一种建筑用耐碱耐火涂料及其制备方法与应用

本发明属于复合材料涂层，具体涉及一种建筑用耐碱耐火涂料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在使用强碱作为生产原料或生产强碱的工业厂房及化学品存储仓库环境中，由于强碱会与许多建筑材料，尤其是水泥发生化学反应，当建筑材料长期暴露于强碱环境中或者发生化学原料泄露和火灾等事故时，存在侵蚀建筑材料的现象，所以相关从业环境（例如工业厂房和化学品存储仓库）需要耐碱性防腐涂料保护建筑墙体和水泥墙面，防止被特殊工业环境侵蚀从而影响建筑安全。

2、防腐涂料是涂覆于材料表面形成牢固附着的连续涂层，使材料与周围介质（如湿气、水、化工大气、电解液、有机溶剂、酸、碱等）隔绝开来，使之免除、缓解与周围介质的化学和电化学作用。现有的耐碱涂料主要存在以下问题：

3、（1）现有耐碱涂料基体均以有机物作为主体材料，在长期使用过程中，面临严重的老化问题，防护效果逐步降低，使涂层鼓泡、破裂、甚至脱落，致使涂层失去防护功能，从而导致材料失效，实际使用寿命会大打折扣；

4、（2）由于有机物本身结构主要为碳氧键和碳氢键，在遭遇火灾等事故时，以有机物作为主体材料的耐碱涂料会发生燃烧而助长火势，在防火方面存在很大的安全隐患；

5、（3）现有耐碱涂料中常添加重金属红丹、锌铬黄等不环保原料，目前在环保方面面临较大的挑战，防腐涂料的水性化、高固体分化、无溶剂化是绿色环境友好型防腐涂料的发展趋势。

6、因此，市场急需以无机固相为主材的新型耐碱耐火涂料。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种建筑用耐碱耐火涂料，本发明的第二目的在于提供所述建筑用耐碱耐火涂料的制备方法与应用。

2、本发明的第一目的是这样实现的，一种建筑用耐碱耐火涂料，由以下重量份的原料组成：三聚磷酸铝20~60份，水玻璃20~40份，二氧化硅10~20份，氧化铝5~10份，高岭土1~5份，氧化锆1~5份，无水硫酸钙1~5份，改性剂5~40份，粘合剂2~8份，固化剂1~2份，消泡剂1~2份。

3、本发明的第二目的是这样实现的，所述建筑用耐碱耐火涂料的制备方法，按以下步骤实现：

4、1）将三聚磷酸铝与改性剂在球磨机中共混10~120min得到改性三聚磷酸铝；以酒精和水为湿磨液体球磨60-720min，球磨速率100-800r/min，取出后烘干36-48h；

5、2）将二氧化硅、氧化铝、高岭土、氧化锆、无水硫酸钙、粘合剂、固化剂、消泡剂与步骤1中所述改性三聚磷酸铝粉末放入烧杯中，并加入水玻璃溶液，置于磁力搅拌机上进行搅拌，并调节粘稠度得到目标涂料。

6、所述建筑用耐碱耐火涂料的应用为在制备建筑物表面涂层中的应用，具体涂敷方法为将建筑材料表面打磨和清洁后，通过喷涂或涂刷将所述建筑用耐碱耐火涂料均匀涂敷在建筑材料表面，涂敷厚度为0.5~ 10mm。

7、本发明的有益效果为：

8、1、本发明建筑用耐碱耐火涂料使用三聚磷酸铝作为主要原料之一，三聚磷酸铝为无机固相，本身不会燃烧，且在高温下能发生一定程度的陶瓷化，提供更好的耐火耐高温性能；其与树脂类材料具有良好的成膜性，可形成致密的保护膜，耐碱性能好；其密度远小于现有耐碱涂料中常添加的重金属红丹、锌铬黄等防锈颜料，生产用料少。本发明按照实际应用情况，将多种无机材料按照一定比例配比，并添加极少量树脂类材料，具有优异耐碱耐火性能，且制备工艺简单。同时，所用原料具有来源广泛、密度小、用量少和绿色环保等特点，适于工业化生产。

9、2、本发明制备的建筑用耐碱耐火涂层具有优异耐碱性能的同时，具备良好的力学性能和耐火抗燃烧性能：在15%浓度的氢氧化钠溶液中浸泡7-15天重量基本无损失，在碱性环境下可以达到长效防护；1cm厚涂层材料在瓦斯气瓶（火焰温度600~1300°c）燃烧十分钟不会被点燃。

10、3、本发明建筑用耐碱耐火涂料除了性能可靠，应用场景广泛以外，其使用工艺简单，涂敷于建筑材料（建筑墙体和水泥墙面）表面后在室温下自然固化24~48h就能达到使用要求。

技术特征：

1.一种建筑用耐碱耐火涂料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：三聚磷酸铝20~60份，水玻璃20~40份，二氧化硅10-20份，氧化铝5~10份，高岭土1~5份，氧化锆1~5份，无水硫酸钙1~5份，改性剂5~40份，粘合剂2~8份，固化剂1~2份，消泡剂1~2份；

2.根据权利要求1所述建筑用耐碱耐火涂料，其特征在于，所述水玻璃的模数为2.6~3.7，所述二氧化硅、氧化铝、高岭土、氧化锆、无水硫酸钙的粒径为250目~500目。

3.根据权利要求1所述建筑用耐碱耐火涂料，其特征在于，所述粘合剂为环氧树脂、酚醛树脂或0.1~20%的聚乙烯醇。

4.根据权利要求1所述建筑用耐碱耐火涂料，其特征在于，所述固化剂为邻苯二甲酸酐、4，4-二氨基二苯甲烷或0.1~5%的乙二胺。

5.根据权利要求1所述建筑用耐碱耐火涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷和/或0.05~1%的聚醚型消泡剂。

6.权利要求1所述建筑用耐碱耐火涂料的制备方法，其特征在于，按以下步骤实现：

7.根据权利要求6所述建筑用耐碱耐火涂料的制备方法，其特征在于，步骤2中，磁力拌时间为20~400min，搅拌速度为100~700r/min。

8.权利要求1所述建筑用耐碱耐火涂料在制备建筑物表面涂层中的应用，其特征在于，涂敷方法为将建筑材料表面打磨和清洁后，通过喷涂或涂刷将所述建筑用耐碱耐火涂料均匀涂敷在建筑材料表面，涂敷厚度为0.5~ 10mm。

9.根据权利要求8所述应用，其特征在于，喷涂主要是根将喷壶与空气压缩机相连，依靠强大的气压将所述建筑用耐碱耐火涂料喷涂到钢基体上，喷壶的喷涂速率为0.3~6l/min，与金属的喷涂距离为10cm~80cm。

技术总结本发明公开了一种建筑用耐碱耐火涂料及其制备方法与应用。该材料由以下重量份的原料组成：三聚磷酸铝20~60份，水玻璃20~40份，二氧化硅10‑20份，氧化铝5~10份，高岭土1~5份，氧化锆1~5份，无水硫酸钙1~5份，改性剂5~40份，粘合剂2~8份，固化剂1~2份，消泡剂1~2份。其制备方法是将三聚磷酸铝与改性剂在球磨机中共混10~120min得到改性三聚磷酸铝；以酒精和水为湿磨液体球磨60‑720min，球磨速率100‑800r/min，取出后烘干36‑48h；再将其他原料与述改性三聚磷酸铝粉末放入烧杯中，并加入水玻璃溶液，置于磁力搅拌机上进行搅拌得到目标耐碱耐火涂料。本发明建筑用耐碱耐火涂料具有优异耐碱性能的同时，具备良好的力学性能和耐火抗燃烧性能，且制备工艺简单，适于工业化生产。技术研发人员：潘洪江,殷鹏辉,冯晶,宋建博受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16