帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材及其制備方法，屬于防火材料領(lǐng)域。該防火卷材，由防火層和功能層組成，所述防火層由高分子固體樹(shù)脂、膨脹型阻燃劑、分散助劑、增強(qiáng)助劑組成，功能層是在防火層的材料基礎(chǔ)上外加功能填料制成；兩層分別經(jīng)混和、擠出造粒、延壓成片，再?gòu)?fù)合延壓、收卷成卷材。本發(fā)明可以在生產(chǎn)線上連續(xù)化生產(chǎn)，一次加工成所需厚度的卷材，生產(chǎn)效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程安全環(huán)保，不存在廢水、廢氣等工業(yè)污染；該防火卷材可以根據(jù)防火設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)不同厚度的片材，滿足各種不同條件的防火設(shè)計(jì)需求。使用時(shí)能夠在鋼結(jié)構(gòu)表面快速貼覆，一次性粘貼到防火設(shè)計(jì)厚度，無(wú)需多次重復(fù)刷涂，工作效率高、工序簡(jiǎn)單、施工環(huán)保、方便。
【專利說(shuō)明】帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于防火材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鋼結(jié)構(gòu)防火卷材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑因其強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、自質(zhì)輕、構(gòu)件制造與安裝方便、結(jié)構(gòu)美觀、施工快捷、抗震性及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于各類(lèi)大空間工業(yè)廠房及民用建筑中。雖然鋼結(jié)構(gòu)本身為不燃燒材料，但其屈服應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度在600°C以上時(shí)急劇減少為原來(lái)的50%?60%，故其耐火極限僅為15min，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)耐火極限要求。要使鋼結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際應(yīng)用中克服防火方面的不足，必須進(jìn)行防火處理，其目的就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限至少提高到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的極限范圍。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防火方法主要有涂料保護(hù)、防火板保護(hù)、混凝土保護(hù)、無(wú)機(jī)纖維保護(hù)、結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻保護(hù)
坐寸ο
[0003]鋼結(jié)構(gòu)建筑采用防火涂料進(jìn)行防火處理是目前普遍的措施，根據(jù)所使用分散劑的不同，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分為溶劑型與水性涂料。溶劑型涂料具有較好的硬度、光澤、耐水性、耐化學(xué)腐蝕性，但是其使用有機(jī)溶劑作為分散劑，在生產(chǎn)與施工過(guò)程中會(huì)大量揮發(fā)，污染環(huán)境，對(duì)人體產(chǎn)生危害，同時(shí)浪費(fèi)能源、安全隱患大；漆膜的透氣性差，又有疏水性，如在潮濕的基層上施工，容易產(chǎn)生起皮、脫落；隨著時(shí)間的變長(zhǎng)，涂層越來(lái)越堅(jiān)硬，變得易碎，如墻體發(fā)生熱脹冷縮的情況就會(huì)發(fā)生開(kāi)裂。水性涂料以水為溶劑，具有環(huán)保、安全、作用方便的特點(diǎn)，涂層透氣性比較好，基層內(nèi)部的水蒸氣可以向外擴(kuò)散，但是也存在著耐水性能、涂層硬度差的缺點(diǎn)。最重要的是，無(wú)論是水性還是溶劑型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料都存在著施工周期長(zhǎng)，需多次重復(fù)涂刷，工序復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)施工不方便，生產(chǎn)中存在廢液、廢氣等污染，刷涂厚度難以掌握，導(dǎo)致涂層厚薄不均，裝飾性差，施工損耗嚴(yán)重等缺點(diǎn)。
[0004]如果想要在防火涂料層外加功能層，如防紫外線等，可以提高防火涂料層的壽命，提高其防火涂料層的效果，現(xiàn)在的防火涂料層或施工工藝根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
[0005]現(xiàn)有市場(chǎng)上防火卷材均不適用于鋼結(jié)構(gòu)的包裹，不能滿足鋼結(jié)構(gòu)防火性能的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述領(lǐng)域中的需求，本發(fā)明提供一種帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，可以在生產(chǎn)線上連續(xù)化生產(chǎn)，一次加工成所需厚度的卷材，生產(chǎn)效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程安全環(huán)保，不存在廢水、廢氣等工業(yè)污染，使用時(shí)能夠在鋼結(jié)構(gòu)表面快速貼覆，一次性粘貼到防火設(shè)計(jì)厚度，無(wú)需多次重復(fù)刷涂，工作效率高、工序簡(jiǎn)單、施工環(huán)保、方便。該鋼結(jié)構(gòu)防火卷材具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0007]帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，由防火層和功能層組成，所述防火層由高分子固體樹(shù)脂、膨脹型阻燃劑、分散助劑、增強(qiáng)助劑組成，功能層是在防火層的材料基礎(chǔ)上外加功能填料制成；兩層分別經(jīng)混和、擠出造粒、延壓成片，再?gòu)?fù)合延壓、收卷成卷材，所述膨脹型阻燃劑以磷酸鹽為酸源、胺類(lèi)化合物為氣源和多羥基化合物為炭源組成；所述功能層為裝飾層、抗紫外線層，厚度0.1?0.5mm，所述功能填料為顏料、紫外線吸收劑。
[0008]所述高分子固體樹(shù)脂為聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸樹(shù)脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、尼龍、環(huán)氧樹(shù)脂、聚碳酸酯、三元乙丙橡膠、天然橡膠或氯丁橡膠。
[0009]所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維、玄武巖纖維、聚丙烯纖維、碳纖維、陶瓷纖維或聚乙烯纖維。
[0010]所述膨脹型阻燃劑的酸源為聚磷酸銨、磷酸酯、磷酸銨；炭源為季戊四醇、雙季戊四醇、蔗糖、淀粉、糊精；氣源為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺。
[0011]所述功能層顏料為礦物顏料與有機(jī)顏料；紫外線吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯、苯并三氮唑、二羥基二苯甲酮和/或單苯甲酸間苯二酚酯。
[0012]所述分散助劑為鈦白粉。
[0013]所述磷酸鹽、胺類(lèi)化合物、多羥基化合物、分散助劑、增強(qiáng)助劑、高分子固體樹(shù)脂的重量份比為:70-100:30-40:20-50:20-50:1:40_50，功能填料的重量份為0.5-2.5。
[0014]所述磷酸鹽、胺類(lèi)化合物、多羥基化合物、分散助劑、增強(qiáng)助劑、高分子固體樹(shù)脂的重量份比為:100:30-40:40-50:20-30:1:40_50，功能填料的重量份為0.5-2.5。
[0015]其制備方法包括如下步驟:
[0016](I)以磷酸鹽為酸源、多羥基化合物為炭源、胺類(lèi)化合物為氣源混合制備膨脹型阻燃劑；
[0017](2)膨脹型阻燃劑與增強(qiáng)助劑、分散助劑進(jìn)行預(yù)混合處理，或者膨脹型阻燃劑與增強(qiáng)助劑、分散助劑、功能填料進(jìn)行預(yù)混合處理；
[0018](3)將高分子樹(shù)脂與預(yù)處理粉體混合造粒，分別制備防火層顆粒與功能層顆粒；
[0019](4)將顆粒分別壓延成防火層與功能層片材；
[0020](5)功能層與防火層片材進(jìn)行二次延壓復(fù)合；
[0021](6)對(duì)復(fù)合層進(jìn)行收卷，獲得成品。
[0022]所述混合造粒采用螺桿擠出機(jī)，所述壓延成片材采用延壓機(jī)。
[0023]上述帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材在鋼結(jié)構(gòu)防火、木質(zhì)建筑防火、金屬面板防火、墻體防火中的應(yīng)用。
[0024]本發(fā)明涉及的是一種鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，改進(jìn)了傳統(tǒng)涂料的原料、制備工藝、涂料形態(tài)等，采用高分子固體樹(shù)脂作為基體原料，添加高效膨脹型阻燃劑與分散助劑、增強(qiáng)助劑、功能填料等，通過(guò)擠出造粒、延壓成型的工藝，制備的具有高效防火性能與優(yōu)異理化性能的防火卷材，同時(shí)具有生產(chǎn)安全環(huán)保、損耗小、工序簡(jiǎn)單，施工效率高，裝飾性好、功能防護(hù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；并且該防火卷材可以根據(jù)防火設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)不同厚度的片材，滿足各種不同條件的防火設(shè)計(jì)需求?？纱娆F(xiàn)有涂料應(yīng)用于各種鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù)，該防火卷材在遇火時(shí)發(fā)生膨脹阻火，不會(huì)發(fā)生脫落、裂縫、形變等影響耐火性能的缺陷，達(dá)到高效防火保護(hù)作用。
[0025]本發(fā)明的特點(diǎn):
[0026]本發(fā)明通過(guò)采用新原材料、新工藝、新技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)液態(tài)涂料，制備了鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，其優(yōu)點(diǎn)在于采用來(lái)源廣泛的高分子固體樹(shù)脂作為基體，以高效膨脹阻燃劑作為填料，通過(guò)擠出造粒、延壓成型一次加工成所需厚度的卷材，生產(chǎn)效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程安全環(huán)保，不存在廢水、廢氣等工業(yè)污染；可根據(jù)防火設(shè)計(jì)需求，生產(chǎn)相應(yīng)厚度卷材，使用時(shí)能夠在鋼結(jié)構(gòu)表面快速貼覆，一次性粘貼到防火設(shè)計(jì)厚度，無(wú)需多次重復(fù)刷涂，工作效率高、工序簡(jiǎn)單、施工環(huán)保、方便，在火災(zāi)中能夠迅速膨脹，達(dá)到高效防火保護(hù)作用。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]將70份聚磷酸銨、30份聚酰胺、20份雙季戊四醇、50份鈦白粉、I份玻纖進(jìn)行充分混合，將混合后的粉體與50份聚丙烯樹(shù)脂進(jìn)行混合，采用擠出機(jī)擠出造粒，將復(fù)合顆粒采用壓延機(jī)進(jìn)行壓延成型，制備出防火層；防火層組成基礎(chǔ)上加入I份顏料，壓制裝飾層；防火層與裝飾層再次延壓復(fù)合，獲得帶裝飾層的防火卷材，最后通過(guò)切邊機(jī)、收卷機(jī)等收卷制備裝飾性聚丙烯基鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，切割邊角料通過(guò)一道壓延機(jī)可再次加工成片材。
[0030]實(shí)施例2
[0031]將100份聚磷酸銨、40份三聚氰胺、45份雙季戊四醇、20份鈦白粉、I份聚丙烯纖維進(jìn)行充分混合，將混合后的粉體與40份低密度聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行混合，采用擠出機(jī)擠出造粒，將復(fù)合顆粒采用壓延機(jī)進(jìn)行壓延成型，制備出防火層；防火層組成基礎(chǔ)上加入I份苯并三氮唑，壓制抗紫外線層；防火層與抗紫外線層再次延壓復(fù)合，最后通過(guò)切邊機(jī)、收卷機(jī)等收卷制備抗紫外線聚乙烯基鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，切割邊角料通過(guò)一道壓延機(jī)可再次加工成片材。
[0032]實(shí)施例3
[0033]將100份聚磷酸銨、30份三聚氰胺、45份季戊四醇、30份鈦白粉、I份玄武巖纖維進(jìn)行充分混合，將混合后的粉體與40份丙烯酸酯樹(shù)脂進(jìn)行混合，采用擠出機(jī)擠出造粒，將復(fù)合顆粒采用壓延機(jī)進(jìn)行壓延成型，制備出防火層；防火層組成基礎(chǔ)上加入0.5份鄰羥基苯甲酸苯酯，壓制抗紫外線層；防火層與抗紫外線層再次延壓復(fù)合，最后通過(guò)切邊機(jī)、收卷機(jī)等收卷制備抗紫外線丙烯酸酯基鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，切割邊角料通過(guò)一道壓延機(jī)可再次加工成片材。
[0034]實(shí)施例4
[0035]將100份聚磷酸銨、40份三聚氰胺、45份淀粉、30份鈦白粉、I份玻纖進(jìn)行充分混合，將混合后的粉體與40份乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)進(jìn)行混合，采用擠出機(jī)擠出造粒，將復(fù)合顆粒采用壓延機(jī)進(jìn)行壓延成型，制備出防火層；防火層組成基礎(chǔ)上加入2份單苯甲酸間苯二酚酯，壓制抗紫外線層；防火層與抗紫外線層再次延壓進(jìn)復(fù)合，最后通過(guò)切邊機(jī)、收卷機(jī)等收卷制備抗紫外線EVA基鋼結(jié)構(gòu)防火卷材,切割邊角料通過(guò)一道壓延機(jī)可再次加工成片材。
[0036]實(shí)施例5
[0037]將100份聚磷酸銨、40份尿素、45淀粉、30份鈦白粉、I份玻纖進(jìn)行充分混合，將混合后的粉體與40份乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)進(jìn)行混合，采用擠出機(jī)擠出造粒，將復(fù)合顆粒采用壓延機(jī)進(jìn)行壓延成型，制備出防火層；防火層組成基礎(chǔ)上加入I份單苯甲酸間苯二酚酯，壓制抗紫外線層；防火層與抗紫外線層再次延壓進(jìn)復(fù)合，最后通過(guò)切邊機(jī)、收卷機(jī)等收卷制備抗紫外線EVA基鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，切割邊角料通過(guò)一道壓延機(jī)可再次加工成片材。
[0038]實(shí)驗(yàn)例1:鋼結(jié)構(gòu)防火卷材厚度與耐火時(shí)間的關(guān)系(實(shí)施案例4，功能層厚度
0.2mm)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火性能檢測(cè)按照GB14907-2002檢測(cè)
[0039]表1卷材厚度與耐火時(shí)間關(guān)系
[0040]
【權(quán)利要求】
1.帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，由防火層和功能層組成，所述防火層由高分子固體樹(shù)月旨、膨脹型阻燃劑、分散助劑、增強(qiáng)助劑組成，功能層是在防火層的材料基礎(chǔ)上外加功能填料制成；兩層分別經(jīng)混和、擠出造粒、延壓成片，再?gòu)?fù)合延壓、收卷成卷材，所述膨脹型阻燃劑以磷酸鹽為酸源、胺類(lèi)化合物為氣源和多羥基化合物為炭源組成；所述功能層為裝飾層、抗紫外線層，厚度0.1?0.5mm，所述功能填料為顏料、紫外線吸收劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，所述高分子固體樹(shù)脂為聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸樹(shù)脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、尼龍、環(huán)氧樹(shù)脂、聚碳酸酯、三元乙丙橡膠、天然橡膠或氯丁橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維、玄武巖纖維、聚丙烯纖維、碳纖維、陶瓷纖維或聚乙烯纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，所述膨脹型阻燃劑的酸源為聚磷酸銨、磷酸酯、磷酸銨；炭源為季戊四醇、雙季戊四醇、蔗糖、淀粉、糊精；氣源為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺，所述分散助劑為鈦白粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，所述功能層顏料為礦物顏料與有機(jī)顏料；紫外線吸收劑為鄰羥基苯甲酸苯酯、苯并三氮唑、二羥基二苯甲酮和/或單苯甲酸間苯二酚酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，所述磷酸鹽、胺類(lèi)化合物、多羥基化合物、分散助劑、增強(qiáng)助劑、高分子固體樹(shù)脂的重量份比為:70-100:30-40:20-50:20-50:1:40-50，功能填料的重量份為0.5-2.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材，所述磷酸鹽、胺類(lèi)化合物、多羥基化合物、分散助劑、增強(qiáng)助劑、高分子固體樹(shù)脂的重量份比為:100:30-40:40-50:20-30:1:40-50，功能填料的重量份為0.5-2.5。
8.權(quán)利要求1-7任一所述的帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材的制備方法，包括如下步驟: (1)以磷酸鹽為酸源、多羥基化合物為炭源、胺類(lèi)化合物為氣源混合制備膨脹型阻燃劑； (2)膨脹型阻燃劑與增強(qiáng)助劑、分散助劑進(jìn)行預(yù)混合處理，或者膨脹型阻燃劑與增強(qiáng)助齊IJ、分散助劑、功能填料進(jìn)行預(yù)混合處理； (3)將高分子樹(shù)脂與預(yù)處理粉體混合造粒，分別制備防火層顆粒與功能層顆粒； (4)將顆粒分別壓延成防火層與功能層片材； (5)功能層與防火層片材進(jìn)行二次延壓復(fù)合； (6)對(duì)復(fù)合層進(jìn)行收卷，獲得成品。
9.權(quán)利要求8所述的制備方法，所述混合造粒采用螺桿擠出機(jī)，所述壓延成片材采用延壓機(jī)。
10.權(quán)利要求1-7任一所述帶功能層的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材在鋼結(jié)構(gòu)防火、木質(zhì)建筑防火、金屬面板防火、墻體防火中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08L23/06GK103953127SQ201410205433
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】張建春, 張璇璇, 張安振 申請(qǐng)人:精碳偉業(yè)（北京）科技有限公司