[發(fā)明專利]一種碳纖維防火阻燃涂料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011630786.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112574611A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝玉峰;陸洪彬;徐海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通晶銳新型碳材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C09D5/18
• 分類號(hào): C09D5/18;C09D133/04;C09D175/04;C09D163/00;C09D191/06;C09D7/61;C09D7/63
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本發(fā)明公開(kāi)了一種碳纖維防火阻燃涂料，由硅丙乳液、聚氨酯乳液、碳纖維、溴化環(huán)氧樹(shù)脂、甲基納迪克酸酐、二乙基四甲基咪唑、鈦白粉、氯化石蠟及其他助劑組成。本發(fā)明在涂料中加入溴化環(huán)氧樹(shù)脂和氯化石蠟提高涂料的防火阻燃性能，復(fù)合硅丙乳液與聚氨酯乳液提高粘結(jié)、拉伸強(qiáng)度，碳纖維與聚氨酯樹(shù)脂的混合搭配，兼顧碳材料的耐磨、阻燃特性與聚氨酯樹(shù)脂的彈性與柔韌性。本發(fā)明不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體和煙，同時(shí)制備方法簡(jiǎn)單、易操作，生產(chǎn)安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)化效益突出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及碳纖維類防火阻燃涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

防火涂料涂覆于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性，阻滯火災(zāi)的蔓延，或是涂覆于結(jié)構(gòu)材料表面，用于提高構(gòu)件的耐火極限。防火涂料一般由基料、分散介質(zhì)、阻燃劑、填料、助劑等組成，其阻燃原理一般分為膨脹型和非膨脹型兩類。非膨脹型防火涂料是靠其自身的高難燃或不燃性來(lái)達(dá)到阻燃防火的目的，要想達(dá)到好的防火效果必須涂得很厚，添加大量含鹵素、氮、磷等阻燃劑，產(chǎn)生大量有毒氣體；膨脹型防火涂料就是涂膜受熱膨脹形成蜂窩狀炭化層，使火焰熱量受到隔離而減少或減緩對(duì)底材的傳遞，同時(shí)在高溫時(shí)涂料分解出不燃?xì)怏w，隔絕并稀釋了空氣，另外涂層在防火時(shí)發(fā)生的一系列物理和化學(xué)反應(yīng)吸收了大量熱量從而起到阻燃和延緩火焰擴(kuò)展、蔓延，為人們提供滅火的時(shí)間，但膨脹型防火涂料含有大量的有機(jī)樹(shù)脂，引起發(fā)煙量的增加。

目前市場(chǎng)上急需一種耐溫性能好、發(fā)煙量低且遇火膨脹后具備足夠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的膨脹型阻燃防火涂料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)目前防火涂料的缺點(diǎn)，提供了一種碳纖維防火阻燃涂料與其簡(jiǎn)單、易操作的制備方法，在實(shí)現(xiàn)較高的防火阻燃性能的同時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體和煙，降低涂料在火災(zāi)中對(duì)人體的傷害。

本發(fā)明所述的碳纖維防火阻燃涂料，由以下各組分組成，各組分重量比例如下：硅丙乳液35～45％、聚氨酯8～12％、碳纖維2～6％、溴化環(huán)氧樹(shù)脂10～20％、甲基納迪克酸酐10～20％、二乙基四甲基咪唑0.5～1.0％、鈦白粉10～20％、氯化石蠟5～10％、分散劑1-2％、消泡劑0.5～1.0％、防霉劑0.5～1.0％。

制備方法包括如下步驟：

S1稱取溴化環(huán)氧樹(shù)脂、甲基納迪克酸酐，在強(qiáng)制攪拌機(jī)中攪拌均勻得混合液；

S2將步驟S1所得混合液與硅丙乳液、聚氨酯、碳纖維及二乙基四甲基咪唑投入反應(yīng)釜進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后保溫1-2h得到共聚乳液；

S3將步驟S1所得的共聚乳液與鈦白粉、氯化石蠟、分散劑、消泡劑、防霉劑，投入高速分散釜，充分?jǐn)嚢韬筮^(guò)篩即得防火阻燃涂料。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維防火阻燃涂料，其特征在于，所述步驟S2中反應(yīng)溫度控制在60～80℃之間，反應(yīng)時(shí)間在3-5h。

進(jìn)一步的其所述溴化環(huán)氧樹(shù)脂其外觀為淺黃色至黃色液體，環(huán)氧值0.23~0.26，有機(jī)氯（當(dāng)量/100g）≤0.005，無(wú)機(jī)氯（當(dāng)量/100g）≤0.001，固含量為59~61%，溴含量為46~51%。

進(jìn)一步的其所述碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量碳纖維的新型纖維材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明在涂料的配比中加入溴化環(huán)氧樹(shù)脂和氯化石蠟，二者具備協(xié)同作用，大幅提高了涂料的防火阻燃性能。

2、硅丙與聚氨酯乳液的復(fù)合提高了粘結(jié)、拉伸強(qiáng)度，碳纖維與聚氨酯樹(shù)脂的混合搭配，兼顧碳材料的耐磨、阻燃特性與聚氨酯樹(shù)脂的彈性與柔韌性。。

3、本發(fā)明的涂料不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體和煙，同時(shí)制備方法簡(jiǎn)單、易操作，生產(chǎn)安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)化效益突出。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1：