本发明涉及一种室外超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，属于防火涂料技术领域。
背景技术：
钢结构具有强度高、施工周期短、抗震性好、可利用空间大、环境污染少等优点，在建筑工程中被广泛使用，比如机场候机楼、工业厂房、体育馆等建筑大多以钢结构为主体。然而，钢材极易导热，在火灾环境中，未经任何防火保护的钢材的温度会迅速升高，钢构件的强度会大幅降低，当温度达到540℃(临界温度)以上时就会失去静态平衡，导致建筑物坍塌，最终造成较大的人员伤亡和财产损失。一般火场温度可达700℃以上，裸露的钢材在10～15min内温度就会达到540℃以上，因此对钢构件进行防火保护极为重要。
对钢构件进行防火保护的措施主要有：包覆混凝土、包覆绝热板、喷涂矿物纤维和水泥的混合物、涂覆钢结构防火涂料等。其中，涂覆钢结构防火涂料是目前使用最广泛的钢结构防火保护措施。
钢结构防火涂料根据涂装厚度可以分为厚型、薄型和超薄型三类。gb14907-2002中规定：厚型：7mm＜涂层厚度≤45mm，薄型：3mm＜涂层厚度≤7mm，超薄型：涂层厚度≤3mm。超薄型钢结构防火涂料与厚型和薄型钢结构防火涂料相比，具有施工方便、用量少、装饰性好等优点，因此得到了广泛使用。
超薄型钢结构防火涂料按使用场所又可以分为室内和室外两种类型，室外超薄型钢结构防火涂料对涂膜的耐候性要求较高。目前，市场上大多数超薄型钢结构防火涂料的耐候性较差，涂层在温度和湿度变化较大的环境中容易出现开裂、脱落、粉化现象，且耐火极限不够长，难以满足在室外环境中高性能的使用要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种室外超薄型钢结构防火涂料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种室外超薄型钢结构防火涂料，由以下重量百分比的原料组成：
成膜树脂：7％～20％；
氯化阻燃剂：1％～6％；
三聚氰胺：8％～18％；
双季戊四醇：8％～18％；
聚磷酸铵：20％～35％；
颜填料：5％～20％；
陶瓷纤维：0.5％～8％；
氢氧化镁：1％～6％；
增塑剂：0.5％～5％；
分散剂：0.1％～2％；
增稠剂：0.1％～2％；
溶剂：余量。
所述成膜树脂由氨基树脂、苯乙烯改性丙烯酸树脂、高氯化聚乙烯树脂和松香树脂按照质量比(1～10)：(5～30)：(1～8)：1组成。
所述苯乙烯改性丙烯酸树脂的分子量为100000～200000，熔融温度为160～250℃。
所述高氯化聚乙烯树脂的氯含量大于等于65％。
所述氯化阻燃剂为氯化石蜡。
所述颜填料由钛白粉、海泡石和硅酸镁铝按照质量比(3～30)：(1～15)：1组成。
所述陶瓷纤维的分解温度大于1100℃。
所述陶瓷纤维的长度为0.3～0.5mm，直径为4～10μm。
所述溶剂为二甲苯、丁酮中的至少一种。
上述室外超薄型钢结构防火涂料的制备方法包括以下步骤：先将成膜树脂、氯化阻燃剂和溶剂混合均匀，再加入分散剂和增塑剂并混合均匀，再加入聚磷酸铵、双季戊四醇和三聚氰胺并混合均匀，再加入颜填料、陶瓷纤维和氢氧化镁并混合均匀，最后加入增稠剂调节体系粘度至70000～120000cps，得到室外超薄型钢结构防火涂料。
本发明的有益效果是：本发明的室外超薄型钢结构防火涂料不仅耐火性能优异，耐火极限大于2小时，而且耐候性能优异，在温度和湿度变化较大的室外环境中长时间使用也不会出现开裂、脱落、粉化现象。
1)本发明的室外超薄型钢结构防火涂料中添加有双季戊四醇，和传统的成炭剂季戊四醇相比，不仅可以提高涂层的耐水性，而且还可以使膨胀层更加均匀致密，提高了涂料的耐火极限；
2)本发明的室外超薄型钢结构防火涂料中添加有陶瓷纤维，可以显著提高涂膜受热膨胀后所形成的膨胀体的强度，不易从基材表面脱落；
3)本发明的室外超薄型钢结构防火涂料的性能高于国家标准《钢结构防火涂料》(gb14907-2002)技术指标的要求，尤其是耐火极限可以达到120分钟以上，远高于国家标准。
具体实施方式
一种室外超薄型钢结构防火涂料，由以下重量百分比的原料组成：
成膜树脂：7％～20％；
氯化阻燃剂：1％～6％；
三聚氰胺：8％～18％；
双季戊四醇：8％～18％；
聚磷酸铵：20％～35％；
颜填料：5％～20％；
陶瓷纤维：0.5％～8％；
氢氧化镁：1％～6％；
增塑剂：0.5％～5％；
分散剂：0.1％～2％；
增稠剂：0.1％～2％；
溶剂：余量。
优选的，一种室外超薄型钢结构防火涂料，由以下重量百分比的原料组成：
成膜树脂：10％～15％；
氯化阻燃剂：1％～4.5％；
三聚氰胺：9％～15％；
双季戊四醇：9％～15％；
聚磷酸铵：21％～28％；
颜填料：7％～14％；
陶瓷纤维：1％～4％；
氢氧化镁：1％～3％；
增塑剂：1％～3％；
分散剂：0.2％～1％；
增稠剂：0.2％～1％；
溶剂：余量。
优选的，所述成膜树脂由氨基树脂、苯乙烯改性丙烯酸树脂、高氯化聚乙烯树脂和松香树脂按照质量比(1～10)：(5～30)：(1～8)：1组成。
进一步优选的，所述成膜树脂由氨基树脂、苯乙烯改性丙烯酸树脂、高氯化聚乙烯树脂和松香树脂按照质量比(1.8～6.3)：(6～24)：(1～3)：1组成。
优选的，所述苯乙烯改性丙烯酸树脂的分子量为100000～200000，熔融温度为160～250℃。
优选的，所述高氯化聚乙烯树脂的氯含量大于等于65％。
优选的，所述氯化阻燃剂为氯化石蜡。
进一步优选的，所述氯化阻燃剂为氯化石蜡70，氯含量为71％。
优选的，所述颜填料由钛白粉、海泡石和硅酸镁铝按照质量比(3～30)：(1～15)：1组成。
进一步优选的，所述颜填料由钛白粉、海泡石和硅酸镁铝按照质量比(4～20)：(1～6)：1组成。
优选的，所述陶瓷纤维的分解温度大于1100℃。
优选的，所述陶瓷纤维的长度为0.3～0.5mm，直径为4～10μm。
优选的，所述溶剂为二甲苯、丁酮中的至少一种。
上述室外超薄型钢结构防火涂料的制备方法包括以下步骤：先将成膜树脂、氯化阻燃剂和溶剂混合均匀，再加入分散剂和增塑剂并混合均匀，再加入聚磷酸铵、双季戊四醇和三聚氰胺并混合均匀，再加入颜填料、陶瓷纤维和氢氧化镁并混合均匀，最后加入增稠剂调节体系粘度至70000～120000cp，得到室外超薄型钢结构防火涂料。
优选的，上述室外超薄型钢结构防火涂料的制备方法包括以下步骤：
1)将成膜树脂、氯化阻燃剂和溶剂混合，在15～35℃下搅拌20～30min，再加入分散剂和增塑剂，继续搅拌5～10min；
2)依次加入聚磷酸铵、双季戊四醇和三聚氰胺，在15～50℃下搅拌20～30min；
3)加入颜填料、陶瓷纤维和氢氧化镁，在15～50℃下搅拌15～25min；
4)加入增稠剂，搅拌10～15min，调节体系粘度至70000～120000cps，得到室外超薄型钢结构防火涂料。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例：
实施例1～6的室外超薄型钢结构防火涂料的原料组成如下表所示(质量百分比)：
表1实施例1～6的室外超薄型钢结构防火涂料的原料组成表(％)
上述室外超薄型钢结构防火涂料的制备方法如下：
1)将氨基树脂、苯乙烯改性丙烯酸树脂、高氯化聚乙烯树脂、松香树脂、氯化石蜡70和二甲苯混合，在15～35℃下搅拌20～30min，再加入分散剂和增塑剂，继续搅拌5～10min；
2)依次加入聚磷酸铵、双季戊四醇和三聚氰胺，在15～50℃下搅拌20～30min；
3)加入钛白粉、海泡石、硅酸镁铝、陶瓷纤维和氢氧化镁，在15～50℃下搅拌15～25min；
4)加入增稠剂，搅拌10～15min，调节体系粘度至70000～120000cps，得到室外超薄型钢结构防火涂料。
测试例：
1)按照gb14907-2002《钢结构防火涂料》对实施例1～3制备的室外超薄型钢结构防火涂料进行性能测试，测试结果如下表所示：
表2实施例1～3的室外超薄型钢结构防火涂料的性能测试结果
2)按照gb14907-2002《钢结构防火涂料》对实施例4～6制备的室外超薄型钢结构防火涂料进行性能测试，测试结果如下表所示：
表3实施例4～6的室外超薄型钢结构防火涂料的性能测试结果
由表2和3可知：本发明的室外超薄型钢结构防火涂料的耐曝热、耐酸碱、耐湿热、耐盐雾性能优异，适合在室外环境中使用，且耐火性能可达120分钟以上。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。