本發(fā)明涉及防火涂料,尤其是一種超薄型鋼結構防火涂料及其使用方法。
背景技術:
鋼結構防火涂料是防火涂料產品的一種,由于用于主要用于鋼結構防火保護而得名。目前常見的鋼結構防火涂料主要有厚型、薄型、超薄型三種分類,其中超薄型鋼結構防火涂料具有較好的防火性能和裝飾性能,是防火涂料發(fā)展的方向?,F(xiàn)有的超薄型鋼結構防火涂料一般為成膜物質與防火助劑混合研磨而成。其中,防火助劑主要由聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇以及無機填料組成,成膜物質主要包括水性聚合物乳液(如苯丙乳液、純丙乳液、乙丙乳液、氯偏乳液等)、水溶性聚合物樹脂(如氨基樹脂、水溶性酚醛樹脂等)和溶劑型聚合物樹脂(如氯化橡膠、聚丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、高氯化聚乙烯樹脂等)。由于上述成膜物質不能承受快速升高的溫度,導致整個防火涂料的耐火能力差,采用大板燃燒法測得現(xiàn)有的超薄型鋼結構防火涂料的耐火時間一般不超過50min,且現(xiàn)有的超薄型鋼結構防火涂料,顏色單一,難于調色,不能滿足人們日益增加的色彩要求??梢?,要解決這些問題,還需要研制出更好的超薄型鋼結構防火涂料。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術中存在的問題,提供一種耐火時間更長、裝飾性更好的超薄型鋼結構防火涂料及其使用方法。為了達到上述目的,本發(fā)明采用了如下技術方案:一種超薄型鋼結構防火涂料,主要由A、B兩種組份組成,所述A組分包括水玻璃、碳酸氫鈣、介孔空心球狀二氧化鈦、納米氮化硼、納米氮化硅、納米二氧化鋯、鐵粉,所述B組分包括亞氨基丁醚化氨基樹脂、季戊四醇、介孔空心球狀二氧化鈦、納米碳化硅、納米氮化硅、三聚磷酸鈉、顏料、表面活性劑。作為本發(fā)明改進的技術方案,所述顏料主要包括酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍、炭黑。作為本發(fā)明改進的技術方案,所述介孔空心球狀二氧化鈦的孔徑為2~50nm,直徑為1.5~2.5μm。作為本發(fā)明改進的技術方案,所述納米氮化硼、納米氮化硅、納米二氧化鋯、納米碳化硅的粒徑為20~40nm。作為本發(fā)明改進的技術方案,所述A組分主要由水玻璃46~65份、碳酸氫鈣18~25份、介孔空心球狀二氧化鈦5~15份、納米氮化硼2~6份、納米氮化硅2~6份、納米二氧化鋯2~6份、鐵粉0~2份組成。優(yōu)選地,所述A組分主要由水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份組成。作為本發(fā)明改進的技術方案,所述B組分主要由亞氨基丁醚化氨基樹脂30~48份、季戊四醇12~25份、三聚磷酸鈉8~15份、介孔空心球狀二氧化鈦6~10份、納米碳化硅2~4份、納米氮化硅2~4份、顏料0~30份、表面活性劑2~8份組成。優(yōu)選地,所述B組分主要由亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份組成。所述超薄型鋼結構防火涂料的使用方法為(1)在前述的B組分中加入水,配制成30~50wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,晾干;(2)在前述的A組分中加入水,配制成30~50wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,晾干。作為本發(fā)明改進的技術方案,所述超薄型鋼結構防火涂料的使用方法為(1)在前述B組分中加入水,配制成30~50wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,晾干,形成厚度為0.3~0.8mm的耐火顏料層;(2)在前述A組分中加入水,配制成30~50wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,晾干,形成厚度為0.5~1.5mm的耐火保護層。本發(fā)明的作用機理為:在耐火顏料層中,采用紅、綠、藍作為基色,通過調整酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍的配比可以得到豐富多彩的顏色,在此配方中再加入炭黑,可以進一步調整紅、綠、藍三色形成的顏色的色溫,使其配制出的色彩變得更沉穩(wěn);三聚磷酸鈉解離出三聚磷酸根離子,其可以與鋼結構中的鐵發(fā)生絡合,形成一層致密的鈍化物保護膜,防止鋼結構生銹腐蝕;以介孔空心球狀二氧化鈦、納米碳化硅、納米氮化硅以及季戊四醇作為防火助劑,使其耐火性能更高,薄膜的致密度更好,其中介孔空心球狀二氧化鈦不但具有耐高溫性能,還能吸附耐火顏料層在高溫條件下產生的部分二氧化碳,有效防止耐火顏料層因膨脹過速而刺破其表面的耐火保護層。在耐火保護層中,采用水玻璃作為成膜物質,其本身即具有良好的耐火性能,在水玻璃中加入碳酸氫鈣,其在高溫條件下將分解出二氧化碳,產生明顯的“發(fā)泡”現(xiàn)象,泡體和涂層可以形成屏障來隔絕熱源與鋼結構接觸,有效起到防火性能;此外,介孔空心球狀二氧化鈦可以吸收部分高溫條件下產生的二氧化碳,防止耐火保護層因膨脹過速而損壞。采用納米級的氮化硼、氮化硅和二氧化鋯耐高溫陶瓷材料,可以使本涂料更易溶于水,能夠形成更致密、更薄、防火助劑分散性更好的涂層,鐵粉有助于上述耐高溫陶瓷材料向耐更高溫的晶相轉變,形成耐更高溫的陶瓷材料。由于耐火保護層的厚度較薄,因而不會遮擋耐火顏料層的顏色。與現(xiàn)有的超薄型鋼結構涂料相比,本發(fā)明的鋼結構涂料可以調配出不同的色彩,能滿足不同的用戶需求;此外,本發(fā)明制得的超薄型鋼結構涂料,其耐火時間更長,對鋼結構的保護性能更好。具體實施方式現(xiàn)結合具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。實施例1(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂30份、季戊四醇12份、三聚磷酸鈉8份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米碳化硅4份、納米氮化硅4份、顏料30份、表面活性劑8份混合均勻,然后在其中加入水,配制成50wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.8mm。(2)取水玻璃46份、碳酸氫鈣25份、介孔空心球狀二氧化鈦15份、納米氮化硼6份、納米氮化硅2份、納米二氧化鋯6份混合均勻,然后在其中加入水,配制成50wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為1.5mm。制得的涂層總厚度為2.3mm,發(fā)泡層厚度為57mm,耐火極限為90min。實施例2(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.8mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為1.5mm。制得的涂層總厚度為2.3mm,發(fā)泡層厚度為54mm,耐火極限為93min。實施例3(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂48份、季戊四醇25份、三聚磷酸鈉15份、介孔空心球狀二氧化鈦6份、納米碳化硅2份、納米氮化硅2份、表面活性劑2份混合均勻,然后在其中加入水,配制成30wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層。耐火顏料層的厚度為0.8mm。(2)取水玻璃65份、碳酸氫鈣18份、介孔空心球狀二氧化鈦5份、納米氮化硼2份、納米氮化硅6份、納米二氧化鋯2份、鐵粉2份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為1.5mm。制得的涂層總厚度為2.3mm,發(fā)泡層厚度為54mm,耐火極限為64min。實施例4(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.3mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為0.5mm。制得的涂層總厚度為0.8mm,發(fā)泡層厚度為18mm,耐火極限為72min。實施例6(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.3mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為1mm。制得的涂層總厚度為1.3mm,發(fā)泡層厚度為29mm,耐火極限為80min。實施例7(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.3mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為1.5mm。制得的涂層總厚度為1.3mm,發(fā)泡層厚度為45mm,耐火極限為82min。實施例8(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.6mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為0.5mm。制得的涂層總厚度為1.1mm,發(fā)泡層厚度為21mm,耐火極限為73min。實施例9(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.6mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為1mm。制得的涂層總厚度為1.6mm,發(fā)泡層厚度為41mm,耐火極限為92min。實施例10(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.6mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為1.5mm。制得的涂層總厚度為2.1mm,發(fā)泡層厚度為50mm,耐火極限為93min。實施例11(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.8mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為0.5mm。制得的涂層總厚度為1.3mm,發(fā)泡層厚度為27mm,耐火極限為74min。實施例12(1)取亞氨基丁醚化氨基樹脂35份、季戊四醇16份、三聚磷酸鈉10份、介孔空心球狀二氧化鈦8份、納米碳化硅3份、納米氮化硅3份、顏料20份、表面活性劑5份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火顏料層;其中,所述顏料按照酞菁紅、銅酞菁綠、銅酞菁藍和炭黑的質量比1:1:1:1進行配備。耐火顏料層的厚度為0.8mm。(2)取水玻璃56份、碳酸氫鈣21份、介孔空心球狀二氧化鈦10份、納米氮化硼4份、納米氮化硅4份、納米二氧化鋯4份、鐵粉1份混合均勻,然后在其中加入水,配制成40wt%的乳液,涂覆在步驟(1)處理后的鋼結構表面,40℃下烘干,制得耐火保護層。耐火保護層的厚度為1mm。制得的涂層總厚度為1.8mm,發(fā)泡層厚度為46mm,耐火極限為92min。根據上述說明書的揭示和教導,本發(fā)明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此,本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式,對本發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權利要求的保護范圍內。此外,盡管本說明書中使用了一些特定的術語,但這些術語只是為了方便說明,并不對本發(fā)明構成任何限制。