本技術(shù)屬于化工鋼結(jié)構(gòu)防火領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于鋼結(jié)構(gòu)的具有耐腐蝕和防火性能的厚型涂層。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的迅速發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)憑借具有機(jī)械性能好、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、空間利用率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于如鋼結(jié)構(gòu)停車場、工業(yè)廠房、體育館、車站、機(jī)場、橋梁等現(xiàn)代建筑中；但是鋼結(jié)構(gòu)自身的耐腐蝕性、耐火性能很差，極易導(dǎo)熱，當(dāng)溫度達(dá)到450℃時(shí)其力學(xué)性能開始發(fā)生劣化，隨溫度的上升其劣化效果愈加嚴(yán)重，當(dāng)溫度達(dá)到580℃時(shí)其力學(xué)強(qiáng)度下降至不足室溫狀況的1/2，無法滿足對建筑物、構(gòu)筑物的支撐作用，因此，為防止火災(zāi)等發(fā)生后裸露的鋼材因鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低而導(dǎo)致建筑物坍塌，從而給人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大的損失，必須對鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行防火保護(hù)。

2、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料依據(jù)其作用原理分為膨脹型和非膨脹型兩大類，其中非膨脹型防火涂料在火災(zāi)中涂層不膨脹，依靠材料的不燃性、低導(dǎo)熱性或涂層中材料的吸熱阻燃性延緩鋼材的升溫，因此通常為厚型涂層保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)，但是涂層涂裝后耐久性不足，容易出現(xiàn)涂層各層之間及涂層與基材之間粘結(jié)力不足導(dǎo)致開裂起皮或?qū)娱g形成空鼓，隨時(shí)間的延長防火性能下降，甚至出現(xiàn)粉化剝離的現(xiàn)象；還存在涂層防腐性能力差，長期使用底層銹蝕后會給涂層帶來巨大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有防火厚型涂層存在的耐久性不足及防腐性能力差的問題，本技術(shù)提供一種用于鋼結(jié)構(gòu)的具有耐腐蝕和防火性能的厚型涂層。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種用于鋼結(jié)構(gòu)的具有耐腐蝕和防火性能的厚型涂層，采用如下技術(shù)方案：

3、一種用于鋼結(jié)構(gòu)的具有耐腐蝕和防火性能的厚型涂層，包括基于鋼基材表面依次設(shè)置的復(fù)合樹脂改性富鋅底漆、隔熱防腐涂層、輕質(zhì)防火涂層和飾面耐候?qū)?，以重量份?jì)，所述隔熱防腐涂層包括復(fù)合樹脂乳液80-120份、固化助劑52.5-76.7份、納米氧化鋁分散液30-40份、活性增強(qiáng)粉料66.5-133.5份、防沉劑0.3-0.6份、纖維素醚0.3-0.6份，其中，所述活性增強(qiáng)粉料包括礦渣粉、鋼渣粉、硅酸鈉、玄武巖鱗片和石英粉。

4、通過采用上述技術(shù)方案，通過鋼結(jié)構(gòu)厚型涂層多層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，分別由復(fù)合樹脂改性富鋅底漆、隔熱防腐涂層、輕質(zhì)防火涂層和飾面耐候?qū)咏M成，各層材料配比合理，層間結(jié)構(gòu)致密，能夠在長期使用中保持良好的耐腐蝕性，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)提供有效的阻燃隔離防火保護(hù)。

5、復(fù)合樹脂改性富鋅底漆通過犧牲鋅粉防銹，對鋼材具有陰極保護(hù)作用，通過復(fù)合樹脂改性可以增強(qiáng)耐化學(xué)溶劑性、防腐蝕性和粘接性、使得涂層材料具有耐候性好，附著力強(qiáng)的特點(diǎn)；隔熱防腐涂層通過復(fù)合樹脂乳液和玄武巖鱗片粘接強(qiáng)度高，并形成多層片狀結(jié)構(gòu)平行疊加的阻隔效應(yīng)、屏蔽性能好，可以將樹脂分割成若干小空間，有效改善樹脂內(nèi)部的應(yīng)力集中的現(xiàn)象，鱗片之間可形成錯層排列，可以使得腐蝕介質(zhì)滲入變得迂回曲折，從而延緩腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散和侵入金屬表面的路徑和時(shí)間，從而提高涂層的防腐性能，再通過加入納米氧化鋁分散液，一方面其具有優(yōu)異的耐溫和防火性能，可以顯著提升漆膜的致密性、防腐性能和阻燃性，另一方面納米氧化鋁分散液可以提高分散性和界面性能防止沉降，保證玄武巖鱗片與復(fù)合樹脂溶液的的界面相容性，在通過加入固化助劑、防沉劑和纖維素醚，進(jìn)一步提高隔熱防腐涂層材料見得分散性和耐高低溫穩(wěn)定性能，提高材料的耐腐蝕性能，可在溫差較大的惡性環(huán)境中使用。

6、優(yōu)選的，所述活性增強(qiáng)粉料還包括石英砂。

7、通過活性增強(qiáng)粉料中加入石英砂進(jìn)一步提高隔熱防腐涂層耐高溫與化學(xué)穩(wěn)定性，并且石英砂的粒徑小，可以進(jìn)一步增強(qiáng)活性增強(qiáng)粉料在隔熱防腐涂層的致密性，且本身具有耐腐蝕性。

8、所述復(fù)合樹脂乳液包括有機(jī)硅丙烯酸酯雜化環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅乳液。有機(jī)硅丙烯酸酯雜化環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅乳液的質(zhì)量比為(1.5-4):1。

9、有機(jī)硅丙烯酸酯耐候性好，耐水性好但是室溫固化速率慢，雜化易室溫固化的環(huán)氧樹脂，其醚鍵鄰位碳和叔碳上的h進(jìn)行自由基聚合，環(huán)氧未開環(huán)前直接接枝到丙烯酸樹脂中，防止開環(huán)后-oh的過多引起爆聚凝膠，具有一定的儲存穩(wěn)定性，固化成膜時(shí)，環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)能大大提高層間附著力，與各種材料有優(yōu)異的粘接性能，使得復(fù)合樹脂乳液具有耐化學(xué)溶劑性、防腐性能。通過加入一定比例的有機(jī)硅乳液到體系中，si-o-si的結(jié)構(gòu)能提高樹脂成膜后的硬度和交聯(lián)密度，提高材料的致密度和耐沖擊性，提高耐鹽霧性、耐酸堿和耐溫性，進(jìn)而提高涂層強(qiáng)度及耐腐蝕等綜合性能。其中，有機(jī)硅丙烯酸酯雜化環(huán)氧樹脂含量過低，可能使得層間粘接性不足，容易使得層間形成空鼓，影響材料的防腐性能及耐久性。

10、所述復(fù)合樹脂乳液、納米氧化鋁分散液、玄武巖鱗片的質(zhì)量比為(2-4)：1：(0.2-0.45)。

11、通過一定比例范圍的復(fù)合樹脂乳液、納米氧化鋁分散液、玄武巖鱗片使得隔熱防腐涂層保持良好的層間粘接性和致密性，構(gòu)成可高效隔離腐蝕介質(zhì)的阻隔層，大幅度提升腐蝕介質(zhì)進(jìn)入涂膜的難度，通過無機(jī)納米氧化鋁分散液的引入，提高中涂層的耐熱能力，能夠在一定的時(shí)間內(nèi)保持高阻隔耐熱防腐涂層在金屬表面的粘附性能，可以顯著提高體系的防腐性能，提高防火涂層的粘結(jié)性能，其中，復(fù)合樹脂乳液含量過低，粘附性能不足，強(qiáng)度較差，納米氧化鋁分散液含量過低，導(dǎo)致耐熱性能不足，且導(dǎo)致玄武巖鱗片的分散性較弱，且與樹脂間的界面作用比較差導(dǎo)致玄武巖鱗片的排列方式難控制，影響防腐涂層的耐腐蝕性。

12、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述飾面耐候?qū)影ㄓ袡C(jī)硅丙烯酸酯雜化環(huán)氧樹脂60-70質(zhì)量份、feve乳液30-40質(zhì)量份、固化助劑33.7-44.7質(zhì)量份、流平劑0.2-0.4質(zhì)量份、納米碳酸鈣5-8質(zhì)量份和色漿3-6份質(zhì)量。

13、所述feve乳液和納米碳酸鈣的質(zhì)量比為(4-8):1。

14、通過采用上述技術(shù)方案，通過feve樹脂加入有機(jī)硅丙烯酸酯雜化環(huán)氧樹脂，是的進(jìn)一步提高了涂層表面的化學(xué)惰性且引入的大量f-c鍵，具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，納米碳酸鈣的引入，顯著提升樹脂固化后的漆膜的致密性，防止粉化褪色，增強(qiáng)防護(hù)面層的耐候性和保色性，以及抵抗各種腐蝕介質(zhì)侵害的能力，從而達(dá)到保證整個(gè)防火體系具有優(yōu)異的耐侯性，可以長期保持體系的防火能力，延長使用壽命。feve乳液含量過多，會導(dǎo)致涂層剛性過大，不具備好的彈性，性能不穩(wěn)定，嚴(yán)重會出現(xiàn)開裂、脫皮現(xiàn)象。

15、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述復(fù)合樹脂改性富鋅底漆，以重量份計(jì)，包括80-120份復(fù)合樹脂乳液、92-108份富鋅增強(qiáng)粉料、39.3-47.7份固化助劑、納米氧化鋁分散液5-8份；所述富鋅增強(qiáng)粉料包括礦渣粉、硅酸鈉和鋅粉。

16、所述礦渣粉、硅酸鈉和鋅粉的質(zhì)量比為(1.8-4)：1：(9-16)。

17、通過采用上述技術(shù)方案，復(fù)合樹脂乳液中有機(jī)硅丙烯酸雜化環(huán)氧樹脂增強(qiáng)了金屬基層的粘結(jié)性和附著力，一定比例的有機(jī)硅樹脂的引入，提高漆膜的致密性和耐候性及耐鹽霧性、耐酸堿和耐溫性優(yōu)異。通過適合底漆膜質(zhì)量的納米氧化鋁分散液加入，使得底漆具有優(yōu)異的耐溫和防火性能，共同顯著提升漆膜的致密性、防腐性能和阻燃性。通過加入一定范圍比例的無機(jī)納米材料礦渣粉與硅酸鈉的相互作用，切斷樹脂成膜后由于水分的揮發(fā)形成的通道，顯著提高水性樹脂涂層的封閉作用，再結(jié)合鋅粉一起構(gòu)成對金屬表面的高防腐作用，具有與金屬基材結(jié)合力強(qiáng)，耐鹽霧、耐濕熱性能好的優(yōu)點(diǎn)。其中，鋅粉含量過少，可能影響底漆的耐鹽霧性能。

18、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述固化助劑包括固化劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑和去離子水。

19、通過采用上述技術(shù)方案，通過加入固化助劑，使得涂層及涂層之間的粘接性，致密性更好，并可以提高固化速率，提高生產(chǎn)效率。

20、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

21、1、通過鋼結(jié)構(gòu)厚型涂層多層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，分別由復(fù)合樹脂改性富鋅底漆、隔熱防腐涂層、輕質(zhì)防火涂層和飾面耐候?qū)咏M成，各層材料配比合理，層間結(jié)構(gòu)致密，能夠在長期使用中保持良好的耐腐蝕性，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)提供有效的阻燃隔離防火保護(hù)。

22、復(fù)合樹脂改性富鋅底漆通過犧牲鋅粉防銹，對鋼材具有陰極保護(hù)作用，通過復(fù)合樹脂改性可以增強(qiáng)耐化學(xué)溶劑性、防腐蝕性和粘接性、使得涂層材料具有耐候性好，附著力強(qiáng)的特點(diǎn)；隔熱防腐涂層通過復(fù)合樹脂乳液和玄武巖鱗片粘接強(qiáng)度高，并形成多層片狀結(jié)構(gòu)平行疊加的阻隔效應(yīng)、屏蔽性能好，鱗片之間可形成錯層排列，可以使得腐蝕介質(zhì)滲入變得迂回曲折，從而延緩腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散和侵入金屬表面的路徑和時(shí)間，從而提高涂層的防腐性能，再通過加入納米氧化鋁分散液，可以顯著提升漆膜的致密性、防腐性能和阻燃性，提高分散性和界面性能防止沉降，保證玄武巖鱗片與復(fù)合樹脂溶液的的界面相容性。

23、2、有機(jī)硅丙烯酸酯耐候性好，耐水性好但是室溫固化速率慢，雜化易室溫固化的環(huán)氧樹脂，其醚鍵鄰位碳和叔碳上的h進(jìn)行自由基聚合，環(huán)氧未開環(huán)前直接接枝到丙烯酸樹脂中，防止開環(huán)后-oh的過多引起爆聚凝膠，具有一定的儲存穩(wěn)定性，固化成膜時(shí)，環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)能大大提高層間附著力，與各種材料有優(yōu)異的粘接性能，使得復(fù)合樹脂乳液具有耐化學(xué)溶劑性、防腐性能。通過加入一定比例的有機(jī)硅乳液到體系中，si-o-si的結(jié)構(gòu)能提高樹脂成膜后的硬度和交聯(lián)密度，提高材料的致密度和耐沖擊性，提高耐鹽霧性、耐酸堿和耐溫性，進(jìn)而提高涂層強(qiáng)度及耐腐蝕等綜合性能。

24、3、通過feve樹脂加入有機(jī)硅丙烯酸酯雜化環(huán)氧樹脂，是的進(jìn)一步提高了涂層表面的化學(xué)惰性且引入的大量f-c鍵，具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，納米碳酸鈣的引入，顯著提升樹脂固化后的漆膜的致密性，防止粉化褪色，增強(qiáng)防護(hù)面層的耐候性和保色性，以及抵抗各種腐蝕介質(zhì)侵害的能力，從而達(dá)到保證整個(gè)防火體系具有優(yōu)異的耐候性，可以長期保持體系的防火能力，延長使用壽命。feve乳液含量過多，會導(dǎo)致涂層剛性過大，不具備好的彈性，性能不穩(wěn)定，嚴(yán)重會出現(xiàn)開裂、脫皮現(xiàn)象。