[發(fā)明專利]一種膨脹型水性防火涂料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010130155.2
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111393943B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳釗聰;張衛(wèi)中
• 申請（專利權）人: 南京長江涂料有限公司
• 主分類號: C09D151/08
• 分類號: C09D151/08;C09D179/00;C09D5/18;C09D5/08;C09D7/61;C09D7/20;C08F283/00;C08G18/66;C08G18/44;C08G18/48;C08G18/34;C08G18/32
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 韓正玉;徐冬濤

本發(fā)明公開了一種膨脹型水性防火涂料及其制備方法。該涂料為水基、單組份、自干型產品，由聚氨酯?乙酸乙烯酯?丙烯酸酯共聚物乳液、改性復合阻燃劑、沉淀硫酸鋇、云母粉、助劑及水組成。其施工便捷、涂裝VOC排放低、低煙、無鹵，是高性能溶劑型防火涂料的環(huán)保替代品。

技術領域

本發(fā)明涉及防火涂料領域，具體涉及一種抗沖擊、抗拉伸、抗彎折的膨脹型水性防火涂料及其制備方法。

背景技術

鋼結構防火涂料是一種應用于鋼鐵基材表面，在發(fā)生火災時，通過阻燃、隔熱降低鋼材遇火升溫速率，防止鋼構快速形變坍塌，提高鋼構抗災能力的功能型涂料。目前，已商品化的防火涂料種類很多。依據(jù)分散介質，可分為水性與溶劑型；依據(jù)應用膜厚，可分為：厚型、薄型、超薄型；依據(jù)耐火隔熱機理，可分為：膨脹型與非膨脹型。其中，膨脹型防火涂料由于應用膜厚低、涂層自重小、裝飾性好、施工便捷(不受鋼結構形狀與部位限制)等優(yōu)勢，在各型鋼構建筑中廣為使用。其中，80％以上的膨脹型防火涂料為溶劑型產品。

然而，隨著國家減排控霾力度的逐漸加大，傳統(tǒng)溶劑型防火涂料涂裝VOC排放高(300～500g/L)、易燃、易爆等缺陷逐步暴露，市場亟需一款綠色環(huán)保、性能可靠的替代產品。水性化是膨脹型防火涂料的重要轉型方向。目前，許多涂料企業(yè)相繼推出了商品化的水性產品，然而由于技術缺陷，該類產品主要面向低端市場。正在意義上的高性能膨脹型水性防火解決方案尚不成熟。

目前，膨脹型水性防火涂料主要面臨的技術問題有：(1)耐火性能過度依賴阻燃劑，導致顏基比過高，涂層疏松，涂層粘結強度低，抗沖擊、抗拉伸性能差，同時不具備腐蝕防護功能；(2)樹脂體系與阻燃劑體系引入了大量的極性基團，致使涂層吸水率高，早期耐水性差(施工遇雨易脫落)，易溶脹變形，易加速金屬腐蝕；(3)成炭不穩(wěn)定，耐火時間短；(4)耐久性差，耐火極限隨使用時間的延長下降明顯；(5)施工性不佳，厚涂易開裂。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于鋼結構表面，尤其適用于處于沖擊頻繁(如：土石飛濺)或高濕(如：地下室、游泳館)場合的鋼結構表面，具備優(yōu)異抗沖擊、抗拉伸、抗彎折、耐水和耐腐蝕性能的膨脹型水性防火涂料。該涂料為水基、單組份、自干型產品，其施工便捷、涂裝VOC排放低、低煙、無鹵，是高性能溶劑型防火涂料的環(huán)保替代品。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種膨脹型水性防火涂料，該涂料的成分如下：

本發(fā)明技術方案中，所述的聚氨酯-乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物乳液是通過如下方法制備得到：

S1：將50～70質量份的聚醚多元醇、10～30質量份的聚碳酸酯二醇、1～10質量份的1,4–丁二醇、5～12質量份的二羥甲基丙酸加入充氮的反應器，在110～130℃下真空脫水；降溫至80℃以下，加入150～300質量份的丁酮溶解物料；將10～20質量份的六亞甲基二異氰酸酯、30～50質量份的二苯基甲烷二異氰酸酯用丁酮稀釋后緩慢滴入反應器；加入0.5～1.5質量份的二正丁基錫二月桂酸酯，在70～80℃下攪拌反應3～4h；冷卻體系至45～55℃，加入0.1～0.4質量份的對苯二酚和5～20質量份的丙烯酸-β-羥丙酯繼續(xù)反應2～3h；加入2～10質量份的三乙胺中和反應體系，加入250～350質量份的水，高速攪拌轉相；蒸餾脫除溶劑，獲得聚氨酯預聚物水分散體；

S2：將80～120質量份的聚氨酯預聚物水分散體、10～30質量份的乙酸乙烯酯、5～15質量份的叔碳酸乙烯酯、10～50質量份的甲基丙烯酸甲酯、5～30質量份的丙烯酸丁酯、5～30質量份的苯乙烯和50～150質量份的水攪拌下混合均勻得到混合單體預乳液；將部分混合單體預乳液加入反應器中，升溫至80～85℃攪拌溶脹膠粒；加入過硫酸銨水溶液，攪拌聚合1h；補加剩余混合單體預乳液和過硫酸銨水溶液，繼續(xù)攪拌反應4～5h；隨后升溫至90～95℃進行保溫1h；冷卻至50℃以下，加入氨水調整體系pH值為7.5～8.5，過濾，獲得共聚物乳液。