[發明專利]一種高固含量水性超薄膨脹型防火涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610204679.5
• 申請日: 2016-04-03
• 公開（公告）號: CN105694620A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 史翎;王朋;陳少敏;張軍營;程玨
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C09D131/04
• 分類號: C09D131/04;C09D5/18;C09D7/61;C09D7/63
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明是一種高固含量水性超薄膨脹型防火涂料及其制備方法，該涂料以水性乳液、去離子水為溶劑，加入膨脹型阻燃劑、填料和助劑，制備出高固含量的水性超薄膨脹型防火涂料。經測試，所制備的防火涂料具有較高的耐火極限，1mm涂層的耐火極限達60min以上，炭層膨脹倍率達到50以上，所有性能均滿足GB 14907?2002要求。所選用的水性乳液，其樹脂的玻璃化轉變溫度及熔融指數與涂料固含量相匹配，涂料在熔融膨脹時形成了致密的炭層。所選用的無機填料可增強炭層強度，提高涂料的耐候性，達到較高的膨脹倍率。本發明具有低VOC、高固含量、安全環保的優點，且有發泡炭層強度高、隔熱防火性能好的特點，可應用于鋼材、木材表面可滿足乘員的健康要求和船舶的防火安全要求。

技術領域

本發明屬于涂料領域，涉及一種防火涂料，具體涉及一種高固含量水性超薄膨脹型防火涂料及其制備方法。

背景技術

現代建筑及大型船舶多采用鋼結構，鋼材的臨界溫度為540度左右，耐火極限為15分鐘，即火災發生后15分鐘鋼結構即失去承載能力。超薄型防火涂料是廣泛應用于現代鋼結構建筑及船舶并確保其安全、實現輕量化的必備材料。鋼結構防火涂料具有不燃或難燃性，可阻止火災發生、延緩火災蔓延、延長人員撤離的時間，是廣泛應用的有效措施之一，具有成本低、易施工、裝飾性強的特點。船舶用防火涂料，尤其是艙室、動力艙和廚房用防火涂料，防火等級要求很高，與普通防火涂料相比不但要求優良的防火隔熱性能，同時還要求低煙和低釋放性，保證在密閉環境下人員安全，因此船舶用超薄型防火涂料較鋼結構防火涂料指標要求苛刻。本防火涂料具有低VOC、高固含量的特性，可以應用于船舶的主體鋼結構以及木質結構，兼具優良的防火性能和環保性能。

發明內容

目前現有的防火涂料，VOC含量高，不能滿足人們日益增強的環保健康要求，針對現有防火涂料的不足，本發明提供一種高固量水性超薄膨脹型防火涂料及其制備方法，在改善填料的分散性，提高耐火極限的前提下，提供一種高固含量水性超薄膨脹型防火涂料。

為了實現上述目標，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種高固含量水性超薄膨脹型防火涂料，其特征在于，以重量百分數計，由以下原料組成：水性乳液為16％～52％，脫水成炭催化劑為20％～30％，成炭劑為6％～13％，發泡劑為7％～14％，填料為6％～18％，去離子水為8.5％～16％，助劑為0.5％～1％，原料的總量為100％；填料有鈦白粉、可膨脹石墨、氣相二氧化硅和輕質碳酸鈣，其比例為0.5～15:0～3:0～5:0～5，以及硼酸、硼酸鈉、硼酸鋅、高嶺土、鈦酸鉀晶須至少添加兩種；其中所述的可膨脹石墨目數在50～200目，膨脹率為100～400ml/g；所述的助劑為成膜助劑、潤濕分散劑和消泡劑。

進一步，所述的水性乳液為醋丙乳液、醋酸乙烯酯乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液,其中所用乳液的固含量為40％～60％。

進一步，所述的脫水成炭催化劑為密胺樹脂包覆的聚磷酸銨或三聚氰胺包覆的聚磷酸銨；且密胺樹脂包覆的聚磷酸銨或三聚氰胺包覆的聚磷酸銨25度時在水中的溶解度不大于0.04％；

進一步，所述的成炭劑為季戊四醇或雙季戊四醇；

進一步，所述的發泡劑為三聚氰胺、雙氰胺或三聚氰胺尿酸鹽。

一種制備如上所述的高固含量水性超薄膨脹型防火涂料的方法，按照以下步驟進行：

步驟一，將實驗所用脫水成炭催化劑、成炭劑、發泡劑、填料置于60℃的真空干燥箱中干燥24h；

步驟二，按比例稱取干燥后的原料，其中：

所述的配方比例以重量百分數計，由以下原料組成：水性乳液為16％～52％，脫水成炭催化劑為20％～30％，成炭劑為6％～13％，發泡劑為7％～14％，填料為6％～18％，去離子水為8.5％～16％，助劑為0.5％～1％，原料的總量為100％；