【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于涂料，具體地，涉及一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料。
技術介紹
1、鋼結構作為高層建筑結構的一種形式，以其強度高、質量輕，并有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特點，在建筑業中得到廣泛應用，尤其在超高層及大跨度建筑等方面顯示出強大的生命力。
2、但潮濕、雨水等環境和有害微生物的存在會造成鋼結構涂料滋生細菌，進而影響使用，甚至降低使用壽命。
3、此外，鋼結構建筑的耐火性能較磚石結構和鋼筋混凝土結構差，鋼結構最致命的弱點是鋼的耐火性能非常差，鋼的內部晶體組織對溫度非常敏感，鋼材的機械強度隨溫度的升高而降低，在500℃左右，其強度下降到40%～50%，鋼材的力學性能，諸如屈服點、抗壓強度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降，很快失去支撐能力，導致建筑物垮塌。鋼雖然為不燃燒材料，但卻是熱的良導體，一旦遇到高溫火焰其支撐力便會在一定時間內遭到破壞。常用鋼結構構件的耐火極限只有15～30min。說明未覆蓋耐火保護層的鋼構件的耐火極限距離防火規范的要求距離很大，根本不能滿足火災情況下對建筑防火的要求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術的缺陷，提供了一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
3、一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，包括如下重量份原料：丙烯酸乳液35-45份、納米二氧化硅氣凝膠10-20份、助劑12-17份、無機填料45
4、納米二氧化硅氣凝膠是一種具有優異性能的材料，?其添加進涂料中能賦予涂料輕質、?隔熱、?絕緣等特性。
5、進一步地，所述助劑通過如下步驟制備：
6、s1、氮氣鼓吹干燥的三口燒瓶30min，以排除瓶內空氣，隨后向燒瓶中加入三（2-氯乙基）磷酸酯、無水碳酸鈉和去離子水，混合攪拌均勻，再緩慢加入葡甲胺，攪拌升溫至80℃，在80℃下反應3h，反應結束后冷卻至室溫，減壓蒸餾，柱層析提純（洗脫液采用苯和甲醇的混合溶劑，苯和甲醇的體積比為9:1），最后減壓蒸餾除去洗脫液，得到中間體1；三（2-氯乙基）磷酸酯、葡甲胺、無水碳酸鈉和去離子水用量比為14.4ml:28.4g:14.8g:180ml；
7、無水碳酸鈉作為縛酸劑，控制三（2-氯乙基）磷酸酯和葡甲胺的摩爾比為1:2.05-2.1，則三（2-氯乙基）磷酸酯的-cl和葡甲胺的-nh-發生親核取代反應，反應過程如下所示：
8、
9、s2、用氮氣置換干燥的三口燒瓶內的空氣，隨后加入三聚氰胺、dmso（二甲基亞砜），再緩慢加入3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，室溫下攪拌反應1h，減壓蒸餾，柱層析提純（洗脫液采用環己烷和乙酸乙酯的混合溶劑，環己烷和乙酸乙酯的體積比為1:1），最后減壓蒸餾除去洗脫液，整個過程均在氮氣保護下進行，得到中間體2；三聚氰胺、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和dmso的用量比為10.8g:15.1ml:100ml；
10、控制三聚氰胺和3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的摩爾比為1.05-1.1:1，三聚氰胺和3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷在室溫下發生加成反應，反應方程式如下所示：
11、
12、s3、氮氣鼓吹干燥的三口燒瓶30min，以排除瓶內空氣，再加入中間體2、三乙胺和dmf（n,n-二甲基甲酰胺），攪拌至完全溶解，隨后緩慢加入異噻唑啉酮，加入完畢后溫度控制在0℃，在0℃反應4h，反應結束后減壓蒸餾，柱層析提純（洗脫液選擇氯仿和乙醚的混合溶劑，氯仿和乙醚的體積比為8:2），減壓蒸餾，得到中間體3；中間體2、異噻唑啉酮、三乙胺和dmso的用量比為25.1g:8.4ml:11.7ml:130ml；
13、三乙胺作為縛酸劑，控制中間體2和異噻唑啉酮的摩爾比為1.05-1.1:1，中間體2的-nh2和異噻唑啉酮的-cl發生親核取代反應，反應過程如下所示：
14、
15、s4、氮氣鼓吹干燥的三口燒瓶30min，以排除瓶內空氣，再加入中間體1、吡啶和dmf，攪拌至完全溶解，隨后緩慢加入中間體3，加入完畢后，室溫下反應8h，反應結束后減壓蒸餾，柱層析提純（洗脫液選擇苯和乙酸乙酯的混合溶劑，苯和乙酸乙酯的體積比為8:2），減壓蒸餾，得到助劑；中間體1、中間體3、吡啶和dmf的用量比為26g:17.8g:4.2ml:200ml。
16、吡啶作為縛酸劑，控制中間體1和中間體3的摩爾比為1.05-1.1:1，中間體1的-cl和中間體3的-nh2發生親核取代反應，反應過程如下所示：
17、
18、助劑中含有無鹵阻燃元素氮、磷、硅，三者協同作用使得涂料具備高效安全的防火效果。助劑中的磷元素提供酸源，促進炭化物的形成；氮元素提供氣源，可以使得體系膨脹發泡，對炭化層的形成也有促進作用，形成多孔泡沫炭；硅元素在燃燒時生成含有-si-o鍵和-si-c-鍵的無機隔熱絕緣保護層，既阻止了燃燒生成的分解成物外逸，又抑制了涂料的熱分解，達到了高阻燃化、低發煙量、低有害性的目的。
19、助劑中含異噻唑啉酮結構，異噻唑啉酮結構能斷開細菌和藻類蛋白質的鍵，從而殺滅細菌和藻類，異噻唑啉酮結構與微生物接觸后，能迅速地不可逆地抑制其生長，從而導致微生物細胞的死亡，同時異噻唑啉酮結構殺菌效率高、降解性好，配伍性好、使用成本低。因此，將含有異噻唑啉酮結構的助劑添加進涂料中能提高涂料抗菌性，延長其使用壽命。
20、助劑一端含有硅烷氧基，其能水解、縮合，與納米二氧化硅氣凝膠以及無機填料表面豐富的羥基形成共價鍵，構成交聯，進而使得納米二氧化硅氣凝膠和無機填料能高度分散于涂料中，充分發揮隔熱、抗老化、抗腐蝕、抗摩擦等作用；助劑另一端含有豐富的羥基，其能和丙烯酸乳液中的羧基形成氫鍵，從而助劑也能夠均勻分散并穩定存在于涂料中；因此，無機填料、納米二氧化硅氣凝膠與助劑間的相互作用、助劑與丙烯酸乳液間的相互作用在幾種原料間構成了雜化交聯的網絡結構，該網絡結構使得本專利技術涂料的防腐性、防火性、抗菌性、抗老化性和耐磨性等更高效持久。
21、進一步地，所述無機填料為鈦白粉、海泡石粉、可膨脹石墨和滑石粉按照質量比為2:1:1:1的比例復配而成。
22、鈦白粉能吸收或反射紫外線，?保護涂料不受紫外線的損害，?從而延長涂料的使用壽命，同時，鈦白粉還能夠提高涂料的抗菌性、遮蓋力、?著色力和?耐擦洗性；海泡石具有較好的抗腐蝕、抗輻射、隔熱絕緣、抗摩擦、防滲透等性能；可膨脹石墨在火災中形成的大量輕質不燃碳層，能有效阻隔熱量向基材的輻射，有效保護基材，同時石墨是良好的電導體，添加進涂料中可防止靜電荷的聚集，達到防火防靜電的雙重效果；滑石粉添加進涂料中能降低制造成本、?提高涂料的漆膜硬度、?增加涂料的細度、?提高產品形狀穩定性、?增加張力強度、?剪切強度、?壓力強度，?以及改善涂料的流變性和流平性，?提本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，包括如下重量份原料：丙烯酸乳液35-45份、納米二氧化硅氣凝膠10-20份、助劑12-17份、無機填料45-60份、潤濕劑0.2-0.8份、流平劑0.05-0.2份；
2.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，步驟S1的三（2-氯乙基）磷酸酯、葡甲胺、無水碳酸鈉和去離子水用量比為14.4mL:28.4g:14.8g:180mL。
3.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，步驟S2的三聚氰胺、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和DMSO的用量比為10.8g:15.1mL:100mL。
4.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，步驟S3的中間體2、異噻唑啉酮、三乙胺和DMSO的用量比為25.1g:8.4mL:11.7mL:130mL。
5.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，步驟S4的中間體1、中間體
6.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，所述無機填料為鈦白粉、海泡石粉、可膨脹石墨和滑石粉按照質量比為2:1:1:1的比例復配而成。
7.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，所述潤濕劑為磺基丁二酸鈉二辛酯、HY-1600潤濕劑、HY-1608潤濕劑、HY-1608A潤濕劑中的一種或幾種。
8.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，所述流平劑為BYK-333流平劑、BYK-306流平劑、BYK-248流平劑中的一種或幾種。
...【技術特征摘要】
1.一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，包括如下重量份原料：丙烯酸乳液35-45份、納米二氧化硅氣凝膠10-20份、助劑12-17份、無機填料45-60份、潤濕劑0.2-0.8份、流平劑0.05-0.2份；
2.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，步驟s1的三（2-氯乙基）磷酸酯、葡甲胺、無水碳酸鈉和去離子水用量比為14.4ml:28.4g:14.8g:180ml。
3.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，步驟s2的三聚氰胺、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和dmso的用量比為10.8g:15.1ml:100ml。
4.根據權利要求1所述的一種用于鋼結構的含有二氧化硅氣凝膠的防腐防火涂料，其特征在于，步驟s3的中間體2、異噻唑啉酮、三乙胺和dmso的用量比為25.1g:8...
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