根据我们多 年从事防火涂料研究的实践，丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、氯化橡胶、环氧树脂、氯化聚乙烯树脂等都可作为不同体系防 火涂料的基料。热塑性常温干燥型丙烯酸树脂类涂料具有优 良的耐候性、保色性和耐水性及耐腐蚀性，其主要缺点是耐热性差、硬度较大、软化点较低等，单独用于涂料时漆膜较脆，附 着力不好，不耐紫外线，易老化；环氧树脂具有优异的粘接性 能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能以及柔韧性好和附着力强等特点，其主要缺点是涂膜耐候性、耐热性、 耐溶剂性差等，单独用于涂料时漆膜较脆[4]。也就是说用任何一种单一树脂作基料的防火涂料其性能都会存在某种较大的 缺陷。为了发挥不同树脂的优点，克服其性能不足，我们进行 了用硅树脂改性环氧树脂，然后用改性环氧树脂改性丙烯酸树脂技术的探索研究，采用在环氧树脂分子结构中引入含甲 氧基的官能团等其它基团的聚合法，以提高树脂的耐候性、耐 腐蚀性和耐水性。用硅树脂改性环氧对丙烯酸树脂进行改性，可克服丙烯酸树脂涂膜硬而脆的缺陷，以提高树脂的耐候性 和在高温下与钢材的粘结性，使之成为具有重防腐蚀的性能， 从而提高防火涂料的性能并使其具有耐腐蚀性能[5]。以改性树 脂为基料，与防火体系和其它阻燃剂等添加剂合理复配，从而 得到同时具有优异防火隔热性能和防腐性能的钢结构防火涂料。

 

 

采用硅树脂改性环氧树脂，将不同的有机硅单体混合，经 水解缩合制成低聚合度的中间体残留有活泼的甲氧基或硅醇 （羟基）的官能团，能与含羟基的有机树脂（例如环氧树脂、聚酯树脂、醇酸树脂等）缩合，生成环氧改性硅树脂，提高环氧树 脂的耐腐蚀性、耐水性、耐候性和在高温下与钢材的粘接性[4，6]。

 一,主要设备和原料

 

    （1）主要设备

 

    反应釜、混合缸、电动过滤机、高速搅拌机、球磨机、 PHS-2C型数显酸度计。

 

    （2）主要原料

 

    3037反应性低分子质量有机硅中间体树脂：道康宁公司 生产的工业品；E-20环氧树脂（即601环氧树脂）、丙烯酸树 脂、甲苯、二甲苯、助剂（防沉剂等）、各种添加剂、200号溶剂汽油、钛白粉、复合阻燃剂、发泡剂：工业品；云母粉：325目， 工业品；滑石粉：325目，工业品。

 

    二,有机硅改性环氧树脂的合成

 

    首先取定量的E-20环氧树脂和3037反应性低分子质量有机硅中间体及甲苯加入反应釜内搅匀，以碱催化，控制一 定的聚合反应工艺条件，制得有机硅改性环氧树脂。E-20环氧树脂与含甲氧基的有机硅中间体发生反应，则环氧树脂羟 基和硅中间体缩合，残留环氧基，提高了环氧树脂的耐候性和 耐腐性。试验结果表明，改性后的环氧树脂的耐水性能、耐热性、软化点、硬度、耐候性和耐腐性均有很大提高。

 

   三,改性丙烯酸树脂的制备

 

    取定量的丙烯酸树脂加入反应釜内，在一定温度下，于搅 拌的状况下加入定量的有机硅改性环氧树脂共混，搅拌均匀 后，即得改性丙烯酸树脂，过滤装桶备用。试验结果表明，用改性丙烯酸树脂配制的钢结构防火涂料，除了具有高效的防火隔热性能外，还具有坚韧耐磨的涂膜和优异的防腐蚀性能。涂膜装饰性更强、耐候性、耐化学药品性能以及耐热性更加优异，受火时涂料与钢材的粘结性、发泡层密实度都大大提高。

 

   四,不同树脂膨胀型钢结构防火涂料的制备和涂装

 

    将定量的复合阻燃剂、发泡剂、各种添加剂、钛白粉、溶剂油、增稠剂，分别与改性丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、有机硅改性 环氧树脂、环氧树脂等4种不同树脂，加入混合缸内用搅拌机搅匀，然后送入球磨机中碾磨至规定的细度；将磨细的涂料倒入混合缸内，用溶剂调节其黏度，过滤掉杂质，分别制得具有防火、防腐双功能的膨胀型钢结构防火涂料1、防火涂料2、防火涂料3和防火涂料4。

 

    防火涂料试板的涂装方法如下：先将钢板用锉刀进行机 械法除锈，再用0＃砂纸打磨至表面平整，达到Ra 2级。然后 用丙酮对钢板进行除油处理，以提高涂料的附着力[7]。将制得的钢结构防火涂料1、2、3、4分别涂刷在钢板上，按GB 14907—2002《钢结构防火涂料》中室外结构防火涂料的规定经处理后待用。

 

 

 3、改性树脂的防腐性评价

 

    采用开路电位法评价防火涂料的防腐性能，利用达到平衡 后的开路电位大小来衡量防火涂料防腐性能的优劣，开路电位 高，则防腐性能好。具体做法如下：将涂有防火涂料1、2、3、4的 试板干燥后浸入腐蚀介质中，以铂电极作为参比电极，用数 显酸度计测试钢板的开路电位随时间的变化，评价其防腐性 能[8-9]。图1为树脂用量为35％时，以不同树脂为基料制备的膨胀型钢结构防火涂料1、2、3、4的开路电位随浸泡时间的变化。

 

 4、有机硅改性环氧树脂用量对防火涂料 防腐性能的影响

 

    有机硅改性环氧树脂在防腐涂料中主要起缓蚀剂的作用，因此，其含量越多，防腐性能越好。图2为改性树脂中丙烯酸树脂含量为20%时，有机硅改性环氧树脂的用量对防腐性能的影响。

 

                   

 

    从图2可以看出，当有机硅改性环氧树脂的用量低于 15％时，钢结构防火涂料的平衡开路电位随改性环氧树脂用量增加而增大，从改性环氧树脂用量为5％时的-618 mV增加到改性环氧树脂用量为10％时的-589 mV，直到改性环氧树 脂用量为15％时，平衡开路电位增加到-572 mV，与裸露钢板 的平衡开路电位-817 mV相比提高245 mV。平衡开路电位的增大意味着涂料的防腐性能提高，符合一般规律。然而，当改性环氧树脂用量继续增加到30％时，平衡电位不升反降，只 有-704 mV。过多的改性环氧树脂对防腐性能造成的不利影响主要是由于改性环氧树脂中所含的硅化合物引起的，硅化合物 不仅会降低涂料在钢板上的附着力，而且由于硅化合物的溶解会影响涂层的致密性，降低了涂层的物理屏蔽作用，从而降低了涂料的防腐性能。当有机硅改性环氧树脂用量低于15％时， 其中所含的少量磷化合物的负面影响较弱，但当有机硅改性环氧树脂用量大于15％时，其影响增强。因此，在钢结构防火涂料中的改性环氧树脂用量为15％时，涂料的防腐性能最佳。

 

 

    对用改性树脂制备的膨胀型钢结构防火涂料的耐化学腐蚀性，按GB 14907—2002规定的试验方法进行测试，其相关 性能测试结果见表1。

    该防火涂料的综合性能经国家防火建材质检中心检测， 其防火性能和理化性能优良，各项性能指标达到预定要求。表 明用改性环氧树脂对丙烯酸树脂进行复合改性，可提高防火涂料的耐候性和受火时涂料的发泡层与钢材的粘结性[10]，同 时使其具有防腐蚀性。