[發(fā)明專利]一種陶瓷化氣凝膠水性隔熱阻火涂料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310050717.6
• 申請日: 2023-02-01
• 公開（公告）號: CN116218303A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張丁日;宋淼;龍立春
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南奧飛新材料有限公司
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;H01M10/658;C09D175/04;C09D5/18;C09D7/61;C09D5/14;C09D7/20
• 代理公司: 北京慧而行專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11841
• 代理人: 李銳

本申請公開了一種陶瓷化氣凝膠水性隔熱阻火涂料及其制備方法和應(yīng)用。涂料中添加的SiOsubgt;2/subgt;氣凝膠，為涂膜提供優(yōu)異的隔熱保溫性能；通過添加0.5～3wt％的助瓷劑，在不顯著降低涂膜導(dǎo)熱系數(shù)的前提下，降低SiOsubgt;2/subgt;氣凝膠的表面熔化溫度，涂膜遇火時，助瓷劑與SiOsubgt;2/subgt;氣凝膠協(xié)同作用，在800℃左右，SiOsubgt;2/subgt;氣凝膠從表層到內(nèi)部逐步吸熱進而傳質(zhì)擴散熔化，和助瓷劑一起作為無機粘結(jié)相與輕質(zhì)填料形成多孔陶瓷結(jié)構(gòu)，阻擋火焰擊穿，同時仍保留隔熱性能；常溫環(huán)境中，助瓷劑的存在還可以提高涂膜的抗菌防霉性及遮蓋力，市場前景可觀。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及化工涂料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種陶瓷化氣凝膠水性隔熱阻火涂料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

熱量傳遞主要有3種方式，即熱傳導(dǎo)、對流傳熱、輻射傳熱。氣凝膠具有極高的孔隙率，固含量極低，因此固體熱傳導(dǎo)很小；氣凝膠內(nèi)部平均孔徑為20-50nm，而空氣分子的平均自由程約為70nm，空氣在氣凝膠孔洞內(nèi)無法流動，從而抑制空氣的對流輻射；氣凝膠內(nèi)部具有無數(shù)的孔洞，每個孔壁均可作為輻射的反射面和折射面，可以很大程度地阻隔輻射傳熱。因此氣凝膠具有非常優(yōu)異的隔熱保溫性能。

現(xiàn)有防火涂料主要有膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料。膨脹型防火涂料遇火膨脹形成泡沫炭層，但泡沫炭層強度低，在火焰沖擊下極易脫落，進而喪失隔熱防火性能，因此使用場景受限；非膨脹型防火涂料多采用脆性無機膠粘劑，使用厚度厚，美觀度差，抗裂性、抗震性、防水性、施工適宜性差，易空鼓開裂，質(zhì)脆，易粉化脫落。

專利申請CN108997911A公開了一種氣凝膠防火隔熱涂料，涂料中添加納米陶瓷粉體，涂層中的納米陶瓷粉體受熱后陶瓷化，在基材表面形成一層膨脹的陶瓷膜，阻止熱量向金屬表面?zhèn)鬟f，盡管該涂料對熱量和火焰有一定的阻隔作用，但是膨脹的陶瓷層力學(xué)性能差，容易被火焰或氣焰沖破，進而喪失阻火作用，根據(jù)該方案制備的涂層經(jīng)過800℃丁烷焰燃燒5min后，使用0.8MPa的氣流沖擊出現(xiàn)大面積破碎脫落問題。發(fā)明人的在先申請CN114702867A公開了一種氣凝膠保溫裝飾水性涂料，該涂料不具備防火、阻火以及高溫陶瓷化特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種陶瓷化氣凝膠水性隔熱阻火涂料，所述陶瓷化氣凝膠水性隔熱阻火涂料按質(zhì)量百分比含量計包括水性氣凝膠分散體：34～47wt％、水性樹脂：28～42wt％、輕質(zhì)填料：10～18wt％、阻火劑：3～5wt％、助瓷劑：0.5～3wt％、增稠劑：0.1～0.5wt％、潤濕劑：0.1～0.4wt％、分散劑：0.1～0.3wt％、消泡劑：0.1～0.6wt％、pH調(diào)節(jié)劑：0.05～0.3wt％、殺菌劑：0.05～0.3wt％和余量的水；

所述氣凝膠分散體為SiO₂氣凝膠分散體；所述助瓷劑為石灰石和碳酸鈉的混合物；

所述石灰石與碳酸鈉的質(zhì)量比為1：0.8～1.2；所述石灰石的粒徑為10～50μm。

進一步的，所述水性氣凝膠分散體包括氣凝膠粉體分散體和/或氣凝膠顆粒分散體；

所述氣凝膠粉體分散體按質(zhì)量百分比含量計包括氣凝膠粉體：10％～20wt％、功能助劑：1～5％和余量的水；

所述氣凝膠顆粒分散體按質(zhì)量百分比含量計包括氣凝膠顆粒45％～53wt％、功能助劑：1～5％和余量的水；所述氣凝膠粉體的粒徑為10～150μm，所述氣凝膠顆粒的粒徑0.5～2.5mm，所述氣凝膠粉體或氣凝膠顆粒與水的接觸角大于90度，所述氣凝膠粉體或氣凝膠顆粒的比表面積大于600m²/g；

所述功能助劑為非離子性聚氧乙烯改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚有機硅氧烷、羥基聚醚改性聚有機硅氧烷中的一種或多種。