一种适用于800℃-1200℃耐火涂料、其制法及应用的制作方法

本发明涉及防火材料，具体涉及一种适用于800℃-1200℃耐火涂料、其制法及应用。

背景技术：

1、近几年高层/超高层建筑火灾事故频发，而且高层/建筑火灾竖向蔓延速度快、可燃物多、外部救援难度大、烟雾和有毒气体风险大，主要救援手段匮乏等。高层/超高层建筑还主要依托自救。因此提高建筑的防火保护等级和防护效果，提到了首要考虑要求。根据高层/超高层建筑的防火保护特点，面向防火保护材料耐火极限高、耐候性好、柔韧性好、强度高、易施工、面密度低等需求，亟需研发符合高层/超高层建筑特征的防火材料。现有防火材料存在单位面积重量大，综合性价比不高的问题，难以完全适应高层/超高层建筑特点。因此，亟需通过优化保护材料结构，以适应不同温度区段、不同防火材料的复层防火保护技术，以提高防火保护产品的综合性价比，使其适应高层/超高层防火保护特点，以便对高层/超高层建筑提供长久的防火保护。

2、在现有高层防火产品中，防火板和防火涂料技术最为成熟，都能达到高层/超高层对墙或承重结构3.00h-4.00h的耐火极限要求。根据国家标准分类，我国钢结构防火涂料主要分为膨胀型钢结构防火涂料和非膨胀型钢结构防火涂料。目前国内高层、超高层钢结构(或耐火极限超过2.50h)的建筑防火设计中，推荐使用非膨胀型钢结构防火涂料，主要用作承重构件的防火。非膨胀型钢结构防火涂料又分为适用于500℃—800℃、800℃—1200℃不同温度区间的非膨胀型防火涂料，适用于800℃—1200℃的非膨胀型防火涂料常用于防火保护系统最外层，用于直接抵挡高温灼烧。现有非膨胀型防火涂料难以适应800℃—1200℃条件，其抗烧蚀能力、抗开裂性能和防火强度低，易造成防火保护系统最外层开裂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种适用于800℃-1200℃耐火涂料及其制法，解决适用于800℃-1200℃的非膨胀型防火涂料的抗烧蚀能力、抗开裂性能和防火强度低的技术问题。

2、本发明的另一个目的在于，提供采用该耐火涂料在制备适用于800℃-1200℃隔火层中的应用。

3、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

4、本发明公开的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料，由包括如下重量份的原料制成：黑色硅酸盐粘结剂30-40份、含锆硅酸铝纤维30-50份、二氧化硅纤维50-60份、陶土空心珠12-20份、凹凸棒1-5份、钛白粉3-8份、乳胶粉10-20份、聚乙烯醇0.1-1份和水30-50份。

5、本发明的部分实施例中，一种适用于800℃-1200℃耐火涂料，由包括如下重量份的原料制成：黑色硅酸盐粘结剂30-35份、含锆硅酸铝纤维35-42份、二氧化硅纤维52-58份、陶土空心珠15-18份、凹凸棒1-3份、钛白粉3-6份、乳胶粉10-18份、聚乙烯醇0.1-0.8份和水35-42份。

6、本发明的部分实施例中，一种适用于800℃-1200℃耐火涂料，由包括如下重量份的原料制成：黑色硅酸盐粘结剂32份、含锆硅酸铝纤维40份、二氧化硅纤维55份、陶土空心珠15份、凹凸棒2份、钛白粉5份、乳胶粉15份、聚乙烯醇0.5份和水40份。

7、本发明公开的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料的制法，包括：按比例准备各原料，混合均匀，即得。

8、本发明公开的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料在制备适用于800℃-1200℃耐火层中的应用。

9、本发明公开的一种适用于800℃-1200℃耐火层，由上述的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料平铺于铝箔布上，待耐火涂料干燥后取出铝箔布，即得。

10、本发明的部分实施方案中，耐火涂料和铝箔布的总厚度为2～3mm。

11、申请人发现，耐火涂料应首选耐火度高的耐火纤维，如硅酸铝棉，陶土空心珠和二氧化硅纤维。所用的粘结剂首选有机粘结剂和黑色硅酸盐粘结剂，以保证粘结时的柔韧性，再将其混合成糊状或毡状。

12、选用上述三种耐火纤维原因如下：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、含锆硅酸铝纤维的耐火度比较高，是一种常用的的耐火纤维。从含锆硅酸铝纤维的温度像素图(图1)得到，当温度超过800℃，含锆硅酸铝纤维体积变化较小，可用作温度超过800℃的耐火层，但其价格较高，而且性脆，纤维在生产和施工过程中容易断裂，降低了耐火涂层的柔韧性。

14、二氧化硅纤维，硅酸铝纤维韧性较好，强度高，在弯曲或折叠过程中，做成毡状的二氧化硅纤维丝不容易断裂。从二氧化铝纤维的温度像素图(图2)中得到，当温度高于800℃，二氧化铝纤维体积也会收缩，因此，仅用二氧化硅纤维做耐火层时，温度超过800℃，耐火层同样面临开裂或脱落的风险。

15、陶土空心珠是由煤矸石经高温纺丝工艺而成的空心球，有一定的强度。从陶土空心珠的温度像素图(图3)中得到，当温度低于900℃，陶土空心珠体积比较稳定；当温度位于900℃-1050℃时，陶土空心珠像素增加约15％；当温度超过1050℃时，陶土空心珠体积略有收缩，但其收缩的最终体积还是比400℃时体积增加10％左右。因此，仅用陶土空心珠做耐火层时，温度超过900℃，耐火层面临因体积增加而开裂或脱落的风险。

16、为验证上述方案的可行性，申请人进行下述试验：

17、将上述三种耐火纤维按1：2：3的质量比混合，并且制成试块，通过影像式烧结点试验仪拍摄高温条件下的图像，计算图像的像素，以温度为横坐标，以像素为纵坐标，绘制温度像素图，如图4所示。由图4可以看出，400℃-1200℃时，混合物体积相对稳定，说明将上述三种耐火纤维混合在一起，能够提高耐火涂料的稳定性，证明了混合耐火材料的可行性。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明耐火涂料能用于直接抵挡高温灼烧，采用三种耐火纤维混合，具有良好的抗烧蚀能力、抗开裂性能和防火强度，可解决防火保护系统最外层开裂的问题。

1.一种适用于800℃-1200℃耐火涂料，其特征在于，由包括如下重量份的原料制成：黑色硅酸盐粘结剂30-40份、含锆硅酸铝纤维30-50份、二氧化硅纤维50-60份、陶土空心珠12-20份、凹凸棒1-5份、钛白粉3-8份、乳胶粉10-20份、聚乙烯醇0.1-1份和水30-50份。

2.根据权利要求1所述的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料，其特征在于，由包括如下重量份的原料制成：黑色硅酸盐粘结剂30-35份、含锆硅酸铝纤维35-42份、二氧化硅纤维52-58份、陶土空心珠15-18份、凹凸棒1-3份、钛白粉3-6份、乳胶粉10-18份、聚乙烯醇0.1-0.8份和水35-42份。

3.根据权利要求1所述的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料，其特征在于，由包括如下重量份的原料制成：黑色硅酸盐粘结剂32份、含锆硅酸铝纤维40份、二氧化硅纤维55份、陶土空心珠15份、凹凸棒2份、钛白粉5份、乳胶粉15份、聚乙烯醇0.5份和水40份。

4.根据权利要求1-3任一一项所述的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料的制法，其特征在于，包括：按比例准备各原料，混合均匀，即得。

5.根据权利要求1所述的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料在制备适用于800℃-1200℃耐火层中的应用。

6.一种适用于800℃-1200℃耐火层，其特征在于，由权利要求1-3任一一项所述的一种适用于800℃-1200℃耐火涂料平铺于铝箔布上，待耐火涂料干燥后取出铝箔布，即得。

7.根据权利要求6所述的一种适用于800℃-1200℃耐火层，其特征在于，耐火涂料和铝箔布的总厚度为2～3mm。