摘  要：本發(fā)明公開了一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，涉及防火涂料技術(shù)領(lǐng)域，包括植物纖維1～5份；水泥20～60份；輕質(zhì)填料20~50份；耐火填料10～35份；助劑0.1～0.5份。其中植物纖維為種子纖維、韌皮纖維、葉纖維、果實(shí)纖維中的一種或多種；所述種子纖維為棉或木棉種子表皮的單細(xì)胞纖維；所述韌皮纖維是從亞麻、苧麻、黃麻、竹子表皮取得的單纖維或工藝?yán)w維；所述葉纖維是從劍麻、蕉麻的葉子或葉鞘上取得的工藝?yán)w維；所述果實(shí)纖維是從椰子表皮取得的纖維。本發(fā)明提供的涂料涂覆在鋼材的外面，發(fā)生火災(zāi)時，防火涂料中的植物纖維先炭化，隨著溫度的升高，炭化纖維變成二氧化碳?xì)怏w，在防火涂層內(nèi)留下較多孔隙，該空洞可以提高隔熱效果，提高防火涂料的隔熱效果。

 

技術(shù)要點(diǎn)

1.一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，包括如下重量組分的物質(zhì)：植物纖維1～5份；

水泥20～60份；

輕質(zhì)填料20～50份；

耐火填料10～35份；

助劑0.1～0.5份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述植物纖維為種子纖維、韌皮纖維、葉纖維、果實(shí)纖維中的一種或多種；所述種子纖維為棉或木棉種子表皮的單細(xì)胞纖維；所述韌皮纖維是從亞麻、苧麻、黃麻、竹子表皮取得的單纖維或工藝?yán)w維；所述葉纖維是從劍麻、蕉麻的葉子或葉鞘上取得的工藝?yán)w維；所述果實(shí)纖維是從椰子表皮取得的纖維。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述輕質(zhì)填料包括如下重量組分的物質(zhì)：膨脹珍珠巖6～13份、硅藻土5～11份、火山灰5～14份、玻璃珠4～12份。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述耐火填料包括如下重量組分的物質(zhì)：云母2～8份、碳化硅3～7份、白云石1～6份、高嶺土2~6份、氧化鋁2～8份。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其特征在于，所述助劑包括如下重量組分的物質(zhì)：羧甲基纖維素0.04～0.2份、膠粉0.03～0.1份、表面活性劑K120.02～0.1份、OPA鄰苯二甲醛0.01～0.1份。

6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將植物纖維粉碎，過篩或氣流吹出，得植物纖維；

S2：將膨脹珍珠巖、硅藻土、火山灰、玻璃珠按重量配比混合均勻，得輕質(zhì)填料；

S3：將云母、碳化硅、白云石、高嶺土、氧化鋁按重量配比混合均勻，得耐火填料；

S4：將羧甲基纖維素、膠粉、表面活性劑K12、OPA鄰苯二甲醛按配比混合均勻得助劑；

S5：將纖維顆粒、輕質(zhì)填料、耐火填料投入攪拌釜中，得到混合料；

S6：向上述混合料中加入水泥并繼續(xù)攪拌，攪拌過程中加入助劑，待混合均勻即得非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟S6中水泥分三批次加入，加入過程中持續(xù)攪拌。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟S6中助劑可采用噴霧的方式噴入，噴入的過程中攪拌釜持續(xù)攪拌。

 

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防火涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

 

背景技術(shù)

防火涂料是通過將涂料涂覆于被保護(hù)基材的表面，以提高材料的耐火能力，減緩火焰蔓延傳播速度，或在一定時間內(nèi)能阻止燃燒。鋼材在建筑行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，是主要的建筑結(jié)構(gòu)之一，使用鋼材建造房屋有很多的優(yōu)點(diǎn)，如強(qiáng)度高、自重輕、建筑結(jié)構(gòu)多樣等。鋼結(jié)構(gòu)雖然硬度很大，且不能燃燒，但當(dāng)其自身溫度達(dá)到538℃時，其機(jī)械性能如抗壓強(qiáng)度、彈性模量、屈服點(diǎn)等會大大降低，不能再承載重物，所以鋼結(jié)構(gòu)的建筑物發(fā)生火災(zāi)時，鋼材升溫到一定溫度便會產(chǎn)生變形坍塌，嚴(yán)重的會危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

所以就需要在鋼結(jié)構(gòu)的外面涂布防火涂料以達(dá)到對鋼結(jié)構(gòu)防火的目的，目前常用的防火涂料又膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料，膨脹型防火涂料由有機(jī)樹脂、發(fā)泡劑等制備而成，遇到火時，會膨脹產(chǎn)生多空炭質(zhì)層進(jìn)行隔熱防火；非膨脹型防火涂料由難燃或不燃的無機(jī)絕緣材料制作而成，遇到火時不膨脹，通過涂料本身來進(jìn)行隔熱防火。膨脹型防火涂料的耐火時間為1～2h，非膨脹型防火涂料的耐火時間為2～3h。鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)時，要盡可能多的為消防滅火和安全疏散爭取寶貴的時間，以減少損失，所以對與鋼結(jié)構(gòu)的防火，必須選用耐火時間較長的非膨脹型耐火材料。

 

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于利用高溫時植物纖維被燒蝕時留下的孔隙，提高防火涂料隔熱效果的特性，制備一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，包括如下重量組分的物質(zhì)：

植物纖維1～5份

水泥20～60份

輕質(zhì)填料20～50份

耐火填料10～35份

助劑0.1～0.5份

進(jìn)一步地，所述植物纖維為種子纖維、韌皮纖維、葉纖維、果實(shí)纖維中的一種或多種；所述種子纖維為棉或木棉種子表皮的單細(xì)胞纖維；所述韌皮纖維是從亞麻、苧麻、黃麻、竹子表皮取得的單纖維或工藝?yán)w維；所述葉纖維是從劍麻、蕉麻的葉子或葉鞘上取得的工藝?yán)w維；所述果實(shí)纖維是從椰子表皮取得的纖維。

進(jìn)一步地，所述輕質(zhì)填料包括如下重量組分的物質(zhì)：膨脹珍珠巖6～13份、硅藻土5~11份、火山灰5～14份、玻璃珠4～12份。

進(jìn)一步地，所述耐火填料包括如下重量組分的物質(zhì)：云母2～8份、碳化硅3～7份、白云石1～6份、高嶺土2～6份、氧化鋁2～8份。

進(jìn)一步地，所述助劑包括如下重量組分的物質(zhì)：羧甲基纖維素0.04～0.2份、膠粉0.03～0.1份、表面活性劑K120.02～0.1份、OPA鄰苯二甲醛0.01～0.1份。

如上所述含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的制備方法，包括如下步驟：

S1：將植物纖維粉碎，過篩或氣流吹出，得纖維顆粒；

S2：將膨脹珍珠巖、硅藻土、火山灰、玻璃珠按重量配比混合均勻，得輕質(zhì)填料；

S3：將云母、碳化硅、白云石、高嶺土、氧化鋁按重量配比混合均勻，得耐火填料；

S4：將羧甲基纖維素、膠粉、表面活性劑K12、OPA鄰苯二甲醛按配比混合均勻得助劑；

S5：將纖維顆粒、輕質(zhì)填料、耐火填料投入攪拌釜中，得到混合料；

S6：向上述混合料中加入水泥并繼續(xù)攪拌，攪拌過程中加入助劑，待混合均勻即得非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

進(jìn)一步地，所述步驟S6中水泥分三批次加入，加入過程中持續(xù)攪拌。

進(jìn)一步地，所述步驟S6中助劑可采用噴霧的方式噴入，噴入的過程中攪拌釜持續(xù)攪拌。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明提供的防火涂料中包含植物纖維，可降低涂料成本，且達(dá)到廢物利用的目的。

(2)本發(fā)明提供的涂料涂覆在鋼材的外面，發(fā)生火災(zāi)時，隨著溫度的升高，防火涂料中的植物纖維先炭化，隨著溫度的升高，炭化纖維變成二氧化碳?xì)怏w，使得鋼材表面的防火涂料層形成很多空洞，該空洞可以提高隔熱效果，并有效降低導(dǎo)熱系數(shù)。

(3)本發(fā)明提供的涂料制備過程簡單，植物纖維在涂料中可以起到骨架作用，增加其他組分的附著位點(diǎn)，增強(qiáng)涂料本身的強(qiáng)度。

 

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的方式包括但不僅限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，包括植物纖維2份；水泥20份；輕質(zhì)填料20份；耐火填料10份；助劑0.1份。其中植物纖維為種子纖維、韌皮纖維、葉纖維、果實(shí)纖維中的一種或多種；所述種子纖維為棉或木棉種子表皮的單細(xì)胞纖維；所述韌皮纖維是從亞麻、苧麻、黃麻、竹子表皮取得的單纖維或工藝?yán)w維；所述葉纖維是從劍麻、蕉麻的葉子或葉鞘上取得的工藝?yán)w維；所述果實(shí)纖維是從椰子表皮取得的纖維。

輕質(zhì)填料包括如下重量組分的物質(zhì)：膨脹珍珠巖6份、硅藻土5份、火山灰5份、玻璃珠4份；耐火填料包括如下重量組分的物質(zhì)：云母2份、碳化硅3份、白云石1份、高嶺土2份、氧化鋁2份；助劑包括如下重量組分的物質(zhì)：羧甲基纖維素0.04份、膠粉0.03份、表面活性劑K120.02、OPA鄰苯二甲醛0.01份。

采用上述組分制備防火涂料的方法包括以下步驟：

S1：將植物纖維粉碎，過篩或氣流吹出，得細(xì)小的纖維顆粒；

S2：將膨脹珍珠巖、硅藻土、火山灰、玻璃珠按重量配比混合均勻，得輕質(zhì)填料；

S3：將云母、碳化硅、白云石、高嶺土、氧化鋁按重量配比混合均勻，得耐火填料；

S4：將羧甲基纖維素、膠粉、表面活性劑K12、OPA鄰苯二甲醛按配比混合均勻得助劑；

S5：將纖維顆粒、輕質(zhì)填料、耐火填料投入攪拌釜中，攪拌均勻得到混合料；

S6：向上述混合料中分三批次加入水泥并繼續(xù)攪拌，加入過程中持續(xù)攪拌，攪拌過程中采用噴霧的方式噴入助劑，噴入的過程中攪拌釜也要持續(xù)攪拌，待混合均勻即得非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

實(shí)施例2

基于實(shí)施例1，各組分的配比還可以是植物纖維3份；水泥40份；輕質(zhì)填料33份；耐火填料22份；助劑0.3份。

輕質(zhì)填料包括如下重量組分的物質(zhì)：膨脹珍珠巖8份、硅藻土7份、火山灰10份、玻璃珠8份；耐火填料包括如下重量組分的物質(zhì)：云母4份、碳化硅5份、白云石4份、高嶺土4份、氧化鋁5份；助劑包括如下重量組分的物質(zhì)：羧甲基纖維素0.1份、膠粉0.06份、表面活性劑K120.08份、OPA鄰苯二甲醛0.06份。

實(shí)施例3

基于實(shí)施例1，各組分的配比還可以是植物纖維5份；水泥60份；輕質(zhì)填料50份；耐火填料35份；助劑0.5份。其中植物纖維為種子纖維、韌皮纖維、葉纖維、果實(shí)纖維中的一種或多種；所述種子纖維為棉或木棉種子表皮的單細(xì)胞纖維；所述韌皮纖維是從亞麻、苧麻、黃麻、竹子表皮取得的單纖維或工藝?yán)w維；所述葉纖維是從劍麻、蕉麻的葉子或葉鞘上取得的工藝?yán)w維；所述果實(shí)纖維是從椰子表皮取得的纖維。

輕質(zhì)填料包括如下重量組分的物質(zhì)：膨脹珍珠巖13份、硅藻土11份、火山灰14份、氧化鋁8份份、玻璃珠12份；耐火填料包括如下重量組分的物質(zhì)：云母8份、碳化硅7份、白云石6份、高嶺土6；助劑包括如下重量組分的物質(zhì)：羧甲基纖維素0.2份、膠粉0.1份、表面活性劑K120.1份、OPA鄰苯二甲醛0.1份。

將上述實(shí)施例1～3制備的含植物纖維的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為GB14907-2018，試驗(yàn)結(jié)果如下表：

本發(fā)明提供的涂料涂覆在鋼材的外面，發(fā)生火災(zāi)時，隨著溫度的升高，防火涂料中的植物纖維先碳化，使得鋼材表面的防火涂料層形成很多空洞，該空洞可以提高隔熱效果，并有效降低導(dǎo)熱系數(shù)，從上表可知，本發(fā)明制備的防火涂料耐火極限達(dá)3h，且具有較低的隔熱效率。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一，不應(yīng)當(dāng)用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，但凡在本發(fā)明的主體設(shè)計(jì)思想和精神上作出的毫無實(shí)質(zhì)意義的改動或潤色，其所解決的技術(shù)問題仍然與本發(fā)明一致的，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

 

摘自國家發(fā)明專利，發(fā)明人：何世家，張?zhí)礻?/font>，唐勝利，張秉浩，顏明強(qiáng)，劉軍軍，戚天游，申請?zhí)枺?/font>202310605639.1，申請日：2023.05.26