一种耐高温防火保温涂料的制备方法与流程

1.本发明属于防火涂料制备技术领域，尤其涉及一种耐高温防火保温涂料的制备方法。


背景技术：

2.防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。
3.现有的防火涂料存在以下缺陷：1、耐火保温性能、耐高温性能均不理想，使用后的涂层还容易开裂；2、在制备过程中，将物料投入常规的搅拌装置中进行搅拌，搅拌装置的搅拌性能差，难以保证各物料充分混合，存在物料分层、混合不均匀的问题；搅拌桶无法拆下，部分物料粘附在搅拌桶的内壁上，操作空间小，这些残留料取出不方便，影响成品的收集量，也不便于全面清理搅拌装置。


技术实现要素：

4.本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种耐高温防火保温涂料的制备方法，工艺简单，分步有序，易于控制、调整，利于各物料混合充分、均匀，成品取料方便，制得的涂料具有优良的耐高温性能、耐火性能、隔热性能、阻燃性能、保温性能和抗开裂性能。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种耐高温防火保温涂料的制备方法，包括如下步骤：
7.(a)搅拌装置就位：将搅拌桶安装到转盘上、安装支架固定在安装台上；
8.(b)搅拌混合：
9.⑴
先将硅溶胶、水、耐高温树脂、稀土和矿物纤维加入到搅拌桶内，开启驱动电机，驱动电机带动驱动盘转动，驱动盘带动传动杆做偏心运动，传动杆上的限位销来回运动在限位杆上的限位通槽中，传动杆带动弧形安装杆来回摆动，通过固定杆带动搅拌组件对物料进行搅拌混合，搅拌时间为10～12min，在搅拌过程中，流动的物料与搅拌轮接触，带动搅拌轮转动，搅拌轮通过叶片搅拌物料；
10.⑵
然后向搅拌桶内加入钛白粉、硅石灰粉和硅酸钙粉，继续搅拌5～10min；
11.(c)添加助剂：
12.⑴
向搅拌桶内加入助剂，开启伺服电机，伺服电机带动转盘顺时针转动，转盘带动搅拌桶转动，将物料进行搅拌混合，搅拌时间为5～10min；
13.⑵
然后控制伺服电机带动转盘逆时针转动，继续对物料进行搅拌，搅拌时间为5～10min；
14.⑶
在搅拌过程中，流动的物料不断碰撞搅拌叶，带动搅拌叶转动，对物料进行切割搅拌，制得涂料；
15.(d)包装：拆下搅拌桶，取出涂料，包装入库。
16.进一步，步骤(a)的具体做法为：
⑴
将挡料罩底部的定位块插入到搅拌桶顶面上的定位插槽内，使得挡料罩限位在搅拌桶上；
⑵
将搅拌桶侧面把块底面上的套槽套住固定座上的l型支撑杆，使得搅拌桶限位在转盘上；
⑶
将安装支架一侧的定位板上的矩形通槽套住安装台上的矩形座，使得安装支架限位在安装台上，搅拌组件伸入到搅拌桶内，然后在固定螺柱上安装紧固螺帽，通过紧固螺帽压住定位板。
17.进一步，步骤(d)中拆下搅拌桶的具体做法为：拧松紧固螺帽至脱离固定螺柱，向上抬起安装支架，将安装支架拆离安装台，然后向上抬起搅拌桶，将搅拌桶拆离转盘，拆装简单，操作难度低，便于将搅拌桶内的成品涂料取出，操作空间大，提高收集量，减少浪费。
18.进一步，步骤(c)中所用助剂包括分散剂、稳定剂和抗裂剂，分散剂为焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯的一种或两种以上混合物，稳定剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、十二烷基氯化铵中的一种或两种混合物，抗裂剂为氟化钠、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯
‑
乙烯中的一种或两种以上混合物，分散剂和稳定剂使涂料中的粉状物料和矿物纤维均匀稳定地分散在涂料体系内，使涂料体系稳定，抗裂剂提高了涂料使用后的抗开裂性能，不易开裂，使用寿命长。
19.进一步，搅拌装置包括安装台，安装台上转动连接有转盘，安装台的底面上设有伺服电机，伺服电机带动转盘转动，转盘上设有搅拌桶，搅拌桶上设有挡料罩；安装台上设有安装支架，安装支架上转动连接有限位杆和驱动盘，安装支架上设有驱动电机，驱动电机带动驱动盘转动，驱动盘上偏心设置有传动杆，传动杆上设有限位销，限位杆上设有限位通槽，限位销活动在限位通槽中，传动杆上设有弧形安装杆，弧形安装杆的下端设有固定杆，固定杆上对称分布有搅拌组件，搅拌桶周向转动，搅拌组件上下摆动，不断搅动物料，改变流速及流向，增大了物料间的接触面积，混合更加充分、均匀，搅拌效果好。
20.进一步，转盘上设有固定座，固定座上均匀分布有l型支撑杆，搅拌桶的侧面设有把块，把块的底面上设有与l型支撑杆的端部相适配的套槽，搅拌桶与转盘之间采用可拆卸的连接方式，便于取料、清洗、更换，操作空间大，加入物料后增加了搅拌桶的重量，使其更加不容易向上脱离l型支撑杆，安装可靠；把块的设置便于工作人员施力把握，拿取搅拌桶，还起到连接作用，丰富了功能性。
21.进一步，挡料罩的底部设有定位块，搅拌桶的顶面上设有与定位块相对应的定位插槽，挡料罩可拆卸，随装随用，便于收集挡料罩内壁上粘附的涂料，提高收集量，灵活方便，安装可靠，不容易自由脱离。
22.进一步，安装支架的一侧设有定位板，定位板上设有矩形通槽，安装台上设有与矩形通槽相对应的矩形座，矩形座上设有固定螺柱，固定螺柱上连接有紧固螺帽，紧固螺帽压住定位板，安装支架可拆卸，便于检修、更换，操作空间大，随装随用，矩形座限制安装支架横向滑动，紧固螺帽限制安装支架纵向滑动，双向受限，安装可靠。
23.进一步，搅拌桶的内壁上设有安装板，安装板上等距分布有安装块，安装块上转动连接有搅拌叶，流动的物料带动搅拌叶转动，搅拌叶获得切割力，将物料切散，四处散开，重新混合，利于混合均匀。
24.进一步，搅拌组件包括安装轴和搅拌轮，搅拌轮转动连接在安装轴上，搅拌轮上周向分布有叶片，安装轴对称分布在固定杆上，在搅拌过程中，弧形安装杆来回搅动搅拌桶内的物料，物料不断流动带动搅拌轮转动，使得叶片获得切割力，将物料切散，增大接触面积，
混合更均匀，相互作用，从而提高了搅拌效果。
25.本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
26.搅拌桶与转盘之间采用可拆卸的连接方式，便于取料、清洗、更换，操作空间大，加入物料后增加了搅拌桶的重量，使其更加不容易向上脱离l型支撑杆，安装可靠；安装支架可拆卸，便于检修、更换其上设置的部件，操作空间大，随装随用，矩形座限制安装支架横向滑动，紧固螺帽限制安装支架纵向滑动，双向受限，安装可靠；制备结束后，依次可拆下安装支架、搅拌桶、挡料罩，排出搅拌桶内的成品涂料，刮下搅拌桶的内壁上和挡料罩的内壁上粘附的涂料并进行收集，将收集到的涂料包装入库，操作便捷，取料方便，操作空间大、难度低，劳动强度低，提高了成品涂料的收集量，减少浪费，便于单独、全面清理搅拌桶和挡料罩，避免对下一次涂料制备产生影响
27.先将大颗粒状物料搅拌成小颗粒状，进行充分混合，此时物料间的间隙较大，后加入的粉状物料经搅拌后不断填入到这些间隙中，保证了充足的接触面积，混合更均匀，分批加料，易于控制，提高了混合效果。搅拌桶周向转动，使得物料处于流动状态，配合搅拌组件上下搅动物料，实现水平向和竖直向共同搅拌，搅拌范围大、更全面，提高了物料的流动性，使得物料间无序碰撞，被切散成不同形态，不断改变流速及流向，增大了物料间的接触面积，在搅拌桶内形成多股旋流，反复接触，混合更加充分、均匀，搅拌效果好，避免出现物料分层和混合不均匀的问题。
28.在搅拌过程中，弧形安装杆和安装轴来回搅动搅拌桶内的物料，流动的物料不断与搅拌轮接触，带动搅拌轮转动，使得叶片获得切割力，将物料切散，增大物料间的接触面积，混合更均匀，相互作用，从而提高了搅拌效果，同时流动的物料不断碰撞搅拌叶，带动搅拌叶转动，搅拌叶获得切割力，将物料切散，进行切割搅拌，物料向四处散开，重新混合，混合更均匀。
29.制得的涂料具有优良的耐高温性能、耐火性能、隔热性能、阻燃性能、保温性能和抗开裂性能。
附图说明
30.下面结合附图对本发明作进一步说明：
31.图1为本发明中搅拌装置的结构示意图；
32.图2为本发明中安装支架和限位杆、弧形安装杆连接的结构示意图；
33.图3为本发明中搅拌桶和转盘连接的结构示意图；
34.图4为本发明中搅拌桶的内部结构示意图；
35.图5为本发明中搅拌桶和挡料罩连接的结构示意图；
36.图6为本发明中安装台的结构示意图。
37.图中：1
‑
安装台；2
‑
转盘；3
‑
伺服电机；4
‑
搅拌桶；5
‑
安装板；6
‑
安装块； 7
‑
搅拌叶；8
‑
固定座；9
‑
l型支撑杆；10
‑
把块；11
‑
套槽；12
‑
挡料罩；13
‑
定位块；14
‑
定位插槽；15
‑
安装支架；16
‑
定位板；17
‑
矩形通槽；18
‑
矩形座；19
‑ꢀ
固定螺柱；20
‑
紧固螺帽；21
‑
限位杆；22
‑
驱动盘；23
‑
驱动电机；24
‑
传动杆； 25
‑
限位销；26
‑
限位通槽；27
‑
弧形安装杆；28
‑
固定杆；29
‑
安装轴；30
‑
搅拌轮；31
‑
叶片；32
‑
出料口；33
‑
密封塞。
具体实施方式
38.如图1至图6所示，为本发明一种耐高温防火保温涂料的制备方法，包括如下步骤：
39.(a)搅拌装置就位：搅拌装置包括安装台1，安装台1上转动连接有转盘 2，安装台1的底面上设有伺服电机3，伺服电机3带动转盘2转动，转盘2上设有搅拌桶4，搅拌桶4的内壁上设有安装板5，安装板5上等距分布有安装块 6，安装块6上转动连接有搅拌叶7。转盘2上设有固定座8，固定座8上均匀分布有l型支撑杆9，搅拌桶4的侧面设有把块10，把块10的底面上设有与l 型支撑杆9的端部相适配的套槽11，搅拌桶4与转盘2之间采用可拆卸的连接方式，便于取料、清洗、更换，操作空间大，加入物料后增加了搅拌桶4的重量，使其更加不容易向上脱离l型支撑杆9，安装可靠；把块10的设置便于工作人员施力把握，拿取搅拌桶4，还起到连接作用，丰富了功能性。
40.搅拌桶4上设有挡料罩12，挡料罩12可有效阻挡物料向外飞溅，避免影响成品收集量和污染工作环境。挡料罩12的底部设有定位块13，搅拌桶4的顶面上设有与定位块13相对应的定位插槽14，挡料罩12可拆卸，随装随用，便于收集挡料罩12内壁上粘附的涂料，提高收集量，灵活方便，安装可靠，不容易自由脱离。
41.安装台1上设有安装支架15，安装支架15的一侧设有定位板16，定位板 16上设有矩形通槽17，安装台1上设有与矩形通槽17相对应的矩形座18，矩形座18上设有固定螺柱19，固定螺柱19上连接有紧固螺帽20，紧固螺帽20 压住定位板16，安装支架15可拆卸，便于检修、更换，操作空间大，随装随用。安装支架15上转动连接有限位杆21和驱动盘22，安装支架15上设有驱动电机 23，驱动电机23带动驱动盘22转动，驱动盘22上偏心连接有传动杆24，传动杆24上设有限位销25，限位杆21上设有限位通槽26，限位销25活动在限位通槽26中，传动杆24上设有弧形安装杆27，弧形安装杆27的下端设有固定杆 28，固定杆28上对称分布有搅拌组件，搅拌组件包括安装轴29和搅拌轮30，搅拌轮30转动连接在安装轴29上，搅拌轮30上周向分布有叶片31，安装轴 29穿过固定杆28，安装轴29对称分布在固定杆28上，保证了足够的搅拌范围。
42.⑴
将挡料罩12底部的定位块13插入到搅拌桶4顶面上的定位插槽14内，使得挡料罩12限位在搅拌桶4上，定位方便，组装便捷，操作难度低。
43.⑵
将把块10底面上的套槽11套住固定座8上的l型支撑杆9，使得搅拌桶 4限位在转盘2上，安装简单，l型支撑杆9给予把块10支撑，并限制把块10 周向活动，提高了搅拌桶4的安装稳固性。
44.⑶
将定位板16上的矩形通槽17套住安装台上的矩形座18，使得安装支架 15限位在安装台上，搅拌组件伸入到搅拌桶4内，固定螺柱19外露，然后在固定螺柱19上安装紧固螺帽20，通过紧固螺帽20压住定位板16，矩形座18限制安装支架15横向滑动，紧固螺帽20限制安装支架15纵向滑动，双向受限，安装可靠。
45.(b)搅拌混合：
46.⑴
先将硅溶胶、水、耐高温树脂、稀土和矿物纤维加入到搅拌桶4内，硅溶胶为si02含量25
‑
30wt％的碱性硅溶胶，具有较强的耐火性能，耐高温树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂或有机硅改性环氧树脂中的一种或两种以上的混合物，具有优良的耐高温性能，稀土的成分为纳米氧化铈，起到绝热保温的作用，矿物纤维为花岗岩纤维、硅胶纤维、碳纤维、羟基磷灰石纤维或玄武岩纤维中的两种以
上的混合物，具有较好的耐高温性能、隔热性能和阻燃性能，当矿物纤维选用碳纤维、羟基磷灰石纤维、玄武岩纤维中的两种以上的混合物时，分散在涂料体系中可起到桥架交联的作用，在涂料使用后的涂层中可交织成网状结构，提高抗开裂性能。
47.开启驱动电机23，驱动电机23带动驱动盘22转动，驱动盘22带动传动杆 24做偏心运动，传动杆24上的限位销25来回运动在限位杆21上的限位通槽 26中，限位杆21的一端限位连接在安装支架15上，实现传动杆24带动弧形安装杆27来回摆动，弧形安装杆27通过固定杆28带动搅拌组件对物料进行搅拌混合，搅拌时间为10～12min，在搅拌过程中，弧形安装杆27和安装轴29来回搅动搅拌桶4内的物料，流动的物料不断与搅拌轮30接触，带动搅拌轮30转动，使得叶片31获得切割力，将物料切散，增大物料间的接触面积，混合更均匀，相互作用，从而提高了搅拌效果。
48.⑵
然后向搅拌桶4内加入钛白粉、硅石灰粉和硅酸钙粉，继续搅拌5～10min，先将大颗粒状物料搅拌成小颗粒状，进行充分混合，此时物料间的间隙较大，后加入的粉状物料经搅拌后不断填入到这些间隙中，保证了充足的接触面积，混合更均匀，分批加料，易于控制，提高了混合效果。
49.(c)添加助剂：
50.⑴
向搅拌桶4内加入助剂，所用助剂包括分散剂、稳定剂和抗裂剂，分散剂为焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯的一种或两种以上混合物，稳定剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、十二烷基氯化铵中的一种或两种混合物，抗裂剂为氟化钠、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯
‑
乙烯中的一种或两种以上混合物，分散剂和稳定剂使涂料中的粉状物料和矿物纤维均匀稳定地分散在涂料体系内，使涂料体系稳定，抗裂剂提高了涂料使用后涂层的抗开裂性能，不易开裂，使用寿命长。
51.开启伺服电机3，伺服电机3带动转盘2顺时针转动，转盘2带动搅拌桶4 转动，将物料进行搅拌混合，搅拌时间为5～10min；
52.⑵
然后控制伺服电机3带动转盘2逆时针转动，继续对物料进行搅拌，搅拌时间为5～10min；
53.搅拌桶4顺时针和逆时针转动，带动物料顺时针和逆时针流动，提高了物料的流动性，避免存在死区，强制改变物料的流向、流速及流动形式，改变了物料间的接触形式，增大了接触面积，保证了充足的接触时间，混合更加均匀，从而加强助剂对涂料性能的改善效果。
54.⑶
在搅拌过程中，流动的物料不断碰撞搅拌叶7，带动搅拌叶7转动，搅拌叶7获得切割力，将物料切散，进行切割搅拌，物料向四处散开，重新混合，混合更均匀，搅拌结束后制得涂料。
55.搅拌桶4周向转动，使得物料处于流动状态，配合搅拌组件上下搅动物料，实现水平向和竖直向共同搅拌，搅拌范围大、更全面，提高了物料的流动性，使得物料间无序碰撞，被切散成不同形态，不断改变流速及流向，增大了物料间的接触面积，在搅拌桶4内形成多股旋流，反复接触，混合更加充分、均匀，搅拌效果好，避免出现物料分层和混合不均匀的问题。
56.(d)包装：拧松紧固螺帽20至脱离固定螺柱19，向上抬起安装支架15，将安装支架15拆离安装台1，然后向上抬起搅拌桶4，将搅拌桶4拆离转盘2，接着取下搅拌桶4底部出料
口32上的密封塞33，排出涂料进行收集，然后拆下挡料罩12，刮下搅拌桶4的内壁上和挡料罩12的内壁上粘附的涂料并进行收集，将收集到的涂料包装入库，操作便捷，取料方便，操作空间大、难度低，劳动强度低，提高了成品涂料的收集量，减少浪费，便于单独、全面清理搅拌桶4 和挡料罩12，避免对下一次涂料制备产生影响。
57.实施例1
58.一种耐高温防火保温涂料，制备原料包括以重量份计的如下组分：15份硅溶胶、10份水、3份聚氨酯树脂、3份稀土、2份碳纤维和4份羟基磷灰石纤维、 1份钛白粉、3份硅石灰粉、2份硅酸钙粉、3份焦磷酸钠、2份脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、2份聚丙烯酸酯，制备方法包括如下步骤：
59.将硅溶胶、水、聚氨酯树脂、稀土、碳纤维和羟基磷灰石纤维加入到搅拌桶4内，开启驱动电机23，带动搅拌组件对物料进行搅拌混合，搅拌时间为 10min，然后向搅拌桶4内加入钛白粉、硅石灰粉和硅酸钙粉，继续搅拌10min，接着向搅拌桶4内加入焦磷酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、聚丙烯酸酯，开启伺服电机3，带动搅拌桶4顺时针转动，搅拌时间为7min，然后控制伺服电机3带动转盘2逆时针转动，搅拌时间为7min，得到涂料。
60.实施例2
61.一种耐高温防火保温涂料，制备原料包括以重量份计的如下组分：20份硅溶胶、15份水、5份有机硅改性环氧树脂、5份稀土、3份玄武岩纤维和5份花岗岩纤维、1份钛白粉、2份硅石灰粉、2份硅酸钙粉、3份聚丙烯酰胺、1份脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠和2份十二烷基氯化铵、2份聚丙烯酸酯和1份氟化钠，制备方法包括如下步骤：
62.将硅溶胶、水、有机硅改性环氧树脂、稀土、玄武岩纤维和花岗岩纤维加入到搅拌桶4内，开启驱动电机23，带动搅拌组件对物料进行搅拌混合，搅拌时间为8min，然后向搅拌桶4内加入钛白粉、硅石灰粉和硅酸钙粉，继续搅拌 8min，接着向搅拌桶4内加入聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、十二烷基氯化铵、聚丙烯酸酯和氟化钠，开启伺服电机3，带动搅拌桶4顺时针转动，搅拌时间为10min，然后控制伺服电机3带动转盘2逆时针转动，搅拌时间为 10min，得到涂料。
63.实施例3
64.一种耐高温防火保温涂料，制备原料包括以重量份计的如下组分：10份硅溶胶、10份水、3份苯酚型酚醛环氧树脂、2份稀土、1份玄武岩纤维和3份羟基磷灰石纤维、1份钛白粉、1份硅石灰粉、2份硅酸钙粉、1份三乙基己基磷酸和1份脂肪酸聚乙二醇酯、1份十二烷基氯化铵、1份聚醋酸乙烯
‑
乙烯，制备方法包括如下步骤：
65.将硅溶胶、水、苯酚型酚醛环氧树脂、稀土、玄武岩纤维和羟基磷灰石纤维加入到搅拌桶4内，开启驱动电机23，带动搅拌组件对物料进行搅拌混合，搅拌时间为5min，然后向搅拌桶4内加入钛白粉、硅石灰粉和硅酸钙粉，继续搅拌5min，接着向搅拌桶4内加入三乙基己基磷酸、脂肪酸聚乙二醇酯、十二烷基氯化铵、聚醋酸乙烯
‑
乙烯，开启伺服电机3，带动搅拌桶4顺时针转动，搅拌时间为5min，然后控制伺服电机3带动转盘2逆时针转动，搅拌时间为5min，得到涂料。
66.实施例4
67.一种耐高温防火保温涂料，制备原料包括以重量份计的如下组分：12份硅溶胶、12份水、2份饱和聚酯树脂和2份聚氨酯树脂、4份稀土、2份硅胶纤维和3份碳纤维、1份钛白粉、
3份硅石灰粉、1份硅酸钙粉、2份三乙基己基磷酸和2份甲基戊醇、2份脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、1份聚醋酸乙烯
‑
乙烯和1 份氟化钠，制备方法包括如下步骤：
68.将硅溶胶、水、饱和聚酯树脂和聚氨酯树脂、稀土、硅胶纤维和碳纤维加入到搅拌桶4内，开启驱动电机23，带动搅拌组件对物料进行搅拌混合，搅拌时间为8min，然后向搅拌桶4内加入钛白粉、硅石灰粉和硅酸钙粉，继续搅拌 6min，接着向搅拌桶4内加入三乙基己基磷酸、甲基戊醇、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、聚醋酸乙烯
‑
乙烯、氟化钠，开启伺服电机3，带动搅拌桶4顺时针转动，搅拌时间为8min，然后控制伺服电机3带动转盘2逆时针转动，搅拌时间为8min，得到涂料。
69.实施例1
‑
4涂料的性能测试数据如下表：
70.序号防火极限(min)开裂指数(mm)导热系数w/(m
·
k)实施12110.710.043实施22630.450.030实施31960.830.052实施42300.590.038
71.以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。