(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710335268.4
(22)申请日 2017.05.12
(66)本国优先权数据
201610342106.9 2016.05.20 CN
地址 210047 江苏省南京市化学工业园园
区西路157号
(72)发明人 王同赛 陈以满 张卫中
(74)专利代理机构 南京天华专利代理有限责任
公司 32218
代理人 韩正玉 夏平
(51)Int.Cl.
C09D 131/04(2006.01)
C09D 7/12(2006.01)
C09D 5/18(2006.01)
C08F 218/08(2006.01)C08F 8/42(2006.01) (54)发明名称
方法
(57)摘要
本发明公开了一种水性超薄型钢结构防火
涂料，其由如下重量百分比的组分制成：醋叔乳
液17～23.5％，MF树脂改性多聚磷酸铵18～
25％，三聚氰胺7～12％，7.5～12.5％，
成膜助剂0.8～1.5％，消泡剂0.20～0.50％，分
散剂0.30～0.60％，防腐剂0.10～0.30％，增稠
剂0.2～0.8％，钛白粉4～8％，无机填料2％～
6％，pH调节剂0.15～0.30％，余量为水。该涂料
耐火性能合适，并且具有优秀的耐水性能，抗开
裂性能好，所制备的防火涂层物理机械性能稳
定，抗开裂性能及耐水性能优秀，耐火性能优异，
在涂层厚度为1.8mm时，耐火时间达到90min以
上。权利要求书2页 说明书9页CN 107083129 A 2017.08.22
C N 107083129
A
1.一种水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于其由如下重量百分比的组分制成：醋叔乳液17～23.5％，MF树脂改性多聚磷酸铵18～25％，三聚氰胺7～12％，7.5～1
2.5％，成膜助剂0.8～1.5％，消泡剂0.20～0.50％，分散剂0.30～0.60％，防腐剂0.10～0.30％，增稠剂0.2～0.8％，钛白粉4～8％，无机填料2％～6％，pH调节剂0.15～0.30％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于所述醋叔乳液为改性醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳液，该改性醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳液的固含量为40～60％，pH值4.5～5.5，粘度为11000～13000mPa·s。
3.根据权利要求2所述的水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于所述改性醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳液中包含一种烷氧基甲硅烷基的官能团，所述官能团作为侧基和/或端基存在于所述乳液中。
4.根据权利要求1所述水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于所述MF树脂改性多聚磷酸铵为MF树脂改性微粉化多聚磷酸铵，其改性树脂为三聚氰胺-甲醛树脂，改性多聚磷酸铵的水溶性≤0.04g/100ml(25℃)，pH值4.0～7.0。
5.根据权利要求1所述水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于所述成膜助剂为醇酯-12、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或几种；所述消泡剂为TEGO Airex 902W、TEGO Airex 901W、TEGO Foamex 810中的一种或几种，所述分散剂为含高亲颜料基团的改性聚醚类分散剂，所述防腐剂为DOW UCARCIDE 250。
6.根据权利要求1所述的水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于钛白粉为DuPont Ti-pure R902+、美利联RCL 696、龙蟒LR 996中的一种；所述无机填料为绢云母和滑石粉的混合物。
7.根据权利要求6所述的水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于所述无机填料中绢云母和滑石粉的质量比为1：5～5：1，优选1:4～2:1。
8.一种权利要求1所述的水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法，其特征是：具有如下步骤：
(1)首先在反应釜中投入98.5份的Synthomer公司的Emultex 5717醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯乳液，升温至35-40℃，保持300～400R/min的搅拌速度下，在10～20分钟内滴加1.5份的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完毕后在该温度范围内保温2h后降温，测定乳液的固含量为40～60％，pH值4.5～5.5，粘度为11000～13000mPa·s检验合格后为即得改性醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯乳液。
(2)在立式干粉搅拌机中加入94份的杭州捷尔斯阻燃化工有限公司的JLS-APP101R II 型多聚磷酸铵和6份江苏力强化工有限公司的A5密胺粉料，开动分散机混合分散20～30分钟出料，混合均匀的粉料经流化床在120～130℃条件下，加热3～10分钟后冷却，检验该多聚磷酸铵水溶性≤0.04g/100ml(25℃)，pH值4.0～7.0，平均粒径18μm，合格后出料即得MF 树脂改性多聚磷酸铵。
(3)按照各组分的重量百分比：醋叔乳液17～23.5％,MF树脂改性多聚磷酸铵18～25％，三聚氰胺7～12
％，7.5～12.5％，成膜助剂0.8～1.5％，消泡剂0.20～0.50％，pH调节剂0.15～0.30％，分散剂0.30～0.60％，防腐剂0.10～0.30％，增稠剂0.2～0.8％，钛白粉4～8％，无机填料2％～6％，余量为水，准备物料；
(4)制备骨架浆，将分散剂的一半、消泡剂的一半、和水在配料罐充分混合均匀；将混合好的物料抽入砂磨机，进行高速砂磨分散，制成110-130μm的骨架浆；
(5)按顺序将剩余的分散剂、pH调节剂、增稠剂、MF树脂改性多聚磷酸铵、三聚氰胺、钛白粉、无机填料加入到骨架浆中，充分混合均匀；
(6)将混合好的物料抽入砂磨机，进行高速砂磨分散，制成细度110～130μm的浆料；
(7)将浆料放入调漆罐，调低转速至400～550r/min，先加入成膜助剂搅拌均匀，再加入醋叔乳液混合均匀后，加入剩余消泡剂和防腐剂，低速搅拌15min后进行检测过滤，即得成品。
一种水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及水性涂料技术领域，具体为一种水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。
背景技术
[0002]钢结构作为现代建筑的主要形式，因具有质量轻、强度高、抗震性能好、施工周期短、建筑工业化程度高、空间利用率大、节省投资等优点、而被大量应用，在机场、车站、生产厂房、桥梁、展览场馆、体育场馆、大型商场、高级宾馆、海上平台、水工、石化等建筑中得到大量应用，在地震活跃区或震后周边地区，钢结构优异的抗震性能和高强度特别适合于灾后建筑重建、国防及民用重建工程。
[0003]钢结构虽然属于非可燃材料，但导热系数较大(约为钢筋混凝土的40倍)，传热速度快，其物理和机械性能都会随温度的升高而降低，耐火性能差。当钢结构温度高于200℃时，常出现蓝脆现象；当温度在300～400℃时，出现徐变现象；当温度达到500℃时，钢结构强度约下降50％；当温度达到600℃时，钢结构基本丧失全部强度和刚度而失去承载能力，最终导致钢结构整体坍塌而失去承载能力，故高温下或火灾时钢结构产生的威胁远比钢筋混凝土大。20世纪90年代初，我国科研工作者通过对裸露钢梁(全负荷状态下)的耐火极限(钢结构失去承载能力的时间)进行探索，得到标准工资钢梁(I36b、I40b)的耐火极限为15min左右，此时钢梁完全失去承载能力，其内部温度达到临界值(最高温度649℃，平均温度538℃)。火灾引起的钢结构破坏，不但造成大量的房屋倒塌，还会造成大量人员伤亡和经济损失，如结构损失产生的直接经济损失，工厂停工引起的间接经济损失等，国内外统计表明，火灾引起的间接经济损失为直接经济损失的3倍左右。因此，对钢结构进行防火保护是必须的，而使用防火涂料就是一种理想的保护方法。将钢结构防火涂料喷涂在钢结构表面，在发生火灾时起防火隔热保护作用，防止钢材在
火灾中迅速升温而失去承载能力，以便为消防人员灭火救人赢得时间。
[0004]20世纪80年代初，公安部四川消防研究所率先在国内开展钢结构防火保护技术的研究，先后开发了厚涂型、薄涂型钢结构防火涂料等产品，90年代又开发了超薄膨胀型钢结构防火涂料。随着我国消防法规的建立和健全，各部门对钢结构防火涂料的要求也日益严格，其研究、生产及应用越来越受到重视。目前，国内外钢结构防火涂料正在向涂层超薄、装饰性强、施工方便、防火性能高、应用范围广的趋势发展。
[0005]目前在市场上应用的超薄型钢结构防火涂料基本上为溶剂型，水性产品还占不到一成。溶剂型产品含有机溶剂，在施工过程中会挥发到大气中，造成环境污染和损害施工工人的身体健康。而真正在市场上应用的水性超薄型钢结构防火涂料，仍然存在着涂层耐水性差，易开裂等等问题。
发明内容
[0006]本发明的目的是针对上述问题，本发明提出一种耐火性能合适，并且具有优秀的
耐水性能，抗开裂性能好的水性超薄型钢结构防火涂料，所制备的防火涂层物理机械性能稳定，抗开裂性能及耐水性能优秀，耐火性能优异，在涂层厚度为1.8mm时，耐火时间达到90min以上。
[0007]本发明的另一目的是提供一种上述涂料的制备方法。
[0008]本发明的目的可以通过以下措施达到：
[0009]一种水性超薄型钢结构防火涂料，其特征在于其由如下重量百分比的组分制成：醋叔乳液17～23.5％，MF树脂改性多聚磷酸铵18～25％，三聚氰胺7～12％，7.5～12.5％，成膜助剂0.8～1.5％，消泡剂0.20～0.50％，分散剂0.30～0.60％，防腐剂0.10～0.30％，增稠剂0.2～0.8％，钛白粉4～8％，无机填料2％～6％，pH调节剂0.15～0.30％，余量为水。
[0010]优选的，本改性醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳液中包含一种烷氧基甲硅烷基的官能团，所述官能团作为侧基和/或端基存在于所述乳液中。
[0011]进一步的，所述乳液为改性醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳液，其包含一种烷氧基甲硅烷基官能团作为侧基和/或端基，该改性醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物乳液固含50％，pH值5.0，产品粘度为12000mPa·s，产品玻璃化转变温度23℃，产品最低成膜温度18℃。
[0012]在一种优选方案中，醋叔乳液采用由3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性的醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯乳液。
[0013]本发明中的MF树脂改性多聚磷酸铵为MF树脂改性微粉化多聚磷酸铵。其改性树脂为三聚氰胺-甲醛树脂，改性多聚磷酸铵的水溶性≤0.04g/100ml(25℃)，pH值4.0～7.0，，平均粒径18μm。
[0014]本发明中的成膜助剂为醇酯-12(即2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)，二丙二醇丁醚，二丙二醇甲醚中的一种或几种。
[0015]本发明中的消泡剂为TEGO Airex 902W,TEGO Airex 901W,TEGO Foamex 810中的一种或几种。
[0016]本发明中的分散剂为含高亲颜料基团的改性聚醚类分散剂。
[0017]本发明中的防腐剂为DOW UCARCIDE 250。
[0018]进一步的，本发明中的钛白粉为DuPont Ti-pure R902+，美利联RCL 696，龙蟒LR 996中的一种。
[0019]本发明中的无机填料为绢云母和滑石粉的混合物，两者的比例优选(1：5)～(5：1)，更优选(1:4)～(2:1)
[0020]进一步的，所述的水性超薄型钢结构防火涂料的制备方法，具有如下步骤：[0021](1)首先在反应釜中投入98.5份的Synthomer公司的Emultex 5717醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯乳液，升温至35-40℃，保持300～400R/min的搅拌速度下，在10～20分钟内滴加1.5份的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完毕后在该温度范围内保温2h后降温，测定乳液的固含量为40～60％，pH值4.5～5.5，粘度为11000～13000mPa·s检验合格后为即得改性醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯乳液。
[0022](2)在立式干粉搅拌机中加入94份的杭州捷尔斯阻燃化工有限公司的JLS-APP101R II型多聚磷酸铵和6份江苏力强化工有限公司的A5密胺粉料，开动分散机混合分
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