一种环氧膨胀型钢结构防火涂料及制备方法与流程

1.本发明属于防火涂料领域，涉及一种环氧树脂基防火涂料，具体是涉及一种环氧膨胀型钢结构防火涂料及制备方法。


背景技术：

2.膨胀型钢结构防火涂料通常用于提升钢结构建构筑物的耐火极限。这种材料在火场中能够膨胀并形成具有隔热性能的炭质层，以使钢构件与火灾产生的热量绝缘，降低钢构件在火灾中的升温速率，确保钢构件在一定时间内保持尺寸稳定性。
3.膨胀型钢结构防火涂料包括以丙烯酸为成膜物的涂料，以及以环氧树脂为粘结剂的防火涂料。其中，后者以环氧树脂为粘结剂的膨胀型防火涂料特别适用于船舶、石油平台和其他碳氢化合物储存和处理设施。通常情况下，这类涂料因为双组分铰链反应，以及涂饰的厚度大，所以具有比丙烯酸基防火涂料更好的耐盐、耐酸等耐介质性能。目前人们对于长效防火性能更加关注，然而，随着涂层使用环境越来越严苛，现有以环氧树脂为粘结剂的防火涂料对盐水、盐酸等腐蚀介质的耐蚀性不够。另外防火涂料被腐蚀介质侵蚀后的耐火保持性能越来越受到关注，然而现有以环氧树脂为粘结剂的防火涂料的在经历腐蚀后，会影响防火性能，导致防火性能下降。


技术实现要素：

4.为了解决现有环氧防火涂料被腐蚀介质侵蚀后的耐火性能下降的技术问题，本发明提供一种环氧膨胀型钢结构防火涂料及制备方法。
5.本发明的技术方案：
6.一种环氧膨胀型钢结构防火涂料，包括环氧防火涂料和片状填料，所述片状填料的d99小于2mm，所述片状填料占甲乙组分混合重量的1～5％，优选占甲组份重量的3％。
7.优选的，配方中不含氯素元素的化合物。
8.优选的，所述环氧树脂中的游离氯小于等于1000ppm。
9.优选的包括以下组分：至少一种环氧树脂、至少一种环氧固化剂、催化剂聚磷酸铵和至少一种片状填料。
10.进一步优选的包括以下组分：至少一种环氧树脂、至少一种环氧固化剂、催化剂聚磷酸铵、磷酸盐阻燃剂和至少一种片状填料。
11.优选的所述片状填料包含金属片状填料和/或非金属片状填料，即环氧防火涂料中散布有片状金属填料、片状非金属填料或两类片状填料的组合。
12.优选的所述金属片状填料包括锌粉、铝粉、铜粉中的任一种或几种的混合物，所述金属片状填料的d50小于50微米。
13.优选的所述非金属片状填料包括玻璃鳞片、石墨烯、云母粉、未焙烧蛭石、滑石、高岭土中的任一种或几种的混合物，所述非金属片状填料的d50小于1mm。
14.一种环氧膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，该方法包括形成一种以含片状填料
的、以环氧树脂为基础的防火涂料，该涂料呈厚稠状，类似环氧胶泥的形貌，其中散布有片状金属填料、片状非金属填料或两类片状填料的组合。
15.优选地，本发明的方法还包括将片状填料分散在厚稠胶泥状防火涂料中的步骤。分散混合设备可选择捏合机、刮壁双轴搅拌机或蝶式双轴搅拌机的任何一种设备。
16.优选地，所述环氧防火涂料包括甲组份和乙组分，所述片状填料先与甲组份进行混合，使用时再与乙组分混合；或者所述片状填料先与乙组分进行混合，使用时再与甲组份混合。然后将该胶泥状防火涂料涂敷在钢基材上，从而在表面形成耐腐蚀的防火涂层。
17.本发明的有益技术效果
18.本发明的一种环氧膨胀型钢结构防火涂料，含有片状填料，其中片状填料的d99小于2mm。通过在行星式搅拌机、捏合机、刮壁双轴搅拌机或蝶式双轴搅拌机的任何一种设备中以低速分散在环氧防火涂料中，得到含片状填料的环氧膨胀型防火涂料，呈厚稠状，类似环氧胶泥的形貌。相对于未添加片状填料的防火涂料，本申请的含片状填料的环氧膨胀型钢结构防火涂料大大降低了涂层的空隙率，提高了涂层的电阻率，从而对苛刻条件下的盐水、盐酸等腐蚀介质具有更高抵抗能力，在经历腐蚀后依然保持理想的防火性能，具有提高已知环氧防火涂层的耐蚀性而不降低涂层的耐火性能的优点。
19.优选的，该涂料配方中不含氯素元素的化合物，尤其是针对磷酸盐阻燃剂来讲的，这里要求磷酸阻燃剂结构中不含氯素；环氧树脂中的游离氯小于等于1000ppm，以提高含片状填料的环氧涂料的防腐性能。
附图说明
20.图1为实施例1的含片状填料的环氧膨胀型钢结构防火涂料与对比例1和空白样环氧膨胀型钢结构防火涂料的耐火时间曲线。
具体实施方式
21.实施例1
22.本实施例采用的环氧膨胀型防火涂料为北京慕成防火绝热特种材料有限公司生产的fireal1709，包括甲组份和乙组分。
23.本实施例的一种含片状填料的环氧膨胀型钢结构防火涂料，制备方法包括以下步骤：
24.a)形成含片状填料的环氧膨胀型防火涂料：
25.在fireal1709的甲组份中加入3％的粒径1mm的云母粉，具体为先在行星式搅拌机中加入50kg的甲组分，然后加入3kg粒径为1mm的云母粉，然后再加入50kg甲组份，加料结束后开启搅拌，35～45rpm低速混合搅拌30min出料，即得到所述含片状填料的环氧膨胀型钢结构防火涂料的甲组份；
26.fireal1709的乙组份备用；
27.b)施工时按照含片状填料的甲组份与乙组份重量比10.3：4的比例混合均匀后，用抹灰刀抹涂到钢板表面，经过固化后，在表面上形成耐蚀性防火涂层。
28.除了使用本公司的产品fireal1709，其他厂家的环氧防火涂料中加入片状填料也有效果。环氧防火涂料可以是双组分体系，也可以是单组分体系。如果是双组分体系，使用
时，片状填料可先与甲组份混合，也可先与乙组分混合。
29.对比例1
30.对比例1为不含片状填料的环氧膨胀型钢结构防火涂料，具体为北京慕成防火绝热特种材料有限公司生产的fireal1709。
31.空白例
32.空白样为不含片状填料的环氧膨胀型钢结构防火涂料，具体为北京慕成防火绝热特种材料有限公司生产的fireal1709，且无需泡盐水进行耐火测试。
33.耐蚀性评价方法
34.将实施例1和对比例1养护后的防火涂料封边后浸泡到3％的氯化钠溶液中，放入40℃烘箱持续30天。取出后测试涂层的耐火时间，并和空白样对比，结果见表1和图1。图1中，空白样为fireal1709泡盐水前的耐火时间；fireal1709
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1为实施例1的含片状填料的环氧膨胀型防火涂料泡盐水后的耐火时间；fireal1709为对比例1的不含片状填料的环氧膨胀型防火涂料泡盐水后的耐火时间。
35.表1含片状填料的环氧膨胀型钢结构防火涂料与不加片状填料的防火涂料性能比较
[0036][0037][0038]
耐火性能衰减率：将本申请实施例1的fireal1709
‑
1和对比例1的fireal1709泡盐水后的耐火时间与空白样—未泡盐水的fireal1709耐火时间差值，再与空白样—未泡盐水的fireal1709的耐火时间比值定义为耐火性能衰减率。
[0039]
耐蚀性好的防火涂料衰减率低。从表1和图1可见，较不含片状填料的涂料的对比例1的样品fireal1709，本发明所制备的防火涂料fireal1709
‑
1的衰减率低，对腐蚀介质的抗性显著提升。
[0040]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，因此以上所述仅为本发明的实施例。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还包括各种等效变化和改进，这些变化和改进都将落入要求保护的本发明范围内。