[發明專利]一種水性防火涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610039661.4
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105670435A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 張玉華
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D7/12;C09D5/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 梁濤

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，具體而言涉及一種水性防火涂料及其制備方法。

背景技術

隨著我國社會和經濟的不斷發展，火災造成的損失也越來越大。據統計，因火災造成 的直接經濟損失，在20世紀80年代年均為3.2億元，死亡18644人；90年代，共發生火災 約62.9萬起，死亡23715人，直接經濟損失年均為10.6億元；進入21世紀，僅前5年間的 年均火災損失就高達15.5億元。

為了減少火災造成的損失，必須加強消防產品的建設。而防火涂料作為消防產品中的 重要一員，在其中扮演了極其重要的角色。隨著人們環保意識的增強，越來越關注水性防火 涂料。水性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，阻滯火災的迅 速蔓延，用以提高被涂材料耐火極限的一種特種涂料。其阻燃原理如下：(1)本身具有難燃 性或不燃性，涂層遇火受熱后，經過熔融、膨脹等物理變化，以及聚合物等組分的分解和炭 化等化學作用吸收大量熱量，抵消一部分作用于物體的熱，從而延緩底材的受熱升溫過程； (2)遇火受熱分解出不燃性的惰性氣體，沖淡保護基材受熱分解出的易燃氣體和空氣中的氧 氣，抑制燃燒；(3)遇熱釋放活性自由基，與有機自由基結合后能減緩或終止燃燒連鎖反應； (4)遇熱膨脹，形成隔熱隔氧的膨脹碳層，封閉基材，從而阻止基材著火燃燒。所以水性防 火涂料是未來涂料發展的重要方向之一。水性涂料對抗強機械作用力的分散穩定性較差，分 散微粒被壓縮成固態微粒，會使涂膜產生麻點。所以如今市面上的水性涂料性能差，并不經 耐用。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種水性防火涂料及其制備 方法。

本發明提供如下技術方案：

一種水性防火涂料，原料的各組分的質量份數比為：硅丙乳液24-30份、聚磷酸銨17-22份、 季戊四醇2-7份、三聚氰胺10-16份、二氧化鈦3.6-7.6份、氧化鋅0.2-0.7份、六偏磷酸鈉溶 液3-8份、甲基硅油0.1-0.4份、丙二醇苯醚0.5-1.1份、羧甲基纖維素鈉1-3份、去離子水20-26 份、氨水2-4份、多功能助劑1-3份。

所述的一種水性防火涂料的制備方法，包括如下步驟：

將六偏磷酸鈉配制成10％的水溶液、羧甲基纖維素鈉配制成2％的水溶液；將去離子水加入 燒杯中，開動攪拌器；將聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺、二氧化鈦、六偏磷酸鈉溶液、丙 二醇苯醚、氧化鋅依次加入；加入適量的甲基硅油,然后高速攪拌；攪拌時間18-24分鐘；用 三輥研磨機將其研磨；加入硅丙乳液及多功能助劑，攪拌時間為4-7分鐘；用氨水調節涂料 pH至7.8-8.5左右，用羧甲基纖維素鈉調節黏度，出料。

硅丙乳液是由丙烯酸單體和有機硅單體共聚而成的乳液,是一種半無機高分子化合物, 兼有丙烯酸和有機硅二者的優點,結合了有機硅樹脂較強的耐水性、耐污染性,優良的耐高溫、 耐降解、耐氧化、耐化學品、耐紫外線和紅外線輻射的能力,具有良好的柔韌性和透氣性,克 服了純丙、乙丙、苯丙等高分子合成乳液阻燃性、耐熱性較差,高溫易返粘、易粘塵,低溫時 易變脆,透氣性較差的不足,提高了涂膜的保光保色性、彈性及防水性,具有良好的耐候性、 附著力、耐久性和耐水性,又不明顯增加成本。

聚磷酸銨是一種優良的膨脹催化劑,聚合度20<n<2000,含磷量高達32％,具有很小的 水溶性和高的熱穩定性,225e開始分解放出氨和水,產生磷酸,300e有一個吸熱峰,400e有 一個最大的吸熱峰。屬磷系阻燃劑,具有低煙、無毒、水溶性低等優點,其含磷、氮量高,熱 穩定性好,具備優良脫水催化劑的性能。

聚磷酸銨具有較高的熱穩定性,為了形成理想的膨脹體,選用了同樣熱穩定性較高、 價廉易得、炭含量高的季戊四醇作為炭化劑與之配用。季戊四醇的分解溫度高達280e左右, 它能在由聚磷酸銨分解產生的酸的作用下脫水成炭,最終形成良好的膨脹發泡層。

二氧化鈦是一種合成性無機顏料,它的化學結構穩定,沒有毒性,不但遮蓋力強,而且 可以使形成的炭質層致密,提高炭化層的隔熱阻燃性能。對膨脹型防火涂料,由于已加入了大 量的防火添加劑,故顏料不宜多加,實驗表明,超過10％將大大影響其效果。本實驗二氧化鈦 的量為516g；氧化鋅的遮蓋力僅次于二氧化鈦,具有耐光、耐熱、抗粉化等優點,又是一種良 好的霉菌抑制劑和消煙劑。