一種飾面型隧道防火涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種涂料，特別是涉及一種飾面型隧道防火涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 公路、鐵路和城市地鐵隧道，不僅縮短交通距離，而且使交通更加便捷、安全。隨 著我國經濟實力的增強和隧道施工技術的進步，我國每年新開通的隧道正逐年增長。目前 我國已成為世界上隧道和地下工程最多，隧道結構最復雜，隧道建設發展速度最快的國家 之一。由于隧道不僅是交通運輸的通道，而且還是光纖電纜、電力電纜甚至輸油管、輸水管 的通道，因此，在各種車輛事故中，隧道火災事故經濟損失最大，搶救最難，中斷行車時間最 長，并極有可能產生不良的社會、政治影響。
[0003] 為解決隧道防火問題，世界各國都進行了多方面的研究和探索。研究發現，構建 隧道的主要材料為鋼筋、混凝土結果，但其耐火性差。美國國家標準和測試協會（NIST)指 出，高強混凝土（HSC)在溫度達到380°C時，強度開始下降；在450Γ時，抗壓強度損失達到 40% ;當溫度達到600°C時，抗壓強度損失約為75%。隧道結構防火保護的目的，就是采取 一定措施使隧道的鋼筋混凝土結構在火災發生時保持完整性與穩定性，從而大大減少維修 費用，縮短工程修復時間。目前，隧道結構的防火保護方法主要是在隧道襯砌上噴涂非膨脹 型防火涂料，因為從性價比方面和施工的方便性方面考慮，隧道防火涂料是隧道防火保護 的最佳選擇。
[0004] 但是，非膨脹型防火涂料難以克服以下問題：首先，非膨脹型防火涂料涂層一般要 達15mm以上，涂層自重較大（每平米質量高達12公斤以上），若在施工時混凝土基層污染 沒有被徹底清除干凈，或者防火涂層與隧道襯砌面接觸不足，或者由于車輛運行的強風或 震動，都易造成防火涂層脫落；其次，脫落的防火涂層碎塊易對隧道內高速運行的車輛和隧 道內的人員構成威脅；第三，非膨脹型防火涂料施工速度慢，一般需要噴涂3遍以上才能施 工完畢；第四，非膨脹型防火涂料養護期長，因為非膨脹型防火涂料有水泥類粘結劑，至少 需要28天以上的養護周期；第五，非膨脹型防火涂料中有顆粒狀防火填充料，噴涂時回彈 性大，施工時產生較大的損耗。因此，研究出一種涂層薄，裝飾效果好、施工速度快，施工損 耗性小，粘結強度高、養護周期短，耐水好，環境友好的飾面型隧道防火涂料，必將產生極大 的經濟和社會效益。

【發明內容】

[0005] 本發明要采用膨脹發泡防火技術，利用粘結劑將膨脹材料粘結在一起，制成一種 薄涂層的隧道防火裝飾涂料，涂覆在混凝土表面，保護著混凝土免受火災侵害。當隧道發生 火災，膨脹發泡材料受熱膨脹發泡，形成輕質耐火隔熱層，抵擋烈焰，降低混凝土表面的溫 升速度，使隧道混凝土強度保持在混凝土受損溫度380°C以下，從而保護了隧道結構。
[0006] 本發明具體的技術方案如下：
[0007] 本發明提供一種飾面型隧道防火涂料，包括以下重量份的組分：
[0008] 膨脹材料：10-30份；
[0009] 阻燃劑：8-25份；
[0010]粘結劑：10-25 份；
[0011] 顏、填料：2-20 份；
[0012] 助劑：0.1-5 份；
[0013] 水：40-60 份。
[0014] 其中，本發明的膨脹材料為生蛭石、雙氰胺、三聚氰胺、雙季戊四醇和可膨脹石墨 中的一種或幾種以上任意比例的混合物。優選的，生蛭石為5重量份、雙氰胺3重量份、雙 季戊四醇8重量份、可膨脹石墨為5重量份。
[0015] 本發明的阻燃劑為氫氧化鋁或聚磷酸三聚氰銨或二者任意比例的混合物。優選 的，氫氧化鋁為3重量份，磷酸三聚氰銨為10重量份。
[0016] 本發明的顏、填料為礦渣棉、超細硅酸鋁或超細二氧化硅中的一種或兩種以上任 意比例的混合物。優選的，礦渣棉為3重量份，超細硅酸鋁為1重量份，超細二氧化硅為1 重量份。
[0017] 本發明的粘結劑為丙烯酸乳液、醋丙乳液或氯丁膠乳中的一種或兩種以上任意比 例的混合物。
[0018] 本發明的助劑優選為為消泡劑、增塑劑、成膜助劑和流平劑。
[0019] 本發明還提供一種上述飾面型隧道防火涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0020] 將所述水、所述助劑、所述顏填料按比例混合，以4000-6000r/min攪拌IOmin后， 再加入所述阻燃劑和所述膨脹材料以300-700r/min攪拌10-30min，最后加入所述粘結劑 以1500-3000r/min速度攪拌40-80分鐘，即得飾面型隧道防火涂料。
[0021] 為實現飾面型隧道防火涂料的防火功能，采用以下措施實現防火功能：
[0022] 首先，按照比例將膨脹材料、阻燃劑、粘結劑、顏填料、助劑和水按一定比例充分混 合在一起，制成飾面型隧道防火涂料，然后將防火涂料涂于混凝土板受火上，養護期滿后， 將混凝土板受火面置于耐火爐上，并測試混凝土板受火面表面的溫度，按照HC升溫曲線， 對混凝土板進行加熱，當混凝土板受火面表面溫度超過380°C，終止試驗。
[0023] 本申請提供的飾面型隧道防火涂料具有涂層薄，裝飾效果好、施工速度快，施工損 耗性小，粘結強度高、養護周期短，耐水好，環境友好的等特點。
【具體實施方式】
[0024] 下面將結合本發明中的實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地 描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發 明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025] 實施例1
[0026] 按以下比例（重量比）備好材料：
[0027] 1膨脹材料（材料比例：可膨脹石墨5,生蛭石5,雙氰胺3,三聚氰胺5,雙季戊四 醇8) :26份
[0028] 2阻燃劑（材料比例：聚磷酸三聚氰胺8,氫氧化鋁1) :9份；
[0029] 3粘結劑（材料比例：丙烯酸乳膠10,氯丁膠乳5,苯丙乳膠5,醋酸乳膠2) :22 份；
[0030] 4顏填料（材料比例：超細二氧化硅1，礦渣棉3,超細硅酸鋁1) :5份；
[0031] 5助劑（材料比例：醇酯十二0· 12,丙烯酸流平劑0· 02,有機硅消泡劑0· 05,增稠 劑 0· 11) :0.30 份；
[0032] 6 水：55 份。
[0033] 備好以上材料后，按照以下步驟生產飾面型隧道防火涂料：
[0034] 將計量好的水、助劑、顏填料投入攪拌器中，將攪拌器轉速調到5000r/min，攪拌 20min后，調低攪拌器轉速至500r/min，慢慢加入膨脹材料和阻燃劑，攪拌20min，再加入粘 結劑，提高攪拌器轉速至2000r/min，攪拌60min，即得飾面型隧