超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法

摘要

超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，按质量百分数计其涂料的组分为：溴碳丙烯酸树脂49.8％～59.8％，聚磷酸铵6.5％～8.2％，三聚氰胺4.4％～5.4％，季戊四醇2.2％～2.7％，三氧化二锑0.6％～1.5％，氯化石蜡2.5％～6.0％，三氧化钼1.2％～1.6％，硼酸锌0.6％～1.6％，膨润土0.3％～0.4％，钛白粉1.6％～3.9％，二甲基硅油0.4％，二甲苯19.9％；采用四溴双酚S-双烯丙基醚与丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯通过自由基聚合得到溴碳丙烯酸树脂；以溴碳丙烯酸树脂为基料，与聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、三氧化钼、三氧化二锑、氯化石蜡、硼酸锌、膨润土、钛白粉等复配得到涂料。

权利要求

1.超薄膨胀性钢结构防火涂料，其特征在于：基于涂料的总质量，按质量百分数计其组分为：溴碳丙烯酸树脂49.8％～59.8％，聚磷酸铵6.5％～8.2％，三聚氰胺4.4％～5.4％，季戊四醇2.2％～2.7％，三氧化二锑0.6％～1.5％，氯化石蜡2.5％～6.0％，三氧化钼

1.2％～1.6％，硼酸锌0.6％～1.6％，膨润土0.3％～0.4％，钛白粉1.6％～3.9％，二甲基硅油0.4％，二甲苯19.9％；

基于制备溴碳丙烯酸树脂的各组分的总质量，按质量百分数计，制备溴碳丙烯酸树脂各组分的组成为：四溴双酚S-双烯丙基醚19.8％～24.5％，丙烯酸2.6％～3.0％，丙烯酸丁酯9.3％～

12.7％，甲基丙烯酸甲酯2.7％～4.1％，引发剂0.40％，二甲苯60.00％。

2.根据权利要求1所述的超薄膨胀性钢结构防火涂料，其特征在于引发剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈。

3.超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，按权利要求1所述配方配料，其步骤为：(1)将四溴双酚S-双烯丙基醚、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯进行预混合得到混合单体；溶剂为二甲苯，向反应釜中加入部分溶剂和1/10混合单体，开始搅拌并升温至回流状态，保温30分钟；然后将9/10的引发剂和剩余混合单体溶于部分溶剂中，得到含引发剂的混合单体，加入高位槽；滴加含引发剂的混合单体，120～150分钟滴完，滴完后保温

30～60分钟；将剩余引发剂溶于剩余溶剂中，并加入到高位槽，滴加，45～60分钟滴完；保温反应3小时，冷却后得到无色或淡黄色的溴碳丙烯酸树脂；

(2)将适量的二甲苯和配方量的聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、三氧化二锑、氯化石蜡、三氧化钼、硼酸锌、膨润土、钛白粉依次加入多用分散研磨机中进行高速分散30～60分钟，降低搅拌速度加入溴碳丙烯酸树脂再分散20～40分钟，然后用锥形磨，磨至所需的细度，再加入多用分散研磨机中分散10～20分钟，即得产品。

说明书

超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种防火涂料，具体是超薄膨胀型钢结构建筑用溴碳丙烯酸防火涂料。

背景技术

[0002] 由于钢结构具有强度高、韧性好、制作方便、施工速度快、建筑周期短等一系列优点，在现代建筑业中得到越来越广泛的应用。但其耐火性能一直是人们关心的焦点，由于其耐火性能差，在其上面涂覆防火涂料一直是最经济和最简单的方法。

[0003] 超薄膨胀型防火涂料涂层遇热会发生膨胀，膨胀率极高，可达到十几倍到几十倍之高，膨胀层致密结实，阻燃时间从0.5h到3h不等。超薄型钢结构防火涂料涂层薄、装饰性能好、颜色丰富，可达到一般建筑涂料的涂装要求。施工时间及其性价比远好于厚型和薄型钢结构防火涂料。

[0004] 专利CN1394923A水性薄型膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法，采用丙烯酸乳液为主要成膜物质，适量渗入氯偏乳液以提高成膜物质的阻燃性。在原有聚磷酸铵类防火助剂的基础上，加入一种可发生膨胀石墨作为发泡材料，大大提高涂层的发泡率，发泡层可达原涂层的30-50倍，耐火极限75min(厚度3mm)。

[0005] 现有膨胀型防火涂料品种均采用添加型阻燃体系，成膜物质不具有阻燃效果，而添加型阻燃体系由于相对分子质量小，形成涂层后易发生溶出、渗出、迁移、挥发等现象，随着时间的推移，真正遭遇火灾时起不到防火阻燃的应有效果，存在时效衰减，大大降低了防火涂料的防火功效。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供超薄膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法。

[0007] 本发明的超薄膨胀型钢结构防火涂料，基于制备溴碳丙烯酸树脂的各组分总质量，按质量百分数计，各组分所占比例为：

[0008] 四溴双酚S-双烯丙基醚19.8％～24.5％，丙烯酸2.6％～3.0％，丙烯酸丁酯9.3％～12.7％，甲基丙烯酸甲酯2.7％～4.1％，引发剂0.40％，二甲苯60.00％。

[0009] 基于超薄膨胀型钢结构防火涂料的总质量，按质量百分数计，超薄膨胀型钢结构防火涂料的配方为：

[0010] 溴碳丙烯酸树脂49.8％～59.8％，聚磷酸铵6.5％～8.2％，三聚氰胺4.4％～5.4％，季戊四醇2.2％～2.7％，三氧化二锑0.6％～1.5％，氯化石蜡2.5％～6.0％，三氧化钼1.2％～1.6％，硼酸锌0.6％～1.6％，膨润土0.3％～0.4％，钛白粉1.6％～3.9％，二甲基硅油0.4％，二甲苯19.9％。

[0011] 以上所述超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备方法，按以上组分进行备料，其步骤为：

[0012] (1)将四溴双酚S-双烯丙基醚、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯进行预混合得到混合单体；溶剂为二甲苯，向反应釜中加入部分溶剂和1/10混合单体，开始搅拌并升温至回流状态，保温30分钟；然后将9/10的引发剂和剩余混合单体溶于部分溶剂中，得到含引发剂的混合单体，加入高位槽；滴加含引发剂的混合单体，120～150分钟滴完，滴完后保温30～60分钟；将剩余引发剂溶于剩余溶剂中，并加入到高位槽，滴加，45～60分钟滴完；保温反应3小时，冷却后得到无色或淡黄色的溴碳丙烯酸树脂。

[0013] (2)将适量的二甲苯和配方量的聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、三氧化二锑、氯化石蜡、三氧化钼、硼酸锌、膨润土、钛白粉依次加入多用分散研磨机中进行高速分散30～60分钟，降低搅拌速度加入溴碳丙烯酸树脂再分散20～40分钟，然后用锥形磨，磨至所需的细度，再加入多用分散研磨机中分散10～20分钟，即得产品。

[0014] 本发明的优点在于由于阻燃单体四溴双酚S-双烯丙基醚的加入，使该涂料具有防火性能好，装饰性强，耐化学介质性能优的特点，并且具有良好理化性能，硬度大，抗冲击力强，能满足钢结构防火涂料的要求。另一方面，通过阻燃单体四溴双酚S-双烯丙基醚在丙烯酸树脂中的引入，实现了阻燃单体的高分子化，克服了添加阻燃型防火涂料防火时限短的缺点，同时由于阻燃单体四溴双酚S-双烯丙基醚阻燃效率高，所以可以少添加或不添加阻燃膨胀体系，提高了涂料的装饰性能，可广泛用于钢结构、隧道、木器的涂装。超薄膨胀型钢结构防火涂料具有工艺简单、原料易得、性能稳定的特点，适合于大规模工业化生产。

具体实施方式

[0015] 本发明的超薄膨胀型钢结构防火涂料，基于制备溴碳丙烯酸树脂的各组分总质量，按质量百分数计，各组分所占比例为：

[0016] 四溴双酚S-双烯丙基醚19.8％～24.5％，丙烯酸2.6％～3.0％，丙烯酸丁酯9.3％～12.7％，甲基丙烯酸甲酯2.7％～4.1％，引发剂0.40％，二甲苯60.00％。

[0017] 基于超薄膨胀型钢结构防火涂料的总质量，按质量百分数计，超薄膨胀型钢结构防火涂料的配方为：

[0018] 溴碳丙烯酸树脂49.8％～59.8％，聚磷酸铵6.5％～8.2％，三聚氰胺4.4％～5.4％，季戊四醇2.2％～2.7％，三氧化二锑0.6％～1.5％，氯化石蜡2.5％～6.0％，三氧化钼1.2％～1.6％，硼酸锌0.6％～1.6％，膨润土0.3％～0.4％，钛白粉1.6％～3.9％，二甲基硅油0.4％，二甲苯19.9％。引发剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈。

[0019] 实施例1

[0020] (1)将四溴双酚S-双烯丙基醚22.4kg、丙烯酸2.8kg、丙烯酸丁酯11.0kg、甲基丙烯酸甲酯3.4kg进行预混合得到混合单体；溶剂为二甲苯共60.00kg，向反应釜中加入6.0kg溶剂和4.00kg混合单体，开始搅拌并升温至回流状态，保温30分钟；然后将0.36kg的引发剂和35.6kg混合单体溶于剩余的48.0kg溶剂中，得到含引发剂和溶剂的混合单体，加入高位槽；滴加含引发剂、溶剂的混合单体，120～150分钟滴完，滴完后保温30～60分钟；将剩余引发剂0.04kg溶于剩余6.00kg溶剂中，并加入到高位槽，滴加，45～60分钟滴完；滴完后保温反应3小时，冷却后得到无色或淡黄色溴碳丙烯酸树脂。

[0021] (2)将10.0kg二甲苯和0.4kg消泡剂、7.35kg聚磷酸铵、4.9kg三聚氰胺、2.45kg季戊四醇、1.05kg三氧化二锑、4.25kg氯化石蜡、1.4kg三氧化钼、1.1kg硼酸锌、0.35kg膨润土、2.75kg钛白粉依次加入多用分散研磨机中进行高速分散30～60分钟，降低搅拌速度加入54.1kg丙烯酸树脂再分散20～40分钟，然后用锥形磨，磨至所需的细度，再加入多用分散研磨机中分散10～20分钟，用剩余的二甲苯调制固含量为50.0％，产品细度控制在70um以下。

[0022] 实施例2～3制备工艺同实施例1，配方如下：

[0023] (1)溴碳丙烯酸树脂

[0024]序号 物料名称 实施例2/kg 实施例3/kg
1 丙烯酸2，4，6-三溴苯酯 19.8 24.5
2 丙烯酸 3.0 2.6
3 丙烯酸丁酯 12.7 9.8
4 甲基丙烯酸甲酯 4.1 2.7
5 过氧化二苯甲酰 0.4 0.4
6 二甲苯 60.00 60.00

[0025] (2)溴碳丙烯酸隧道防火涂料

[0026]序号 物料名称 实施例2/kg 实施例3/kg
1 溴碳丙烯酸树脂 59.8 49.8
2 聚磷酸铵 6.5 8.2
3 三聚氰胺 4.4 5.4
4 季戊四醇 2.2 2.7
5 三氧化二锑 0.6 1.3
6 氯化石蜡 2.5 5.4
7 三氧化钼 1.2 1.6
8 硼酸锌 0.6 1.0
9 膨润土 0.3 0.4
10 钛白粉 1.6 3.9