[發(fā)明專利]一種氣凝膠水性隔熱防火涂料及其制備方法

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• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN107267006A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 盧鋒
• 申請（專利權）人: 南京唯才新能源科技有限公司
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D5/18;C09D7/12
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及化工涂料領域，尤其涉及一種氣凝膠水性隔熱防火涂料。氣凝膠水性隔熱防火涂料具有優(yōu)異的隔熱防火性能，可廣泛應用于鋼結構、木材、混凝土結構、隧道、電纜等領域的防火保護。

背景技術

熱量傳遞主要有3種方式，即熱傳導、對流傳熱、輻射傳熱。熱傳導是由于物體分子的熱振動具有相互影響的特性而產(chǎn)生的，其趨勢是使固體不存在溫差；對流傳熱是氣體或液體進行熱量交換而產(chǎn)生的；輻射傳熱是任何溫度高于絕對零度的物體以電磁波的形式向外傳熱的方式。氣凝膠具有極高的孔隙率，固含量極低，因此固體熱傳導很小，可以忽略不計；氣凝膠內部平均孔徑為20-50nm，而空氣分子的平均自由程約為70nm，空氣在氣凝膠孔洞內無法流動，從而抑制空氣的對流輻射；氣凝膠內部具有無數(shù)的孔洞，每個孔壁均可作為輻射的反射面和折射面，可以很大程度地阻隔輻射傳熱。因此氣凝膠具有非常優(yōu)異的隔熱保溫性能。

防火涂料主要有膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料。對于膨脹型防火涂料，氣凝膠可以延長發(fā)泡時間，增加成炭劑炭化時間，另一方面，氣凝膠可以作為增強基，提高炭質層強度，延長炭質層被熱流沖掉的時間，進而明顯提高膨脹型防火涂料耐火極限；對于非膨脹型防火涂料，氣凝膠可以減少隔熱填料的用量，延長金屬氫氧化物等阻燃劑吸熱脫水時間，進而提高非膨脹型防火涂料耐火極限；并且氣凝膠具有輕質特性，可以降低涂層質量。

發(fā)明內容

基于此，有必要提供一種氣凝膠水性隔熱防火涂料及其制備方法。

一種氣凝膠水性隔熱防火涂料，主要由氣凝膠粉體、水性樹脂和阻燃劑組成，所述氣凝膠粉體由內部疏水層和表面親水層構成，所述表面親水層厚度為0.1~100μm。

在其中一個實施例中，所述氣凝膠水性隔熱防火涂料還包括顏填料、助劑、分散介質中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述水性樹脂為醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、飽和聚酯樹脂、聚脲樹脂、聚氨酯樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂、有機硅樹脂、硝基纖維素、乙烯基樹脂中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述阻燃劑為成炭劑、發(fā)泡劑、催化劑；所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環(huán)己六醇中的一種或多種；所述發(fā)泡劑為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺、氯化石蠟、聚脲、密胺、甘氨酸中的一種或多種；所述催化劑為聚磷酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、甲酸中的一種或多種；所述阻燃劑還包括氫氧化鎂、改性氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、磷酸鋁中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述顏填料為鈦白粉、氧化鋅、立德粉、銻白、鉛白、炭黑、鐵系顏料、鉻酸鹽顏料、鎘系顏料、偶氮顏料、酞菁顏料、多環(huán)顏料、玻化微珠、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、碳酸鈣、硫酸鋇、硅藻土、氣相二氧化硅、滑石粉、高嶺土、硅灰石、云母粉、合成硅酸鋁中的一種或多種；所述助劑為潤濕劑、分散劑、流平劑、防沉劑、消泡劑、增稠劑、催干劑、抗結皮劑、防腐劑、光穩(wěn)定劑、成膜助劑中的一種或多種；所述分散介質為水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述氣凝膠水性隔熱防火涂料包括以下重量組分：所述水性樹脂25~60份、所述氣凝膠粉體5~40份、所述顏填料0~25份、所述阻燃劑2~25份、所述助劑0~10份、所述分散介質0~30份。

一種氣凝膠水性隔熱防火涂料的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠粉體改性；

（2）將步驟（1）的氣凝膠粉體與水性樹脂、顏填料、阻燃劑、助劑、水混合，攪拌或球磨處理。

在其中一個實施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對氣凝膠粉體進行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。