[發(fā)明專利]一種遇火自玻璃化抗燒蝕的水基阻燃隔熱涂料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210926625.5
• 申請(qǐng)日: 2022-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN115093765B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明超;吳煜;朱應(yīng)國(guó);伍嘉萱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 芙責(zé)（天津）科技有限公司
• 主分類號(hào): C09D133/04
• 分類號(hào): C09D133/04;C09D125/14;C09D5/18;C09D7/61
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

一種遇火自玻璃化抗燒蝕的水基阻燃隔熱涂料的制備方法，其包括利用聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇、鈦白粉、氧化鎂粉、去離子水、消泡劑、分散劑制成膠態(tài)漿料，利用碳化硼粉、硼酸、硅溶膠、鋁溶膠、氯化鈉粉制成乳膏漿料，最后將膠態(tài)漿料、乳膏漿料與硅丙/苯丙混合乳液混合制成遇火自玻璃化抗燒蝕的水基阻燃隔熱涂料等步驟。本發(fā)明效果：該涂料可潤(rùn)濕并粘附于多種材料，適用于金屬材質(zhì)、玻璃鋼、木制品、有機(jī)制品等多種材料表面；遇火后可原位生成致密且耐高溫的硼硅鋁玻璃及部分陶瓷相，抗燒穿能力優(yōu)異，在丁烷火焰1200～1300℃火焰下灼燒1小時(shí)后，遇火表面無大熔坑出現(xiàn)；遇火后發(fā)泡膨脹性高，1.5mm的厚度在遇火后可膨脹至約12mm，可顯著提高涂層隔熱效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于防火涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種遇火自玻璃化抗燒蝕的水基阻燃隔熱涂料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種石油化工產(chǎn)品的廣泛使用，以及火力、電力和天然氣的使用日益增多，導(dǎo)致了越來越多的火災(zāi)事故發(fā)生。火災(zāi)會(huì)嚴(yán)重威脅人類生命和財(cái)產(chǎn)安全，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每年約有16.5萬人因火災(zāi)而喪生。除了提高火災(zāi)預(yù)警與滅火技術(shù)外，通過降低材料的易燃性來從本質(zhì)上減少火災(zāi)隱患引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。由于材料種類繁多，從技術(shù)層面和技術(shù)角度講不可能將所有的材料都制備成阻燃的，因此在材料表面涂覆阻燃隔熱涂層成為大家競(jìng)相研究的對(duì)象。目前市面上流通的大部分阻燃涂層都是以油基有機(jī)聚合物為基體，它們?cè)谟龌鸷蟀l(fā)泡過程中將不可避免地發(fā)煙和釋放一氧化碳等氣體，尤其不利于人員眾多位置處的防護(hù)安全，例如機(jī)場(chǎng)、車站、航站樓、居民樓等。因此，研發(fā)無鹵、低毒、低煙的具有高度環(huán)境友好性的新型阻燃隔熱涂層對(duì)于提高阻燃防火的安全系數(shù)具有重要的戰(zhàn)略意義。

相比于大部分油基(樹脂基)阻燃涂層，以丙烯酸乳液等為基體的水性阻燃發(fā)泡涂層在發(fā)煙量和一氧化碳釋放量方面都大大減少，是目前極具環(huán)境友好型的新型涂層。然而，相對(duì)于油基阻燃隔熱涂層，水基阻燃發(fā)泡涂層的抗燒穿能力與耐火極限還效果較差。同時(shí)，如何進(jìn)一步降低水基阻燃發(fā)泡涂層的發(fā)煙量也是急需解決的問題。

碳化硼(B₄C)是一種比碳化硅陶瓷更硬的超硬材料。除了作為金屬材料的增強(qiáng)相，它還通常被摻入到涂層中以提高其耐磨性。當(dāng)溫度高于500℃時(shí)，碳化硼氧化成氧化硼將產(chǎn)生約2.5倍的體積膨脹，熔融的氧化硼不僅可以通過填充裂紋和孔洞來優(yōu)化基體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還可以與氧化硅、氧化鋁等反應(yīng)形成耐火耐高溫的硼硅鋁玻璃。因此，碳化硼被廣泛用作制備耐火材料的改性劑，且效果明顯優(yōu)于氧化硼與硼酸。碳化硼氧化后的可改善結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)以及在溫度高于600℃時(shí)易反應(yīng)生成硼硅鋁玻璃的特點(diǎn)為其在阻燃隔熱涂料中的應(yīng)用提供了新的思路。第一方面，碳化硼的引入可以提高阻燃涂層的力學(xué)性能；第二方面，遇火后碳化硼氧化后產(chǎn)生的熔融氧化硼可以優(yōu)化發(fā)泡基體的多孔結(jié)構(gòu)；第三方面，熔融的氧化硼與涂料內(nèi)的硅源、鋁源反應(yīng)生成高致密、耐高溫、耐火的硼硅鋁玻璃可以提高涂料的抗燒蝕性能；第四方面，涂層外層所形成的高致密的硼硅鋁玻璃可以在一定程度上減少煙氣的釋放。然而，碳化硼在阻燃隔熱涂層中的應(yīng)用還鮮有報(bào)道。因此，利用碳化硼來制備可遇火自玻璃化的高抗燒蝕性阻燃隔熱涂料是極具創(chuàng)新性的，而如何調(diào)控配方來平衡高發(fā)泡膨脹與可玻璃化是制備新型涂料的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種遇火自玻璃化抗燒蝕的水基阻燃隔熱涂料的制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的遇火自玻璃化抗燒蝕的水基阻燃隔熱涂料的制備方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)將聚磷酸銨APP、三聚氰胺MEL、季戊四醇PER、鈦白粉、氧化鎂粉、去離子水、消泡劑和分散劑按比例稱量，然后利用機(jī)械攪拌均勻，之后置于球磨罐內(nèi)，利用星型球磨機(jī)進(jìn)行球磨，獲得白色膠態(tài)漿料；

2)將碳化硼粉、硼酸、硅溶膠、鋁溶膠和氯化鈉粉按比例稱量，然后利用機(jī)械攪拌均勻，獲得灰色膏狀漿料；

3)將硅丙乳液與苯丙乳液按比例稱量，然后利用機(jī)械攪拌均勻，獲得均勻的混合乳液；