一种饰面型防火涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种饰面型防火涂料及其制备方法。


背景技术：

2.火灾指在时间或空间上失去控制的灾害性燃烧现象。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火灾发生后，首先要转移到远离着火点且空旷的地方，确认安全后再进行下一步的灭火。然而现在的火灾多发生于室内，建筑物采用的材料多为易燃性材料，在起火燃烧时产生高温高热，发展迅速且容易波及到周围的物品，所以往往出现火势蔓延速度快等特点，很难进行有效的转移，从而造成人员和经济的损失；现在多采用防火涂料的技术来延缓火势的燃烧，但是防火涂料作用时间短，且自身会挥发出氨等有害气体，是亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种饰面型防火涂料及其制备方法。
4.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
5.本发明提供了一种饰面型防火涂料，由包含下列质量份的组分制备得到：蛭石15～25份、山梨醇10～20份、发泡剂10～15份、磷酸锌20～40份、基体20～30份、阻燃剂5～10份、催化剂10～15份、水20～30份。
6.作为优选，所述蛭石的粒度为300～600目。
7.作为优选，所述发泡剂为三聚氰胺、双氰胺或硼酸铵。
8.作为优选，所述基体为硅丙乳液或苯丙乳液。
9.作为优选，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝或硼酸。
10.作为优选，所述催化剂为磷酸二氢铵或聚磷酸铵。
11.本发明还提供了所述防火涂料的制备方法，包含下列步骤：
12.(1)将山梨醇、发泡剂、磷酸锌和催化剂混合，得到混合粉体；
13.(2)将混合粉体和剩余组分混合，即得所述饰面型防火涂料。
14.作为优选，所述步骤(1)中混合的方式为研磨；
15.所述研磨的转速为300～500rpm，所述研磨的时间为1～2h。
16.作为优选，所述步骤(2)中混合为顺次进行的预搅拌和超声分散；
17.所述预搅拌的转速为200～400rpm，所述预搅拌的时间为3～5h。
18.作为优选，所述超声分散的频率为30～40khz，所述超声分散的时间为2～3h。
19.本发明提供了一种饰面型防火涂料，包含蛭石、山梨醇、发泡剂、磷酸锌、基体、阻燃剂、催化剂和水。本发明提供的防火涂料，以山梨醇、发泡剂和磷酸锌为主要组分，在涂覆后形成了n
‑
p阻燃体系，可以有效的防止火势的蔓延；蛭石作为铁镁质铝硅酸盐矿物在遇到明火后，迅速膨胀体积变大，释放出结晶水，降低涂层表面温度阻止燃烧；同时在高温的作
用下呈现出挠曲状，产生致密的毛细孔，形成的n
‑
p体系可以填充至部分的毛细孔中；在n
‑
p体系发挥作用后，毛细孔还可以吸收阻燃体系释放出的氨等有害气体，降低气体浓烟对人体的伤害。在高温作用下，催化剂和阻燃剂混合，在涂层表面均匀分布发挥协同作用，催化剂可以使涂料中含羟基的有机物脱水炭化成非易燃的三维空间结构的炭质层，对涂层形成有效的支持并且延缓燃烧，阻燃剂在火焰的作用下，可以使膨胀的涂层表面形成一层保护膜，提高对温度的耐受性，延长涂层的作用时间。
20.本发明还提供了防火涂料的制备方法，利用研磨工艺将原料充分的混合，顺次进行的搅拌和超声能使原料分散的更加均匀，得到的涂料细腻、不结块；本发明提供的方法简单，工艺要求低，适合大规模的制备。
具体实施方式
21.本发明提供了一种饰面型防火涂料，由包含下列质量份的组分制备得到：蛭石15～25份、山梨醇10～20份、发泡剂10～15份、磷酸锌20～40份、基体20～30份、阻燃剂5～10份、催化剂10～15份、水20～30份。
22.在本发明中，所述蛭石为15～25份，优选为16～24份，更优选为18～22份。
23.在本发明中，所述蛭石的粒度优选为300～600目，进一步优选为350～550目，更优选为400～500目。
24.在本发明中，采用粒度为300～600目的蛭石作为防火涂料的骨架，在涂料遇火膨胀后，可延长膨胀的时间和硬度，其余组分在蛭石间形成阻燃体系，减缓火势。
25.在本发明中，所述山梨醇为10～20份，优选为12～18份，更优选为14～16份。
26.在本发明中，山梨醇作为成碳剂可以提供碳源，并且提升涂料涂覆后的硬度、光泽和耐久性。
27.在本发明中，所述发泡剂为10～15份，优选为11～14份，更优选为12～13份。
28.在本发明中，所述发泡剂优选为三聚氰胺、双氰胺或硼酸铵。
29.在本发明中，发泡剂作为防火涂料中的重要组成部分，遇火后膨胀形成蜂窝状膨胀层，可以有效的隔绝基材和火焰间的氧气，防止火焰燃烧；同时形成的致密膨胀层还起到隔热的效果，降低基材的温度，延长基材在火焰中的保持时间。
30.在本发明中，所述磷酸锌为20～40份，优选为25～35份，更优选为28～32份。
31.在本发明中，山梨醇、发泡剂和磷酸锌作为防火涂料中的n
‑
p体系，受热分解后，活性自由基团与有机自由基结合，中断连锁反应，降低周围温度阻止燃烧。
32.在本发明中，所述基体为20～30份，优选为22～28份，更优选为24～26份。
33.在本发明中，所述基体优选为硅丙乳液或苯丙乳液。
34.在本发明中，基体可以有效提高涂料的耐腐蚀性和抗污能力，防止涂装完成后局部涂料破损从而导致整体涂层的失效。
35.在本发明中，所述阻燃剂为5～10份，优选为6～9份，更优选为7～8份。
36.在本发明中，所述阻燃剂优选为氢氧化镁、氢氧化铝或硼酸。
37.在本发明中，添加阻燃剂的目的是在涂料干燥后形成一层钝化膜，提高对温度的耐受性，在钝化膜被破坏后，涂层内部的阻燃体系和催化剂发挥作用。
38.在本发明中，所述催化剂为10～15份，优选为11～14份，更优选为12～13份。
39.在本发明中，所述催化剂优选为磷酸二氢铵或聚磷酸铵。
40.在本发明中，催化剂可以在高温下促进涂层内含羟基的有机物脱水炭化成非易燃的三维空间结构的炭质层，减少热分解产生的焦油、醛、酮含量，阻止放热量大的炭氧化反应发生。
41.在本发明中，阻燃剂和催化剂共同作用在表面形成一层坚固的膜，涂层下面的蛭石和阻燃体系混合，在高温下发挥作用；从内到外形成了致密的结构，不仅提高了涂层的阻燃性能，耐水性也得到了有效的提升。
42.在本发明中，所述水为20～30份，优选为22～28份，更优选为24～26份。
43.本发明还提供了所述防火涂料的制备方法，包含下列步骤：
44.(1)将山梨醇、发泡剂、磷酸锌和催化剂混合，得到混合粉体；
45.(2)将混合粉体和剩余组分混合，即得所述饰面型防火涂料。
46.在本发明中，所述步骤(1)中混合的方式优选为研磨。
47.在本发明中，所述研磨的转速优选为300～500rpm，进一步优选为350～450rpm，更优选为380～420rpm；所述研磨的时间优选为1～2h，进一步优选为1.2～1.8h，更优选为1.4～1.6h。
48.在本发明中，所述步骤(2)中混合优选为顺次进行的预搅拌和超声分散。
49.在本发明中，所述预搅拌的转速优选为200～400rpm，进一步优选为250～350rpm，更优选为280～320rpm；所述预搅拌的时间优选为3～5h，进一步优选为3.5～4.5h，更优选为3.8～4.2h。
50.在本发明中，所述超声分散的频率优选为30～40khz，进一步优选为32～38khz，更优选为34～36khz；所述超声分散的时间优选为2～3h，进一步优选为2.2～2.8h，更优选为2.4～2.6h。
51.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
52.实施例1
53.称取下列质量的组分：蛭石20kg、山梨醇15kg、三聚氰胺13kg、磷酸锌30kg、硅丙乳液25kg、氢氧化镁8kg、磷酸二氢铵13kg、水25kg；
54.其中蛭石的粒度为450目。
55.按照下列步骤制备防火涂料：将山梨醇、三聚氰胺、磷酸锌和磷酸二氢铵以400rpm的转速研磨1.5h得到混合粉末；
56.将混合粉末和剩余组分混合，控制转速为300rpm预搅拌4h，预搅拌结束后控制超声频率为35khz，超声分散2.5h，即得防火涂料。
57.将本实施例制备得到的防火涂料进行性能测试，结果记录在表1中。
58.实施例2
59.称取下列质量的组分：蛭石15kg、山梨醇10kg、双氰胺10kg、磷酸锌20kg、苯丙乳液20kg、氢氧化铝5kg、聚磷酸铵10kg、水20kg；
60.其中蛭石的粒度为300目。
61.按照下列步骤制备防火涂料：将山梨醇、双氰胺、磷酸锌和聚磷酸铵以300rpm的转速研磨2h得到混合粉末；
62.将混合粉末和剩余组分混合，控制转速为200rpm预搅拌5h，预搅拌结束后控制超声频率为40khz，超声分散3h，即得防火涂料。
63.将本实施例制备得到的防火涂料进行性能测试，结果记录在表1中。
64.实施例3
65.称取下列质量的组分：蛭石25kg、山梨醇20kg、硼酸铵15kg、磷酸锌40kg、硅丙乳液30kg、硼酸10kg、聚磷酸铵15kg、水30kg；
66.其中蛭石的粒度为600目。
67.按照下列步骤制备防火涂料：将山梨醇、硼酸铵、磷酸锌和聚磷酸铵以500rpm的转速研磨1.2h得到混合粉末；
68.将混合粉末和剩余组分混合，控制转速为400rpm预搅拌3.5h，预搅拌结束后控制超声频率为30khz，超声分散2h，即得防火涂料。
69.将本实施例制备得到的防火涂料进行性能测试，结果记录在表1中。
70.对比例1
71.本对比例和实施例1的区别在于，将蛭石的目数控制为200目；其余组分、用量和制备工艺同实施例1相同。
72.将本对比例制备得到的防火涂料进行性能测试，结果记录在表1中。
73.对比例2
74.本对比例和实施例1的区别在于，使用季戊四醇代替山梨醇；其余组分、用量和制备工艺同实施例1相同。
75.将本对比例制备得到的防火涂料进行性能测试，结果记录在表1中。
76.对比例3
77.本对比例和实施例1的区别在于，不添加催化剂；其余组分、用量和制备工艺同实施例1相同。
78.将本对比例制备得到的防火涂料进行性能测试，结果记录在表1中。
79.表1
[0080][0081][0082]
由以上实施例可知，本发明提供了一种饰面型防火涂料。本发明提供的防火涂料耐火极限可达3.53h，且膨胀因子达到了18，是一种性能优异的膨胀型防火涂料。另一方面在提高防火性的同时，耐水性和耐冷热循环性优秀。从对比例可以看出，蛭石的粒度影响涂料的防火性能，这是因为蛭石粒度过小，无法对膨胀后的涂层形成有效的支撑；粒度过大会突破表面的钝化膜，破坏涂层的完整性。而山梨醇是本发明中不可或缺的组分，作为成碳剂
有效的提供碳源、提高涂层的耐久性。本发明中的催化剂促进了羟基的炭化，提高了涂层对温度的耐受性。
[0083]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。