[發明專利]一種超薄非膨脹型無機防火涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910009040.5
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN109777166A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 姜洪義;陳夢華
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C09D1/04
• 分類號: C09D1/04;C09D125/14;C09D5/18;C09D7/61
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發明屬于防火涂料領域，具體涉及一種超薄非膨脹型水性無機防火涂料及其制備方法。所述超薄非膨脹型水性無機防火涂料的成膜物質是以高模數硅酸鉀為主和苯丙乳液為輔復合而成的乳液，顏料為金紅石型鈦白粉，填料為Al₂O₃?ZrO₂復合微納米空心微球，增強組分為硅灰石纖維，添加的各助劑分別為成膜助劑、分散劑、消泡劑、潤濕劑、多功能助劑。該涂料避免了膨脹型防火涂料高溫易脫落的缺點，并且可以在保證良好防火性能的同時制成超薄涂層而不失裝飾性。

技術領域

本發明屬于防火涂料領域，具體涉及一種超薄非膨脹型水性無機防火涂料及其制備方法。

背景技術

隨著國民經濟的高速發展和城市化進程的加快，人們的生活和工作條件不斷改善，各式各樣的高層建筑越來越多，這些建筑為了有效利用空間，大多數采用鋼結構和鋼筋混凝土作為主體材料。然而，建筑用鋼在全負荷情況下失去靜態平衡穩定性的臨界溫度是540℃左右，導致在發生火災時，在快速升高的火災溫度下，鋼結構的力學性能急劇下降，大概15分鐘左右便會失去承重能力，此時如果沒有防火保護的話，那么整個建筑就會因此而迅速坍塌，對人民的生命和財產安全造成重大損失。據統計，自七十年代以來，我國由火災導致的年平均損失不斷增加，特別是九十年代以來，該項損失更是上升到年均十幾億元，年均死亡2000多人。因此，消防工作的重要性越來越突出，為了減少火災損失，提高人類生活環境安全水平，科研人員對防火涂料進行了大量研究。建筑火災事故中，防火涂料作為重要的防火措施，其技術、經濟優勢不言而喻。到現在，高層建筑無論在外部還是內部均廣泛采用涂料涂飾技術。涂料以其優良的保護性和裝飾性帶給人們安全與實惠。

防火涂料，又叫阻燃涂料，是一種涂刷在木材、纖維板、紙板、塑料等易燃建筑基材或涂于電纜、金屬構件表面，起到防火作用和裝飾作用的專用涂料。防火涂料具有兩個特殊的性能：涂層本身具有難燃性或者不燃性，能防止被火焰點燃；同時對燃燒有延滯作用，防止小火釀成大災，有效阻止火勢的迅速蔓延，以便給消防人員贏得搶救時間。

防火涂料按照其燃燒特性可分為兩大類，一類是膨脹型防火涂料，即涂層在火焰或者高溫下發生膨脹炭化，形成比原來厚度大幾十甚至上百倍的海綿狀碳質層。另一類是非膨脹型涂料，這一類涂料又可分為含有難燃劑的有機非膨脹型和含不燃填料的無機非膨脹型。另外，依據涂料的不同分散介質，又可分為水性和溶劑型防火涂料。目前采用較多的是薄型膨脹型防火涂料，盡管這類涂料能在保證較好的防火性能的同時很好的兼顧了對于外觀的裝飾性要求，但這類涂料均含有大部分有機成分，在燃燒的過程中易產生刺激性甚至有毒氣體，對人身安全和環境造成不良影響。另外，這類涂料存在高溫易剝落、耐候性不好等缺點。對于非膨脹型防火涂料來說，含不燃填料的無機類涂料避免了環境污染、產生有害氣體等問題，具有良好的抗老化能力，可長期保持穩定的防火性能。但由于這類涂料遇火時涂層基本不發生體積變化，形成釉狀保護層，故其熱導率往往較大，隔熱效果差。為了取得一定的防火效果，一般涂層較厚，也就導致裝飾效果和涂膜的某些物理性能不盡如人意。如果涂層達不到一定的厚度，如飾面型防火涂料，其主要功能是實現可燃基材的防火，那么就不具備提升鋼結構耐火極限的能力。在追求環境友好型的社會，兩種防火涂料各有優缺點。

發明內容

針對目前膨脹型和非膨脹型兩種涂料的不足，本發明目的在于提供一種超薄非膨脹型水性無機防火涂料及其制備方法。該涂料避免了膨脹型防火涂料易脫落的缺點，并且可以在保證良好防火性能的同時制成超薄涂層而不失裝飾性。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種超薄非膨脹型水性無機防火涂料，該涂料體系以高模數硅酸鉀為主、苯丙乳液為輔形成的復合乳液作為成膜物質，以Al₂O₃-ZrO₂復合微納米空心微球作為填料，以硅灰石纖維作為增強組分，并添加顏料和適量的有利于涂料理化性能的各類助劑組成。