一种膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及防火阻燃技术领域，具体涉及一种膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆及其制备方法与应用。


背景技术：

2.特高压换流变压器储油量约为130t～200t，相关事故案例表明，换流变压器火灾一般为爆燃火灾，具有火势发展迅猛、油温较高、火灾强度大的特点，论文《特高压换流变压器消防管道抗干烧性能试验研究》(张佳庆,过羿,黎昌海, 周亦夫,黄勇.特高压换流变压器消防管道抗干烧性能试验研究[j/ol].高压电器:1-7[2021-12-20].http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1127.tm.0210712.1605. 002.html.)对全尺寸变压器灭火实验表明，变压器高温热油火发展迅猛，点火后数十秒内即可达到最旺盛燃烧状态，燃烧过程中最高温度接近1400℃，典型温度也在1200℃左右。如图1所示。
[0003]
gb 14907《钢结构防火涂料》对构建耐火极限的规定是：试件失去承载能力或达到规定的平均温度来确定，整个耐火试验时间内的试件平均温度规定为不超过538℃。而换流变全尺寸真型实体火场景下测到温度远超过该标准要求的温度，如图2所示，故此相对应的设防标准还需开展进一步研究。
[0004]
为此需要在电力设备周边架设消防管道，比如在大型变电站中。在发生火灾时，因为受热，电力设备消防管道会发生形变(包括管道中接头处的橡胶密封圈)，导致水压不稳，无法喷射至火灾发生处，致使消防救援延缓或失败。
[0005]
α-磷酸锆(α-zr p)是一类尺寸可控、制备方法较为简便，具有突出的固体酸催化成炭效应及气体阻隔作用，α-zr p层间有大量的酸点和lewis酸点，在高温燃烧时能催化聚合物交联成炭，使其在阻燃聚合物方面有着独特的优势，形成“屏障”，阻隔可燃气体、氧气和热量的传输，是一类高效的纳米阻燃剂。聚合物的燃烧是一个十分剧烈的物理化学变化过程，α-zr p虽然具有良好的催化成炭和片层阻隔作用，但单独使用时难以满足聚合物的阻燃要求。
[0006]
目前市场上出售用于电力设备的普通防火涂料，无法保障发生火灾时电力设备消防管道受热后的功能完整性。在前期试验中发现，在防火涂料厚度不小于1.5mm时，涂料膨胀发泡效果随火源温度及初始厚度的增加而增加，产生较难燃烧的炭状质层，当涂覆厚度不小于2.0mm时，对消防管道及连接处具有良好的保护效果。
[0007]
但是市面上的普通防火涂料一般涂刷十次才能达到涂层厚度2mm，如表1所示，最少也需要涂刷4道防火涂料及1道面漆，施工道数多、每道硬干时间久，造成施工周期较长，变电站/换流站的检修时间往往不能满足施工周期要求，施工质量无法保证；而且停电可能造成巨大的经济损失和不良社会影响，停电一小时造成的经济损失达几百万至千万元。
[0008]
表1单台换流变水喷雾消防管网涂刷防火涂料工期
[0009][0010][0011]
综上，现有的市面上购买的的耐水性、附着力、耐候性等性能都比较差，使用时间超过三个月后就会发生粉化、鼓包、开裂、脱落等情况。同时电力设备的检修工期很短，一般都在几十个小时内完成，市售的普通防火涂料需要涂刷很多遍才能覆盖住消防管道，其施工周期远远超过检修工期，因此市售的普通防火涂料无法满足电力设备消防管道的防火要求。


技术实现要素：

[0012]
本发明所要解决的技术问题在于现有技术中普通防火涂料附着力和防火能力差，无法满足电力设备消防管道的防火要求，提供一种膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆及其制备方法与应用。
[0013]
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
[0014]
一种膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆，所述聚氨酯阻燃漆包括以下原料：聚氨酯树脂、阻燃剂、成炭剂、发泡剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、防沉降剂、颜填料、流平剂、稀释剂、固化剂；
[0015]
所述聚氨酯阻燃漆的原料按重量份数为：100份聚氨酯树脂、30-80份阻燃剂、20-50份成炭剂、20-60份发泡剂、0.1-4份润湿剂、0.5-4份消泡剂、0.5-5 份分散剂、0.5-8份防沉降剂、1-60份颜填料、0.01-3份流平剂、10-100份稀释剂、10-100份固化剂；
[0016]
所述阻燃剂为聚磷酸铵和磷酸锆纳米片复合物；所述成炭剂为季戊四醇。
[0017]
有益效果：本发明的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆能够在电力设备消防管道表面一次性形成一种阻燃隔热层，膨胀型阻燃剂燃烧时会形成膨胀炭层，与磷酸锆纳米片协同阻燃，在残炭表面形成紧凑、密实的炭层，使得材料的阻燃性能进一步得到提升，该涂层在发生火灾时，可以通过发生化学反应来吸收一部分热量，同时自身形成致密的碳化层来阻隔热量和氧气的传递，具有优异的防火能力，从而延缓电力设备消防管道的形变，有利于提高消防救援的效率，具有极大的经济效益和社会效益。
[0018]
本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆可以一次性涂刷在电力设备消防管道表面，涂刷一次就能达到涂层厚度2mm，一次成型，具有良好的附着力一次成型，可大幅提升施工效率，缩短工期，减少停电时间，提高能量可利用率，减少经济、资源和能源消耗，社会效益显著。
[0019]
本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆具有耐火性、耐水性、附着力、耐候性等性能优异，能够满足电力设备消防管道的防火要求。
[0020]
优选地，所述膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆由以下重量份数的原料制成：100份聚氨酯树脂、50-70份阻燃剂、25-40份成炭剂、25-40份发泡剂、0.6-2份润湿剂、1-3份消泡剂、1-3份分散剂、1-5份防沉降剂、5-25份颜填料、0.5-1份流平剂、40-80份稀释剂、25-70份固化剂。
[0021]
优选地，所述聚氨酯树脂为乙烯基聚氨酯树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂、封闭性聚氨酯树脂的一种或多种。
[0022]
优选地，所述发泡剂为双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、尿素、碳酸胍、氨基脲中的一种或多种。
[0023]
优选地，所述固化剂为甲苯二异氰酸酯、缩二脲多异氰酸酯、三聚体型异氰酸酯中的一种或多种。
[0024]
优选地，所述固化剂为重量比为5：(5-25)：(5-35)的甲苯二异氰酸酯、缩二脲多异氰酸酯、三聚体型异氰酸酯的混合物。
[0025]
有益效果：采用重量比为5：(5-25)：(5-35)的甲苯二异氰酸酯、缩二脲多异氰酸酯、三聚体型异氰酸酯作为本发明的聚氨酯阻燃漆中的固化剂，能够使得由此获得的聚氨酯阻燃漆具有更好的成膜效果，并且聚氨酯阻燃漆的性能也相对更优异。
[0026]
优选地，所述防沉降剂为氢化蓖麻油及衍生物、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种或多种。
[0027]
优选地，所述分散剂为sn-1320、sn-1728、sn-1791、sn-1792中的一种或多种。
[0028]
优选地，所述流平剂sn-3016、sn-3760、sn-3780、sn-4710、sn-4323、 sn-4345、sn-4970中的一种或多种。
[0029]
优选地，所述稀释剂为二甲苯、均三甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、n’n
‑ꢀ
二甲基甲酰胺、n’n-二甲基乙酰胺中的一种或多种。
[0030]
优选地，所述颜填料为铁红、炭黑、铬黄、氧化锌、钛白粉、硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母粉、滑石粉和石英粉中的一种或多种。
[0031]
优选地，所述润湿剂为sn-4727、sn-4741、sn-4745、sn-4748、sn-4763 中的一种或多种。
[0032]
优选地，所述消泡剂为sn-5702，sn-5710，sn-5780，sn-6710、 sn-6722、sn-6724、
sn-6728、sn-6791中的一种或多种。
[0033]
本发明对应用本发明前述的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆的具体方法没有特别的限制，本领域技术人员可以采用本领域内常规的制备漆的方法应用本发明的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆组合物制备膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆。但是，为了使得由本发明的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆组合物制备得到的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆具有更加优异的防火能力和良好的附着力，本发明优选采用如下所述的方法制备膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆，该方法包括：
[0034]
(1)将组分a进行第一次搅拌混合，得到第一混合物料，所述组分a中含有聚氨酯树脂和稀释剂；
[0035]
(2)将磷酸锆分散液室温超声处理30min得到剥离片层，然后与聚磷酸铵、季戊四醇、润湿剂、消泡剂、分散剂、防沉降剂、发泡剂、颜填料和稀释剂等组分充分搅拌混合后得到组分b，将组分b与所述第一混合物料进行第二搅拌混合，得到第二混合物料；
[0036]
(3)将所述第二混合物料进行细化，得到细度小于40微米的第三混合物料；
[0037]
(4)将组分c与所述第三混合物料进行第三次搅拌混合以得到聚氨酯阻燃漆，所述组分c中含有流平剂和固化剂。
[0038]
有益效果：采用本发明制备方法得到的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆能够在电力设备消防管道表面一次性形成一种阻燃隔热层，膨胀型阻燃剂燃烧时会形成膨胀炭层，与磷酸锆纳米片协同阻燃，在残炭表面形成紧凑、密实的炭层，使得材料的阻燃性能进一步得到提升，该涂层在发生火灾时，可以通过发生化学反应来吸收一部分热量，同时自身形成致密的碳化层来阻隔热量的传播，具有优异的防火能力，从而延缓电力设备消防管道的形变，有利于提高消防救援的效率，具有极大的经济效益和社会效益。
[0039]
优选地，在步骤(1)中，所述第一次搅拌混合的搅拌速率为500-600rpm，搅拌时间为5-30min；第一次搅拌混合的时间也可以控制为搅拌直至液面中心出现漩涡。
[0040]
优选地，在步骤(2)中，所述第二次搅拌混合的搅拌速率为500-2000rpm，搅拌时间为30-120min。
[0041]
优选地，在步骤(4)中，所述第三次搅拌混合的搅拌速率为300-500rpm，搅拌温度为0-40℃，搅拌时间为5-30min。
[0042]
需要强调的是，在没有额外说明时，本发明制备方法所涉及的各种组分，例如聚氨酯树脂、稀释剂等，其可选种类均与本发明防腐漆中所涉及的相同组分的可选种类对应相同，为了避免重复，不再赘述，本领域技术人员不应理解为对本发明的范围的限制。
[0043]
在本发明的方法中，所述稀释剂可以在步骤(1)中一次加入，也可以分别在本发明的多个步骤中任选地分多次加入，例如，可以在步骤(1)中加入适量部分，然后在步骤(3)中加入适量稀释剂以清洗用于将所述第二混合物料进行细化的设备，并将清洗后所得物料用于本发明的方法的下一步骤中。
[0044]
优选地，所述步骤(2)中将分散剂、润湿剂、消泡剂、防沉降剂与第一混合物料进行混合接触，接触温度为0-60℃，得到混合物a，混合时间为10-30min，搅拌速率为500-600rpm，然后将混合物a与阻燃剂、成炭剂、发泡剂混合接触，接触温度为0-60℃，混合时间30-60min，搅拌速率为1000-1600rpm，得到混合物b；然后将混合物b与颜填料进行分散混合
接触，接触温度为0-60℃，混合时间10-30min，搅拌速率为500-600rpm，得到混合物c，然后将混合物c在温度为0-60℃、搅拌速率为1000-1600rpm转速下高速分散10-30min。
[0045]
优选地，在所述步骤(3)中，将所述第二混合物料进行细化得到细度小于 40微米的第三混合物料。在没有特别说明的情况下，本文所述的细度均表示物料的最大尺寸。本发明对进行所述细化的设备没有特别的限定，例如可以为砂磨机。
[0046]
上述膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆在电力设备消防管道安全防护中的应用。
[0047]
有益效果：本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆应用于电力设备消防管道可大幅提升施工效率，缩短工期，减少停电时间，提高能量可利用率。减少经济、资源和能源消耗，社会效益显著。
[0048]
本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆能够在电力设备消防管道表面一次性形成一种阻燃隔热层，该涂层在发生火灾时，可以通过发生化学反应来吸收一部分热量，同时自身形成致密的碳化层来阻隔热量的传播，具有优异的防火能力，从而延缓电力设备消防管道的形变，有利于提高消防救援的效率，具有极大的经济效益和社会效益。
[0049]
本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆具有耐火性、耐水性、附着力、耐候性等性能优异，能够满足电力设备消防管道的防火要求。
[0050]
微胶囊化技术是指利用天然的或合成的包覆材料，将被包裹物质包覆起来，形成直径的一种具有半透性或封闭膜的微型胶囊技术。微胶囊技术优势在于形成微胶囊时，壳层材料相当于一个微型容器，将囊芯与外界环境隔离，使囊芯中的物质不受外界影响，而在适当条件下，壁材破裂时又能将囊芯释放出来，给使用带来许多便利。
[0051]
微胶囊技术优势在于形成微胶囊时，壳层材料相当于一个微型容器，将囊芯与外界环境隔离，使囊芯中的物质不受外界影响，而在适当条件下，壁材破裂时又能将囊芯释放出来，给使用带来许多便利。的微胶囊化从根本上改变了与有机基材相容性，可以大幅度的改善的耐水性，特别是高温下的耐水性，并且微胶囊化可以改善的热稳定性，可大幅提高阻燃涂料的预期使用寿命。
[0052]
因此，本发明还公开一种微胶囊化聚氨酯消防管道阻燃漆，包括上述的原料：聚氨酯树脂、阻燃剂、成炭剂、发泡剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、防沉降剂、颜填料、流平剂、稀释剂、固化剂；
[0053]
相对于100重量份的所述聚氨酯树脂，所述阻燃剂的含量为20-100重量份，所述成炭剂的含量为10-60重量份，所述发泡剂的含量为20-80重量份，所述润湿剂的含量为0.05-5重量份，所述消泡剂的含量为0.5-5重量份，所述分散剂的含量为0.5-10重量份，所述防沉降剂的含量为0.5-10重量份，所述颜填料的含量为1-70重量份，所述流平剂的含量为0.01-3重量份，所述稀释剂的含量为1-100重量份，所述固化剂的含量为10-100重量份；
[0054]
所述阻燃剂为磷酸胍、磷酸铵、磷酸氢铵、多聚磷酸铵中的一种或多种。
[0055]
本发明使用微胶囊化阻燃漆来替代常规的防火涂料，可一次性涂刷在消防管管道表面，形成一种阻燃隔热层，该涂层在发生火灾时，可以发生化学反应来吸收一部分热量，同时自身形成致密的碳化层来阻隔热量的传播，从而延缓消防管道的形变，有利于提高消防救援的效率，同时由于采用了微胶囊化技术，预期使用寿命得到提升，新研发的阻燃漆具
有极大的经济效益和社会效益。
[0056]
现给出一种可行的具体制备方式供参考，将阻燃剂采用硅溶胶和三聚氰酸三烯丙酯进行微胶囊化处理，具体为：将100g多聚磷酸铵app(或者磷酸胍、磷酸铵、磷酸氢铵、多聚磷酸铵中的一种或多种的组合)和400ml乙醇加入到三颈圆底烧瓶；将混合物在40℃搅拌10min，然后加入70g硅溶胶并继续搅拌 4h；将所得混合物冷却至25℃，然后过滤并用乙醇洗涤获得白色粉末，得到sio2外壳微囊化app(sio2@app)；然后，将100g sio2@app和400ml无水乙醇在三颈圆底烧瓶中混合，搅拌10min；接着，将10g kh-580和2.14g氨水加入所得混合物中；将所得混合物加热至50℃并在搅拌下保持回流温度5h；反应完成后将反应物冷却至室温；然后过滤、洗涤和干燥得到白色固体为有机改性的 sio2@app；然后将100g有机改性sio2@app、0.5g光引发剂1173和15g tac (三聚氰酸三烯丙酯)加入烧瓶中的400ml丙酮中，室温条件下，将所得混合物放置在波长为365nm紫外灯下2h，辐照强度为100mw/cm2；最后过滤、乙醇洗涤、100℃干燥5h得到三聚氰酸三烯丙酯(tac)/sio2双层壳层微胶囊化的聚磷酸铵app。
[0057]
优选地，所述成炭剂为淀粉、环糊精、蔗糖、葡萄糖、季戊四醇和双季戊四醇中的一种或多种的组合；
[0058]
所述发泡剂为双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、尿素、碳酸胍以及氨基脲中的一种或多种的组合；
[0059]
优选地，所述固化剂为甲苯二异氰酸酯、缩二脲多异氰酸酯、三聚体型异氰酸酯中的一种或多种的组合。
[0060]
优选地，所述固化剂为重量比为5：(5-20)：(5-30)的甲苯二异氰酸酯、缩二脲多异氰酸酯、三聚体型异氰酸酯的混合物。
[0061]
优选地，所述防沉降剂为氢化蓖麻油及衍生物、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种或多种的组合。
[0062]
优选地，所述分散剂为sn-1320、sn-1728、sn-1791、sn-1792中的一种或多种的组合。
[0063]
优选地，所述颜填料为铁红、炭黑、铬黄、氧化锌、钛白粉、硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、硅灰石、云母粉、滑石粉和石英粉中的一种或多种的组合；
[0064]
优选地，所述流平剂sn-3016、sn-3760、sn-3780、sn-4710、sn-4323、 sn-4345、sn-4970中的一种或多种的组合。
[0065]
优选地，稀释剂为二甲苯、均三甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、n’n-二甲基甲酰胺、n’n-二甲基乙酰胺中的一种或多种的组合。
[0066]
上述微胶囊化聚氨酯防腐漆在消防管道安全防护中的应用。
[0067]
有益效果：本发明提供的微胶囊化聚氨酯防腐漆能够在物体表面形成一定厚度的保护涂层，得到的涂层不仅具有优异的防火能力，而且具有良好的附着力。
[0068]
本发明提供的微胶囊化聚氨酯防腐漆具有耐水性好和耐候性强的优点，并且制备方法简单，成本较低，同时施工方便、储存稳定。
[0069]
本发明的优点在于：本发明的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆能够在电力设备消防管道表面一次性形成一种阻燃隔热层，膨胀型阻燃剂燃烧时会形成膨胀炭层，与磷酸锆纳米片协同阻燃，在残炭表面形成紧凑、密实的炭层，使得材料的阻燃性能进
一步得到提升，该涂层在发生火灾时，可以通过发生化学反应来吸收一部分热量，同时自身形成致密的碳化层来阻隔热量和氧气的传递，具有优异的防火能力，从而延缓电力设备消防管道的形变，有利于提高消防救援的效率，具有极大的经济效益和社会效益。
[0070]
本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆可以一次性涂刷在电力设备消防管道表面，涂刷一次就能达到涂层厚度2mm，一次成型，具有良好的附着力一次成型，可大幅提升施工效率，缩短工期，减少停电时间，提高能量可利用率，减少经济、资源和能源消耗，社会效益显著。。
[0071]
本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆能够在电力设备消防管道表面一次性形成一种阻燃隔热层，该涂层在发生火灾时，可以通过发生化学反应来吸收一部分热量，同时自身形成致密的碳化层来阻隔热量的传播，具有优异的防火能力，从而延缓电力设备消防管道的形变，有利于提高消防救援的效率，具有极大的经济效益和社会效益。
[0072]
本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆具有耐火性、耐水性、附着力、耐候性等性能优异，能够满足电力设备消防管道的防火要求。
附图说明
[0073]
图1为本发明背景技术论文中换流变全尺寸真型灭火试验燃烧过程中测量到的温度；
[0074]
图2为本发明背景技术论文中换流变全尺寸真型实体火场景下典型不同升温曲线30min内温度对比图。
具体实施方式
[0075]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0076]
本发明实施例中乙烯基聚氨酯树脂来源于xyh4000，无锡欣叶豪化工有限公司，封闭性聚氨酯树脂来源于德士模都bl 3175，德国bayer 拜耳；市场购买的聚氨酯漆来源于pucm200，天津市双狮涂料有限公司。
[0077]
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0078]
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
[0079]
以下实例中，每重量份表示10g。
[0080]
实施例1
[0081]
膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆的配方如表2所示。
[0082]
表2实施例1中膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆配方
[0083][0084][0085]
膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆的制备方法，具体包括以下步骤：
[0086]
(1)将组分a进行第一次搅拌混合，得到第一混合物料，具体地，在25℃下，往调漆罐中加入聚氨酯树脂和稀释剂，启动搅拌，搅拌的速度为500rpm，直到液面中心出现旋涡；
[0087]
(2)将组分b与所述第一混合物料进行第二次搅拌混合，得到第二混合物料，具体地，将分散剂、润湿剂、消泡剂、防沉降剂加入到步骤(1)的调漆罐中，物料加入后在600rpm的搅拌速度下分散20min使物料充分混合；再将超声分散均匀的磷酸锆纳米片、聚磷酸铵、季戊四醇和发泡剂加入到调漆罐中，物料加入后在1600rpm的搅拌速度下分散20min使物料充分混合；然后往调漆罐中加入颜填料，在600rpm的搅拌速度下分散20min；最后在1500rpm的搅拌速度下高速搅拌分散30min，得到第二混合物料；
[0088]
(3)将第二混合物料进行细化，得到第三混合物料，具体地，用砂磨机将第二混合物料研磨至细度小于40微米，备用；
[0089]
(4)将组分c与所述第三混合物料进行第三搅拌混合以得到膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆，具体地，在25℃下，向第三混合物料中加入流平剂和固化剂，搅拌分散，搅拌的速度为400rpm，搅拌的时间为20min；得到膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆pt1。
[0090]
实施例2
[0091]
膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆的配方如表3所示。
[0092]
表3实施例2中膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆配方
[0093][0094]
膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆的制备方法，具体包括以下步骤：
[0095]
(1)将组分a进行第一次搅拌混合，得到第一混合物料，具体地，在30℃下，往调漆罐中加入聚氨酯树脂和稀释剂，启动搅拌，搅拌的速度为400rpm，直到液面中心出现旋涡；
[0096]
(2)将组分b与所述第一混合物料进行第二次搅拌混合，得到第二混合物料，具体地，将分散剂、润湿剂、消泡剂、防沉降剂加入到步骤(1)的调漆罐中，物料加入后在600rpm的搅拌速度下分散20min使物料充分混合；再将超声分散均匀的磷酸锆纳米片、聚磷酸铵、季戊四醇和发泡剂加入到调漆罐中，物料加入后在1600rpm的搅拌速度下分散20min使物料充分混合；然后往调漆罐中加入颜填料，在600rpm的搅拌速度下分散20min；最后在1500rpm的搅拌速度下高速搅拌分散30min，得到第二混合物料；
[0097]
(3)将所述第二混合物料进行细化，得到第三混合物料，具体地，用砂磨机将第二混合物料研磨至细度小于40微米，备用；
[0098]
(4)将组分c与所述第三混合物料进行第三搅拌混合以得到膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆，具体地，在30℃下，向第三混合物料中加入固化剂和流平剂，搅拌分散，搅拌的速度为500rpm，搅拌的时间为20min；得到膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆pt2。
[0099]
实施例3
[0100]
膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆的配方如表4所示。
[0101]
表4实施例2中膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆配方
[0102][0103][0104]
膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆的制备方法与实施例1中的制备方法相同，得到膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆pt3。
[0105]
对比例1
[0106]
市场购买的聚氨酯漆，命名为d-pt1。
[0107]
对比例2
[0108]
防腐漆的制备方法，配方如表5所示。
[0109]
表5为对比例2中防腐漆的配方
[0110]
种类重量份聚氨酯树脂(乙烯基聚氨酯树脂)100分散剂(sn-1791)2消泡剂(sn-6791)2润湿剂(sn-4745)2防沉降剂(聚乙烯蜡：聚酰胺蜡＝1：3，重量比)2颜填料(钛白粉)30流平剂(sn-4910)2稀释剂(二甲苯：乙酸丁酯＝1：2，重量比)60固化剂(甲苯异氰酸酯：缩二脲多异氰酸酯＝3：1，重量比)30
[0111]
本对比例的制备方法与实施例1中的制备方法相同，得到对比例d-pt2。
[0112]
膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆需要添加固化剂才能正常固化成膜，此处对固化剂添加量对比，不做另外说明。
[0113]
测试例
[0114]
采用相同的刷涂方法对涂料的涂刷厚度进行测试，经测试，市场购买的聚氨酯漆一次只能涂刷0.1-0.2mm，单层表干时间4-12h，本发明实施例1中的涂料涂刷一次厚度即可达到2.0mm，表干时间4-5.5h，其余实施例中测定结果与实施例1基本相同。
[0115]
对前述实施例和对比例中制备得到的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆的性能进行测试，测试结果见表6。
[0116]
表6为实施例1-3和对比例中聚氨酯阻燃漆的性能测定结果
[0117][0118]
从表6的结果可以看出，首先，本发明的聚氨酯阻燃防腐漆在解决火灾问题和腐蚀问题同时又具有油漆优异的机械物理性能。其次，本发明解决了聚氨酯漆极易燃烧的问题，其耐火能力优异，按照背景技术中论文《特高压换流变压器消防管道抗干烧性能试验研究》中的高温干烧测试方法，本发明中的聚氨酯漆可承受至少1200℃高温3min干烧试验。
[0119]
本发明的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆在解决防火问题的同时可以一次成型，且不容易粗糙，可大幅提升施工效率，缩短工期，减少停电时间，提高能量可利用率。减少经济、资源和能源消耗，社会效益显著。
[0120]
本发明中的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆具有优异的机械物理性能，并且，本发明的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆具有附着力高、耐水性好和耐候性强等优点。
[0121]
本发明提供的膨胀型阻燃剂复配二维纳米片聚氨酯阻燃漆在用于电力设备消防管道防火方面具有显著的开发前景和极大的经济效益。
[0122]
实施例4
[0123]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆的配方如表7所示。
[0124]
表7为实施例4中微胶囊化聚氨酯阻燃漆配方
[0125]
种类重量份聚氨酯树脂(乙烯基聚氨酯树脂：丙烯酸改性聚氨酯树脂＝3：4)100阻燃剂(磷酸胍)56成炭剂(淀粉)20发泡剂(双氰胺)33分散剂(sn-1320)2消泡剂(sn-5710)2润湿剂(sn-4745)2防沉降剂(氢化蓖麻油)2颜填料(铁红)35流平剂(sn-3016)2稀释剂(甲苯：乙酸乙酯＝1：1)44固化剂(甲苯二异氰酸酯)20
[0126]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆的制备方法：
[0127]
(1)将组分a进行第一搅拌混合，得到第一混合物料，具体地，在25℃下，往调漆罐中加入聚氨酯树脂和稀释剂，启动搅拌，搅拌的速度为500 rpm，直到液面中心出现旋涡；
[0128]
(2)将组分b与所述第一混合物料进行第二搅拌混合，得到第二混合物料，具体地，将分散剂和防沉降剂缓慢加入到步骤(1)的调漆罐中；再将阻燃剂、成炭剂和发泡剂加入到调漆罐中，物料加入后在600rpm的搅拌速度下分散 20min使物料充分混合；然后往调漆罐中加入颜填料，在600rpm的搅拌速度下分散20min；最后在1500rpm的搅拌速度下高速搅拌分散60min，得到第二混合物料；
[0129]
(3)将所述第二混合物料进行细化，得到第三混合物料，具体地，用砂磨机将第二混合物料研磨至细度小于40微米，备用；
[0130]
(4)将组分c与所述第三混合物料进行第三搅拌混合以得到微胶囊化聚氨酯阻燃漆，具体地，在25℃下，向第三混合物料中加入流平剂，搅拌分散，搅拌的速度为400rpm，搅拌的时间为20min；得到微胶囊化聚氨酯阻燃漆pt4。
[0131]
实施例5
[0132]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆的配方如表8所示。
[0133]
表8为实施例5中微胶囊化聚氨酯阻燃漆配方
[0134][0135][0136]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆的制备方法：
[0137]
(1)将组分a进行第一搅拌混合，得到第一混合物料，具体地，在30℃下，往调漆罐中加入聚氨酯树脂和稀释剂，启动搅拌，搅拌的速度为400rpm，直到液面中心出现旋涡；
[0138]
(2)将组分b与所述第一混合物料进行第二搅拌混合，得到第二混合物料，具体地，将分散剂和防沉降剂缓慢加入到步骤(1)的调漆罐中；再将阻燃剂、成炭剂和发泡剂加入到调漆罐中，物料加入后在400rpm的搅拌速度下分散20min使物料充分混合；然后往调漆罐中加入颜填料，在400rpm的搅拌速度下分散30min；最后在1500rpm的搅拌速度下高速搅拌分散120min；
[0139]
(3)将所述第二混合物料进行细化，得到第三混合物料，具体地，用砂磨机将第二混合物料研磨至细度小于40微米，备用；
[0140]
(4)将组分c与所述第三混合物料进行第三搅拌混合以得到微胶囊化聚氨酯阻燃漆，具体地，在30℃下，向第三混合物料中加入催干剂和流平剂，搅拌分散，搅拌的速度为500rpm，搅拌的时间为20min；得到微胶囊化聚氨酯阻燃漆pt5。
[0141]
实施例6
[0142]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆的配方如表9所示。
[0143]
表9为实施例6中微胶囊化聚氨酯阻燃漆配方
[0144]
[0145][0146]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆的制备方法：
[0147]
与实施例1中的制备方法相同，得到微胶囊化聚氨酯阻燃漆pt6。
[0148]
实施例7
[0149]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆组合物配方与实施例4中的配方相似，所不同的是：
[0150]
本实施例中使用的阻燃剂为磷酸胍：磷酸铵：多聚磷酸铵＝1：4：3，重量份相同。
[0151]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆的制备方法：
[0152]
与实施例4中的制备方法相同，得到微胶囊化聚氨酯阻燃漆pt7。
[0153]
实施例8
[0154]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆组合物配方与实施例4中的配方相似，所不同的是：
[0155]
本实施例中使用的成炭剂为环糊精：葡萄糖：季戊四醇＝1：2：3
[0156]
微胶囊化聚氨酯阻燃漆的制备方法：
[0157]
与实施例4中的制备方法相同，得到微胶囊化聚氨酯阻燃漆pt8。
[0158]
测试例
[0159]
对前述实例中制备得到的微胶囊化聚氨酯阻燃漆的性能进行测试，测试结果见表10。
[0160]
表10为实施例4-8和对比例中微胶囊化聚氨酯阻燃漆的性能测定结果
[0161][0162]
从表10的结果可以看出，本发明的微胶囊化聚氨酯阻燃漆具有附着力高、耐水性好和耐候性强等优点。
[0163]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。