[發明專利]一種石墨烯電線電纜阻燃涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011091780.7
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112226126A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 鄭罡;南鈺;宋瑞卿;趙明;王軍亭;郝婧;王艷芝
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司開封供電公司;中原工學院
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D151/08;C09D131/04;C09D5/18;C09D7/20
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 楊明環

本發明公開了一種石墨烯電線電纜阻燃涂料及其制備方法，包括以下重量份的原料：水性成膜基料55～72份、石墨烯0.01～5份、二氧化硅1.5～3.0份、蒙脫土1.5～3.0份、水40～55份、聚磷酸銨50～60份、三聚氰胺30～36、季戊四醇20～24份、鈦白粉12～15份、助劑3～5份。本發明工藝簡單，制作方便；本發明的阻燃涂料屬于水性膨脹型阻燃涂料，采用水為溶劑，對環境友好；在涂料中使用了石墨烯，提高了防火性能；添加的納米二氧化硅，可提高材料的防火能力、防水能力和機械性能；納米蒙脫土能有效地提高防火效率。

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，特別是涉及一種石墨烯電線電纜阻燃涂料及其制備方法。

背景技術

電是當代社會的主要能源，電力輸送離不開電線電纜。隨著中國經濟的快速發展，電力電纜被廣泛應用于工業化、城鎮化和信息化建設，人們對電力系統的依賴程度也隨著城市發展進程的加快而增強。

電纜外層包含有外護套、阻水層和絕緣層等多層聚合物結構，均具有易燃性，也使得電纜的傳熱、形變與燃燒過程變得復雜，當電纜在過載、短路、局部過熱等故障狀態或外熱作用下可能引發火災事故，因而電氣火災的防治一直是消防工作的重點。我國《電力工程電纜設計標準》對電纜的防火提出以下對策：采用防火分隔，采用耐火電纜，采用阻燃電纜及增設專用消防裝置等等。電纜系統的敷設，往往難免穿墻破洞，從而一定程度上破壞了防火隔斷，并進而導致防火分區功能弱化，因此，防火隔墻兩側附近電纜著火與燃燒性能的抑制，對于阻止電纜火災縱向蔓延擴大是極為重要的，也是電纜系統熱災害防治水平提高的重要環節。在防火隔斷兩側附近電纜表面涂覆防火涂層，可以有效減少電纜火災的蔓延和傳播，是一種常用的、經濟的方法。

防火涂料即阻燃涂料，將其涂覆在物體表面阻隔熱量傳遞、降低物體的可燃性，具有降低其升溫速率，阻滯火勢蔓延，提高物體耐火極限的作用。目前國內使用的主要是溶劑型電纜阻燃涂料，市場占有率達到95％以上。盡管它對電纜的阻燃起到了一定的作用，但仍存在許多不盡人意的缺點，主要表現在以下幾個方面：1)涂料的固含量僅50％，使用后將有50％的有害有機溶劑完全揮發污染大氣環境。2)涂料的生產和施工過程伴有大量有機溶劑揮發，嚴重影響生產施工人員身體健康。3)在電纜隧道施工過程中，由于密閉環境通風不好，施工人員很難連續施工，會嚴重影響工程施工進度和效率。4)有機溶劑的易燃性導致涂料施工及涂膜干燥過程隱藏著極大火災隱患。因此只有在阻燃涂料完全干燥的條件下，才能起到阻燃作用，否則還會擴大火災的趨勢。因此需要新的阻燃涂料來滿足電線電纜的阻燃需求。

發明內容

本發明的目的就在于克服上述不足，提供一種石墨烯電線電纜阻燃涂料及其制備方法。

為達到上述目的，本發明是按照以下技術方案實施的：

一種石墨烯電線電纜阻燃涂料，包括以下重量份的原料：水性成膜基料55～72份、石墨烯0.01～5份、二氧化硅1.5～3.0份、蒙脫土1.5～3.0份、水40～55份、聚磷酸銨50～60份、三聚氰胺30～36、季戊四醇20～24份、鈦白粉12～15份、助劑3～5份。

優選的，所述石墨烯為納米氧化石墨烯；所述二氧化硅為納米二氧化硅；所述蒙脫土為納米蒙脫土。

優選的，所述水性成膜基料為丙烯酸乳液、丙烯酸聚氨酯共聚乳液、醋叔聚合物乳液、硅丙乳液中的至少一種。

優選的，所述助劑為分散劑、成膜助劑、消泡劑、流平劑中的最少一種。

優選的，所述水性成膜基料為丙烯酸乳液、丙烯酸聚氨酯共聚乳液的混合物；所述丙烯酸乳液、丙烯酸聚氨酯共聚乳液的質量比為3:2。

優選的，所述水性成膜基料為丙烯酸乳液、硅丙乳液的混合物；所述丙烯酸乳液、硅丙乳液的質量比為1:1。

本發明還公開了石墨烯電線電纜阻燃涂料的制備方法，包括以下步驟：