[發明專利]一種多功能膨脹型防火涂料及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110776664.7
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113388294A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 孫彪;周剛;張欣遠;孟群智;李帥龍;董曉素;劉冬;王勇梅;王凱麗;邢夢瑤;王琪;徐乙鑫
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C09D125/14
• 分類號: C09D125/14;C09D5/18
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發明公開了一種多功能膨脹型防火涂料及制備方法和應用，屬于鋼結構材料表面防火涂料技術領域。該多功能膨脹型防火涂料按照質量百分比，包括下述組分：15?25％的脫水催化劑，2?5％的無機填料，2?4％的膨脹石墨?改性纖維素插層和12?15％的碳化劑，余量為有機硅改性苯丙乳液，將上述材料混合均勻即得多功能膨脹型防火涂料，該防火涂料具有良好的自我修復與阻燃能力，能有效修復受損區域，并顯著提高涂料的防火性能。

技術領域

本發明涉及一種多功能膨脹型防火涂料及制備方法和應用，屬于鋼結構材料表面防火涂料技術領域。

背景技術

目前，絕大多數的建筑物都是由木質聚合物、鋼結構和混凝土三者構成。其中，鋼材對溫度升高最敏感，當火災發生時，火場溫度能快速超過常用結構鋼的靜態平衡穩定性臨界溫度(550℃)。這會引起結構鋼重要的強度損失，使得鋼結構發生塑性變形，最終導致建筑物坍塌。為了解決以上問題，研究人員進行了不斷地研究和探索，發現在鋼結構表面涂刷防火涂料，能夠有效隔絕火場的高溫，使鋼結構保持在臨界溫度以下，極大地延長了鋼結構的耐火時間，有效降低了火災損失。

現有的膨脹型防火涂料多為溶劑型，密度大，其重量不僅會對鋼結構造成額外負擔，還存在易脫落、裝飾性差、維護周期短等缺點，同時存在揮發性強、毒性大、污染嚴重等問題，并且膨脹型防火涂料遇火發泡產生的氣孔大小不均勻或膨脹高度過高使得炭質層蓬松，往往受力不均而開裂，在火焰氣浪沖刷下容易脫落，長時間日曬后會產生疲勞損傷，受損脫落后不能有效覆蓋鋼結構進而影響其防火效果。

因此，發明一種能夠抵抗外部損傷、具有防止開裂脫落、穩定隔熱作用的多功能膨脹型防火涂料具有重要意義。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種能夠抵抗外部損傷、具有防止開裂脫落、穩定隔熱作用的多功能膨脹型防火涂料。

本發明的第二個目的是提供一種多功能膨脹型防火涂料的制備方法。

本發明的第三個目的是提供多功能膨脹型防火涂料在建筑、交通運輸、電器設備領域中的應用。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

技術方案之一：

一種多功能膨脹型防火涂料，多功能膨脹型防火涂料包含膨脹石墨-改性纖維素插層。

進一步，多功能膨脹型防火涂料按照質量百分比，包括下述組分：15-25％的脫水催化劑，2-5％的無機填料，2-4％的膨脹石墨-改性纖維素插層和12-15％的碳化劑，余量為有機硅改性苯丙乳液。

進一步，膨脹石墨-改性纖維素插層的制備包括以下步驟：S1，將2-氨基-4-羥基-6-甲基嘧啶(AHM)與1,6-己二異氰酸酯(HDI)混合，并在保護氣氛下反應，之后冷卻至室溫加入正戊烷，所得沉淀經過濾后用有機溶劑洗滌，真空干燥獲得2-(6-異氰酸酯己胺酰胺)-6-甲基-4-[H]-嘧啶酮(UPY-NCO)；S2，將第一步得到的2-(6-異氰酸酯己胺酰胺)-6-甲基-4-[H]-嘧啶酮(UPY-NCO)與羥丙基甲基纖維素(HPMC)、二月桂酸二丁基錫(DBTDL)溶解二甲基亞砜(DMSO)中，并在保護氣氛下反應，之后冷卻至室溫加入異丙醇，所得沉淀經過濾后用有機溶劑洗滌，真空干燥獲得改性纖維(HPMC-UPY)；S3，將可膨脹石墨(EG)和第二步得到的改性纖維(HPMC-UPY)分散在去離子水中得到分散體，之后超聲處理、靜置、過濾并干燥，獲得膨脹石墨-改性纖維素(EG-HPMC-UPY)插層。