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一种镁质水泥基钢结构防火涂料及其制备方法

花匠小妙招
2025-02-25 13:43

摘要：一种镁质水泥基钢结构防火涂料及其制备方法，属于防火涂料技术领域。针对现有钢结构防火涂料涂层厚重量大、与基体粘结性能差、干燥时间长和耐久性不足等问题，提出了利用镁质水泥基体、功能性填料、阻燃剂、无机发泡剂及助剂材料，在不添加聚合物乳胶粘结剂以及不生成有害气体条件下，制备出一种轻质、耐火极限较长的镁质水泥基钢结构防火涂料，即干密度不高于600Kg/m3且耐火极限可达3.6h，完全满足《钢结构防火涂料》规范要求，解决了防火性能与环保要求的平衡、耐久性与施工便捷性的平衡、不同基材的适应性和防火涂料的老化问题。

主分类号：

C09D1/08(2006.01)(基于无机物质的涂料组合物，例如色漆、清漆或天然漆)

权利要求：

1.一种镁质水泥基钢结构防火涂料，其特征在于，所述镁质水泥基钢结构防火涂料的组成是：基体：粘结剂为水镁石粉末、磷酸二氢钾、缓凝剂；水镁石中MgO/磷酸二氢钾(摩尔比)＝4/1-5/1；缓凝剂为硼砂及柠檬酸，两者掺量均为水镁石中MgO质量的5％；功能性填料：云母粉、滑石粉、膨润土、三聚磷酸铝、粉煤灰、偏高岭土、矿渣粉中的一种或多种，掺量是水镁石粉末和磷酸二氢钾总质量的20-30％；聚合物纤维、矿物纤维中的一种或多种，掺量是水镁石粉末和磷酸二氢钾总质量的1-2％；阻燃剂：膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯泡沫颗粒、玻化微珠、氢氧化铝粉末、硅酸钙粉末中的一种或多种，掺量是基体质量的5-10％；无机发泡剂：碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸钙镁、硫酸铝钾、亚硝酸铵其中的一种或多种，掺量是基体质量的1-3％；助剂：包括羟丙基甲基纤维素和纳米氧化硅；其中，羟丙基甲基纤维素掺量为基体质量的1-2％；纳米氧化硅掺量为基体质量的0.5-1.5％。 2.根据权利要求1所述的镁质水泥基钢结构防火涂料，其特征在于，所述水镁石粉末粒径为30-150μm，MgO含量＞50％，MgCO3含量＞5％；磷酸二氢钾、硼砂及柠檬酸均为工业纯。 3.根据权利要求1所述的镁质水泥基钢结构防火涂料，其特征在于，所述功能性填料中，云母粉和滑石粉粒径为50-150μm；膨润土中蒙脱石含量≥85％；粉煤灰为球形超细粉煤灰，粒径为1-10μm，比表面积为700-1000m2/kg；偏高岭土粒径为1-10μm，活性指数大于100。 4.根据权利要求1所述的镁质水泥基钢结构防火涂料，其特征在于，所述聚合物纤维包括聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维，平均直径为5-10μm，长度为1-3mm；矿物纤维包括硅酸铝纤维、高硅氧纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维。 5.根据权利要求1所述的镁质水泥基钢结构防火涂料，其特征在于，所述阻燃剂中，膨胀珍珠岩粒径为1-3mm，导热系数为0.035-0.055W/(m·K)；膨胀蛭石粒径为1-3mm，导热系数为0.05-0.1W/(m·K)；聚苯乙烯泡沫颗粒粒径为1.5-3mm，壁厚为0.5mm，导热系数为0.033-0.043W/(m·K)；玻化微珠导热系数≤0.070W/(m·K)，吸水率＜50％，熔融温度为1200℃；氢氧化铝粉末和硅酸钙粉末粒径为50-180μm。 6.根据权利要求1所述的镁质水泥基钢结构防火涂料，其特征在于，所述发泡剂发泡量为270-350ml/g。 7.制备如权利要求1所述所述的一种镁质水泥基钢结构防火涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)首先清除钢结构表面锈迹、浮尘、杂质、油污，保持表面干净； (2)先将磷酸二氢钾、缓凝剂、阻燃剂、功能性填料与水混合搅拌均匀，然后加入水镁石粉末和助剂，最后再加入无机发泡剂，得到镁质水泥基钢结构防火涂料； (3)将步骤(2)制备完成的镁质水泥基钢结构防火涂料在30min内涂覆在钢结构基体表面，底层涂覆厚度为1-3mm，待底层膨胀干燥后每次主层涂覆控制在5mm以内，直到达到设计要求的涂层厚度； (4)将步骤(3)涂覆好的试件涂层面向上水平放置在试验台上干燥养护7d。 8.根据权利要求7所述镁质水泥基钢结构防火涂料的涂覆方式，其特征在于，涂覆方式为喷涂、刷涂、滚涂或抹涂。