏涂现象后方可进行下道工序。
[0075]
此外，施工方式可以直接采用滚涂方式；也可与防火涂料配合使用，界面剂：防火涂料＝1∶(1～2)均可，涂层厚度1mm以下，表面呈麻面状。涂层经过24小时养护后可进行防火涂料施工。
[0076]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：

1.一种防火涂料用界面剂，其特征在于，以重量份计，包括：无机粘接剂180～270份和建筑乳液80～120份；所述无机粘接剂包括改性硅溶胶和硅酸钾；所述改性硅溶胶粒径为10-20nm。2.根据权利要求1所述的防火涂料用界面剂，其特征在于，所述改性硅溶胶和硅酸钾的质量比为(9～10)：(10～15)。3.根据权利要求1所述的防火涂料用界面剂，其特征在于，所述建筑乳液包括苯丙乳液、纯丙乳液或聚醋酸乙烯-乙烯聚合物乳液中的一种或多种。4.根据权利要求1-3任一项所述的防火涂料用界面剂，其特征在于，以重量份计，还包括矿物材料100～200份和填料200～300份。5.根据权利要求4所述的防火涂料用界面剂，其特征在于，所述矿物材料包括硅藻土、云母粉、玻璃微珠或珍珠岩中的一种或多种；和/或，所述填料包括重质碳酸钙、煅烧高岭土或水洗高岭土中的一种或多种。6.根据权利要求1-3任一项所述的防火涂料用界面剂，其特征在于，以重量份计，还包括稳定剂1～10份、增稠剂3～15份、分散剂5～20份、消泡剂1～10份和水225～250份。7.根据权利要求6所述的防火涂料用界面剂，所述稳定剂包括：gh-880、cs1、stab pg或lopon 827中的一种或多种；和/或，所述增稠剂包括羟乙基纤维素、30ds纤维素、5611纤维素或b-30k纤维素中的一种或多种；和/或，所述分散剂包括731a、特好散1124、快易或ghr400中的一种或多种；和/或，所述消泡剂包括cf754、cf-328、7d或xwc-t366中的一种或多种。8.权利要求1-7任一项所述的防火涂料用界面剂的制备方法，其特征在于，包括：混合水和增稠剂，之后加入分散剂和消泡剂混合均匀；之后再加入矿物材料和填料混匀；之后再加入无机粘接剂、建筑乳液和稳定剂混匀；之后再加入消泡剂和水混匀。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述加入矿物材料和填料混匀时采用1000～1400r/min转速；和/或，所述加入无机粘接剂、建筑乳液和稳定剂混匀时采用100～200r/min的转速。10.权利要求1-7任一项所述的防火涂料用界面剂在提高防火涂料和建筑结构间粘接力或提高防火涂料和建筑结构粘接后的耐用性中的应用。

技术总结

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种防火涂料用界面剂及其制备方法和应用。所述防火涂料用界面剂以重量份计，包括：无机粘接剂180～270份和建筑乳液80～120份；所述无机粘接剂包括改性硅溶胶和硅酸钾；所述改性硅溶胶粒径为10-20nm。本发明通过复配特定的无机粘接剂和建筑乳液得到一种防火材料用界面剂，其可以显著提高建筑结构和防火涂料间的层间结合力，且持久耐用，使用过程中不易出现涂层空鼓、开裂和脱落等问题。开裂和脱落等问题。