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赤鱼追波

建筑日记

 
 
 

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水性防火涂料的分类及性能优劣  

2013-04-12 03:27:36|  分类: 工程施工 |  标签: |举报 |字号 订阅

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水性防火涂料的分类及性能优劣

防火涂料是用于可燃性基材表面,能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延,用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。按其使用领域,防火涂料可分为:饰面防火涂料、木材防火涂料、钢结构防火涂料、混凝土结构防火涂料、隧道防火涂料、电缆防火涂料等。

水性防火涂料是随着防火涂料应用领域的不断扩展,以及环保法规的日益完善,而出现的。水性涂料以绿色、健康、环保等环保机能已经成为行业发展的大势所趋,水性膨胀型防火涂料凭借其优异的环保、施工安全和防火性能,开始逐渐受到众多业主和设计师的青睐。目前,我国已有100多家水性防火涂料生产厂家,产量达到几万吨,品种多达几十种。

目前,我国的水性防火涂料主要以饰面防火涂料和厚浆型防火涂料为主。水性防火涂料从成膜性质上可分为:合成聚合物乳液型、水溶性树脂型、无机粘合剂型几大类。

合成聚合物乳液型:成膜物为苯丙乳液、纯丙乳液、醋酸乙烯乳液等,添加膨胀型阻燃剂及其他材料制成

水溶性树脂型:水溶性树脂中的脲醛-三聚氰胺树脂具有色浅、耐光好、不发霉、干燥快、成本低、附着力好、耐水、耐油、耐热、优良的电性能、本身可作为炭源和气源等诸多优点,因此,受到众多厂家的青睐,引起了科研人员的高度重视。在这方面我国取得了非常多的成果。

无机粘合剂型:这类涂料以硅酸盐水泥、氢氧化镁或其他无机高温粘合剂为基料,添加膨胀珍珠岩、矿棉等骨料及其他化学助剂和水等组成,以非膨胀型为主,其缺点是用量大,涂层厚,但由于可用于室外,因而,也取得了很好的应用效果。

在这几类水性防火涂料中,无机粘合剂型防火涂料对环境是友好的品种,但其在涂层理化性能上还存在一些技术上难以克服的不足。水溶性氨基树脂、脲醛树脂虽然具有非常好的综合防火效果,但是因其甲醛含量较高缺少足够好的环保性能,并不被市场所看好。

据了解,目前市场上应用较多的水性防火涂料多为合成聚合物乳液型。这种防火涂料在研究人员的努力下,其防火性能可达到国家一级饰面型防火涂料的标准且具有较高的装饰性。但其也具有像低温中贮存、应用困难,乳液本身含有不同程度的溶剂或成膜助剂,在耐水性及附着力等方面与溶剂型涂料相比明显不足等缺陷还有待技术的升级与改进。

水性超薄膨胀型钢结构防火涂料是近年来发展起来的一个新研究方向。其主要成分为亲水性乳液基料、膨胀体系和无机填料。既然是超薄涂料,其涂层厚度一般不超过3mm,受火后,其厚度可膨胀至原来厚度的几十倍,并且形成致密蜂窝状或者海绵状的炭质层,从而有效隔断火源、降低钢结构表面温度,延长钢结构的耐火时间。

防水涂料喷涂时应掌握的七大规律

1、喷枪运行过程中,喷嘴的中心线必须与被涂墙面保持垂直,喷枪应与被涂墙面平行移动,不得一现倾斜。喷枪的速度要保持协调一致。

2、喷枪的喷射距离应当适宜。根据你自己看准的的空气压力大小,喷射距离最好控制在400600mm之间。

3、喷涂所用的涂料稠度必须适中,既不要太稠,也不要过稀。在使用喷涂前,应对所用涂料稠度进行试喷,符合设计要求后再进行大面积喷涂。

4、对于含有粗填料或云母片状的涂料,喷涂空气压力应控制在o.4O.8MPa之间;对于其他种类的涂料,最好通过喷涂试验确定正式喷涂时的空气压力。

5、喷涂施工应当连续作业、一气呵成,争取喷完一个分格再停顿。

6、如果出现厚薄不均匀、色泽差异、显露接槎等质量缺陷,可待面层基本十燥后再薄薄地喷涂一层覆盖;如果出现比较严重的质量缺陷,应将不符合要求的部分清理干净,重新进行喷涂。

7、室内喷涂一般是先喷顶、后喷墙,两遍成活,间隔时间一般为2h;外墙喷涂一般也是两遍成活,较好的饰面可三遍成活。

水性聚合物复合防护涂料的研究与应用

黄月文 罗广建 李洁萍 刘伟区

(中科院广州化学有限公司)

摘要:有机-无机聚合物复合材料是当今研究和应用的前沿热门课题之一。以先进丙烯酸酯类单体、有机硅氟为材料,通过乳液聚合和化学纳米杂化技术制备出高性能的水性聚合物基体材料,进一步与无机材料复合制备出的水性聚合物-无机复合材料具有环保节能的特点和优良的应用性能,在建筑建材装饰防护和防水方面得到广阔的应用。

关键词:复合材料;防护涂料;涂膜;防水砂浆

1·前言

水性聚合物防护涂料指的是以水作为溶剂或分散介质的涂料,可分为水稀释涂料和乳胶涂料两大类。水性涂料在制造的过程仅使用很少的成膜助剂,涂装过程中释放的挥发性有机化合物(VOC)很少,复合当今发展力求环境友好、节约能源的要求,具有广阔的应用市场。本文以丙烯酸酯类材料、有机硅聚合物、含氟聚合物、纳米材料为主要材料通过先进的乳液聚合技术和化学杂化技术制备出高性能水性聚合物材料,通过复合改性研究其复合材料的性能及其在建筑装饰防水保护方面的应用。

2·实验

2.1原材料

自制KD乳液系列(KD-101KD-102KD-201KD-202)、水性有机硅NS-603NS-700,改性剂、消泡剂、防腐剂、填料、彩色颜料、纳米硅树脂为市售工业品。

2.2材料配制

2.2.1水性透明防护涂料(见图1

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通过乳液聚合、机械乳化和纳米杂化技术制备出KD乳液、NS-603NS-700

2.2.2彩色内外墙防护涂料(见图2

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2.2.3水泥基JS聚合物(或高分子)防护材料(见图3

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2.3实验方法

防护剂、防护涂料性能检测标准参照JC/T973-2005GB/T 9780-2005JC/T 902-2002,水泥基JS聚合物(或高分子)防护材料参照GB/T 23445-2009JC/T 894-2001JC/T 984-2011

3·结果讨论与应用

3.1水性透明防护涂料

光亮型防护涂料在基材表面形成一层较厚的平整膜,增强了光的反射作用,使基材表面更加光亮。乳液在固化成膜过程中逐渐形成防水涂膜,具有荷叶疏水效应,形成水珠,具有防水防污耐久保护作用,在室内能较长时间使用。一般地,光亮型聚合物防护涂料需要1天时间才能显示荷叶疏水效果,3天基本完全固化,无光型防护涂料具有优良的渗透性,本身不成膜,与基材反应形成透气性的保护层,1天内甚至3小时即可显示荷叶水珠效果(见表1)。

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与油性防护涂料相比,水性防护涂料的显著特点在可应用于潮湿未完全干燥的基材表面,特别是水泥制品中的文化石、砂浆、混凝土预制件等1天脱模后即可喷涂。水性NS防护涂料和油性FBS(或FS)、FK型防护涂料均在文化石和石材上得到多年的应用,获得了广大客户的认可,特别是油性FBS(或FS)型防护涂料经过近十年的出口使用效果表明其具有优异的耐候保护保色性能。

实践表明,在性能上,水性防护涂料的荷叶水珠效果和室外耐候性耐久性与油性FBS(或FS)型超疏水(水接触角大于150°)防护涂料相比与仍有一定差距。本文作者等人通过纳米硅树脂等化学杂化复合改性技术,可进一步提高水性防护涂料的疏水性,水接触角可达120°以上甚至高达150°,并已申报了相关专利技术。

3.2彩色内外墙防护涂料

随着土地资源的紧缺,瓷砖作为内外墙装饰材料越来越受到资源、环保和安全的限制。彩色内外墙防护涂料具有质轻、安全和易装饰等特点将会得到越来越广泛的应用,特别是水性聚合物复合涂料,不仅环保,而且随着新材料新技术的不断渗透和发展,势必占主导地位。无机涂料的特点是耐候性好、不易霉变,但易开裂、无弹性,特别是在震动较多的地方。有机聚合物-无机复合涂料兼具无机涂料的耐候性和机械强度及有机聚合物的柔韧性、成膜性,可制备综合性能优异的防护涂料。

通过调节聚合物的软硬单体种类和比例及引入功能单体和纳米材料,使用乳液聚合技术合成了功能性的柔性聚合物体系和刚性体系。本实验的柔性体系KD-101在无填料时强度很低,伸长率很高,高达1000%以上,没有实际价值。通过掺入无机填料后,复合材料的强度大大提高,随着填料量的增加,拉伸强度提高,伸长率相对缩小,当聚合物填料比达100:300时,拉伸强度为1.9MPa,断裂伸长率仍有150%(见表2)。

刚性体系的KD-202在无填料时强度已较高,达1.6MPa,断裂伸长率为35%。随着填料量的增加,强度提高,伸长率下降。

由表2还可看到,掺有纳米硅树脂(20%)的复合涂膜的憎水性显著增强,由原来无纳米硅树脂的亲水性(水接触角90°以下)的聚合物膜突变为显著憎水性(水接触角120°以上)的聚合物膜。这是由于有机硅的憎水性和纳米微米材料的粗糙度共同作用的结果。

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选择不同色彩的颜料,可方便地制备各种色调的彩色防护涂料。涂料的保色性与颜料的耐候性和聚合物基体树脂紧密相关。丙烯酸酯类聚合物、含硅材料、含氟材料是优选的耐候保色基体树脂材料。

3.3水泥基聚合物(或高分子)防水涂膜、防水涂料和防水砂浆

改变填料为水泥粉体材料,可制备出双组份的水泥基JS聚合物(或高分子)防水涂膜或聚合物水泥砂浆。表3列出了两种KD乳液不同掺量下的涂膜的性能。

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由表3可见,随着KD乳液用量的减少,涂膜的强度增加,伸长率降低,但仍符合标准GB/T 23445-2009的要求,分别由Ⅰ型过渡到Ⅱ型以至Ⅲ型。

与聚氨酯防水涂料911991相比,水泥基聚合物防水材料的最大益处是环保和潮湿基面可施工,此外还具有成本低廉的优点。Ⅰ型涂膜含有大量的有机聚合物,性能与聚氨酯防水涂料相媲美,可应用于非长期浸水的环境中持久地防水。随着水泥量的增加,逐渐过渡到Ⅱ型和Ⅲ型,甚至到聚合物水泥砂浆,仍具有很好的防水作用,可应用于长期泡水的环境中,五年的使用实践表明我们研制的水性聚合物复合材料能起到长久的防水保护作用。

与干粉类水泥基聚合物防水砂浆相比,水性聚合物水泥基防水材料可以方便地制备多种形式的防水涂膜、防水涂料和聚合物水泥防水砂浆。

4·结论

由此可见,本文研制的水性聚合物复合防护涂料不仅具有环保节能的优点,还具有优良的防水、防污和耐久保护性能,在建筑装饰防水方面具有广阔的应用前景。

【参考文献】

[1]赵永超.以聚合物乳液为成膜物的特性涂料的制备及其应用研究,吉林大学博士论文,2011

[2]黄月文,刘伟区,罗广建.一种用于水泥基材料减水的聚合物乳液及其制备方法,ZL200410051393.5

[3]刘伟区,黄月文,罗广建.一种水乳液型有机硅防污涂料及其制备方法与应用,201010142998.0

[4]黄月文,刘伟区,罗广建.一种含硅(甲基)丙烯酸酯单体及其共聚物和它们的制备方法,ZL200610124193.7

[5]黄月文,刘伟区,罗广建.一种水稀释型有机硅涂料及其制备方法,200910039293.3

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