[發明專利]超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料的制備方法

有效

• 申請號: 202111084360.0
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN113736328B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 吳登澤;胡茂林
• 申請（專利權）人: 溫州大學新材料與產業技術研究院
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D5/18;C09D7/61;B01F27/90;B01F35/71;B01F35/75;B01F101/30
• 代理公司: 常州智慧騰達專利代理事務所(普通合伙) 32328
• 代理人: 楊雪

本發明提供一種超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料的制備方法，屬于阻燃材料技術領域。以傳統的聚磷酸銨?三聚氰胺?季戊四醇為膨脹阻燃體系，以二氧化肽為填料，加入包含納米氫氧化鋁、石墨烯與納米二氧化硅的無機納米阻燃復合物，制備超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料，所制備的超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料性能優良，涂層膨脹迅速且均勻，炭層致密。制備過程中，將石墨烯與納米二氧化硅首先混合，形成穩定的納米二氧化硅?石墨烯體系，然后加入納米氫氧化鋁，形成Al?O?Si的弱化學鍵，同時采用膜接觸混合，提高納米材料分散度，提高阻燃涂料的疏水性能，提高阻燃涂料與基材的附著力。

本申請是專利申請號為“201911169881.9”、申請日為“2019年11月26日”、名稱為“超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料及其制備方法”的分案申請。

技術領域

本發明屬于阻燃材料技術領域，具體涉及一種超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料的制備方法。

背景技術

鋼結構作為現代建筑的主要形式，因具有質量輕、強度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工業化程度高，空間利用率大，節省投資等優點。鋼材力學性能的臨界溫度在540℃，而當建筑物發生火災時，火場的溫度在幾分鐘之內即可達到1000℃左右，裸露的鋼材很快就會上升到540℃的臨界溫度以上，其承載力就會急劇下降而導致建筑物坍塌，從而成巨大的財產損失和嚴重的人員傷亡。因此，對鋼結構進行防火保護是必須的，使用防火涂料就是一種理想的保護方法。

目前國內鋼結構防火中大量應用的是超薄型鋼結構防火涂料，其是一種膨脹型涂料，其用量幾乎占全部防火涂料的90％。膨脹型鋼結構防火涂料是以天然或者合成的高聚物(一般為樹脂或乳液)為基料，填加脫水成炭催化劑、成炭劑、發泡劑，再輔以一些無機調料和助劑的混合體，在常溫下形成厚度1.5mm至3mm的涂層，火災時發生膨脹炭化，形成40mm至100mm的炭化層，起到防火保護作用。而普通的水性防火阻燃涂料存在諸多的不足，主要表現為防火性能不佳，遇火膨脹后涂層強度差，會剝離，影響防火性能，耐久性和耐老化性能不佳，涂層與基材結合力會逐漸下降，影響防火性能，遇火時存在煙氣安全問題。

研究表明，納米材料由于其自身具有量子尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應及荷葉雙疏特性，應用于防火涂料中，能夠顯著提高防火涂料的耐火極限、粘接強度、附著力、防水性、耐候性及色澤性，然而，納米材料由于自身的團聚性，不能很好的分散在涂料的溶劑體系中，導致納米防火涂料的防火性能受限。

現有技術中，提供的部分納米型防火涂料及其制備方法，將納米材料，如納米二氧化硅、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂、納米蒙脫土等進行改性，例如使用偶聯劑、修飾劑等進行偶聯、接枝，以提高納米材料的分散性。然而，不管是使用偶聯劑還是修飾劑，都改變了納米材料的表面性質，使防火涂料的表面遷移能力增強，降低了納米型防火涂料的耐火極限及與基材結合時的附著力和粘結強度，且一定程度上增加了防火涂料的涂層厚度，使得納米型防火涂料的應用受限。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料的制備方法，以解決現有技術中存在的對納米材料進行改性后，降低了納米材料的表面性能，降低了納米型防火涂料的耐火極限及與基材結合時的附著力和粘結強度的技術問題。

一種如超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料的制備方法，包括以下步驟：

a.無機納米阻燃復合物的制備：

a1.按重量比(1～3):1稱取石墨烯和納米二氧化硅，在高溫環境下，使石墨烯和二氧化硅充分混合，制備A無機混合物；

a2.稱取與石墨烯等重量的納米氫氧化鋁，在高溫環境下，加入到A無機混合物中，并使納米氫氧化鋁與A無機混合物充分混合，制備無機納米阻燃復合物；

b.超薄水性膨脹型鋼結構納米阻燃涂料的制備：