一种磷酸镁防火防腐涂层

本发明涉及建筑材料，具体涉及一种磷酸镁防火防腐涂层。

背景技术：

1、钢结构因其自重轻，抗震性能好以及可循环性高等优点而广受欢迎，但也存在不耐高温和防腐性能差的问题。钢材本身虽然不可燃烧，但是钢材在高温下性能劣化。钢结构与其他用途的钢材一样，在使用过程中如果不加防护，极容易发生腐蚀。为解决钢结构防火和防腐的问题，在钢材表面涂覆防火和防腐涂层是最经济和最有效的方法。一般情况下对钢结构的防腐和防火处理都是根据需要分别进行防火和防腐处理，即防火和防腐处理是相互独立的，在钢结构表面先进行防腐涂层，再在防腐涂层基础上设置防火涂层。

2、现有技术中，部分有机涂层可以同时具有较好的防火和防腐性能，因此，能够将膨胀型阻燃体系和有机防腐体系进行复合，制备出膨胀型钢结构防火防腐涂料。但是，这些有机涂料却存在一些问题：有机防火涂料中部分具有防火功能的有机组分溶解度较高，在潮湿环境中会部分溶出，减小火灾发生时的膨胀倍率，导致其防火性能显著降低。有机涂层中的部分基材仍然存在易老化等问题，实际使用过程中尤其是长时间使用后防火效果难以达到预期。现有技术中还有将地聚合物制成干密度为612kg/cm3，导热系数为0.127w/(m·k)的涂层，结果表明这种地聚合物具有良好的防火性能和一定的防腐性能。但是，地聚物涂层泡水60d后钢板就出现了不同程度的锈蚀，表明防腐性能还有待进一步改善，特别是地聚合物较大的干燥收缩也不利于与钢材长期的粘结。故，现有技术中也有考虑将用耐候性较好的无机防火涂层替代有机防火层，将有机无机复合起来的形式制备出一种防火防腐涂层，但实际上火灾发生时防腐层中的有机物会在低于钢材失稳的条件下分解，涂层粉化进而造成防火层脱落、失效；同时，无机防火层多为轻质多孔，外界物质极易进入到防腐层表面造成防腐层的性能劣化。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种磷酸镁防火防腐涂层，以解决现有技术防火和防腐两项功能无法同时实现、具有防火功能的有机组分易溶出、防火性能不稳定、且基材易老化防火效果难以达到预期的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种磷酸镁防火防腐涂层，所述涂层由第一涂层和第二涂层组成，第一涂层位于被保护的基材表面，第二涂层位于第一涂层的表面；第一涂层的厚度不超过3mm，第二涂层的厚度不超过10mm；其中，在所述第一涂层采用的组分中，氧化镁和磷酸盐的质量比为2～4，缓凝剂与氧化镁的质量比为0.06，水与固体材料总质量的质量比为0.12～0.18；且所述第一涂层采用的组分混合后得到混合料a，将混合料a与水混合制成浆体c后涂布在被保护的基材表面。

4、在所述第二涂层采用的组分中，氧化镁和磷酸盐的质量比为2～4，缓凝剂与氧化镁的质量比为0.06，水与固体材料总质量的质量比为0.16～1.0；且所述第二涂层采用的组分混合后得到混合料b，将混合料b与水混合制成膏状体d后涂布在面干后的第一涂层表面。

5、优选地，在第二涂层采用的组分中还包括轻质集料或发泡组分，所述轻质集料或发泡组分为膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、烧胀陶粒或水滑石中的一种，其用量为氧化镁质量的1％～100％；当采用轻质集料时，在第二涂层采用的组分中，水的用量为轻质集料质量的2倍。

6、优选地，所述氧化镁为重烧氧化镁、轻烧氧化镁或氢氧化镁的一种或者几种混合物，且所述氧化镁的粒径小于80μm。

7、优选地，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铝、磷酸二氢锌中的一种或任意两种以上的混合物。

8、优选地，所述缓凝剂为硼砂、硼酸或三聚磷酸钠中的一种或任意两种以上的混合物。

9、优选地，在第一涂层采用的组分中还包括改性组分，所述改性组分与氧化镁的质量比为0～0.1，且所述改性材料为纤维素醚、聚丙烯酰胺、硅灰或纤维中的一种或任意两种以上的混合物。

10、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

11、1、本发明首次提出防腐防火一体化的无机涂层，通过两层材料构建功能梯度构造使涂层可同时满足防腐防火的要求；并且，还采用氧化镁与磷酸盐反应生成鸟粪石相，使涂层与被保护的基材之间粘接更加牢固，从而使涂层具有快硬早强、体积稳定性好、高温下不溃散并能保持一定强度的优点，同时对被保护的基体也具有良好的防腐性能，最终使涂层同时具有防腐和防火的双重性能。

12、2、本发明所述涂层不仅显著简化了施工工艺，操作方便，还显著降低了防腐与防火涂层的总厚度；同时，本发明所述涂层应用场景较为广泛，不仅可用于钢结构或钢材表面，还可用于钢筋混凝土等其他基体的防腐防火，可根据需要保护基体的不同位置进行针对性涂刷防护。

技术特征：

1.一种磷酸镁防火防腐涂层，其特征在于，所述涂层由第一涂层和第二涂层组成，第一涂层位于被保护的基材表面，第二涂层位于第一涂层的表面；第一涂层的厚度不超过3mm，第二涂层的厚度不超过10mm；

2.根据权利要求1所述磷酸镁防火防腐涂层，其特征在于，在第二涂层采用的组分中还包括轻质集料或发泡组分，所述轻质集料或发泡组分为膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、烧胀陶粒或水滑石中的一种，其用量为氧化镁质量的1%~100%；其中，当采用轻质集料时，在第二涂层采用的组分中，水的用量为轻质集料质量的2倍。

3.根据权利要求1所述磷酸镁防火防腐涂层，其特征在于，所述氧化镁为重烧氧化镁、轻烧氧化镁或氢氧化镁的一种或者几种混合物，且所述氧化镁的粒径小于80μm。

4.根据权利要求1所述磷酸镁防火防腐涂层，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铝、磷酸二氢锌中的一种或任意两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述磷酸镁防火防腐涂层，其特征在于，所述缓凝剂为硼砂、硼酸或三聚磷酸钠中的一种或任意两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述磷酸镁防火防腐涂层，其特征在于，在第一涂层采用的组分中还包括改性组分，所述改性组分与氧化镁的质量比为0~0.1，且所述改性材料为纤维素醚、聚丙烯酰胺、硅灰或纤维中的一种或任意两种以上的混合物。

技术总结
本发明公开了一种磷酸镁防火防腐涂层，包括磷酸镁水泥防火防腐涂层梯度构造的形式和制备方法；其中磷酸镁水泥防火防腐涂层包括磷酸镁水泥防火涂层和磷酸镁水泥防腐涂层。本发明利用磷酸镁水泥良好高温性能、高粘结强度和优异防腐性能，将磷酸镁水泥分别制成防火和防腐涂层；使用梯度构造的形式，将磷酸镁水泥防火涂层和防腐涂层结合起来，制成磷酸镁水泥防火防腐一体化涂层，同时满足基体的防火和防腐需求，并降低涂层的厚度。

技术研发人员：钱觉时,代小兵,张智超,贾兴文,华莹,唐浩
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24