一种水性分解甲醛防火涂料及其制备方法技术

一种水性分解甲醛防火涂料及其制备方法，包括如下质量份数的组份：纳米气凝胶：5‑20份、丙烯酸乳液：30‑50份、三聚氰胺：35‑80份、季戊四醇：40‑65份、聚磷酸铵：50‑80份、海泡石纤维：5‑15份、滑石粉：5‑15份、石墨：5‑15份、润湿分散剂：0.2‑0.8份、膨润土：0.02‑0.08份、水性流平剂：0.05‑0.2份。本发明专利技术将若干种组份混合均匀即能使用；采用纳米气凝胶作为功能性组份，由于纳米气凝胶本身的孔状结构丰富，而气体是热的不良导体，因此加入纳米气凝胶后，其隔热性能有了进一步的提高；本发明专利技术得到的产品粘结性能好，能够长时间耐紫外线辐射，抗老化程度好；在纳米气凝胶中复合某些金属元素后，由于大的孔隙率以及金属离子的催化作用，使得涂料对于甲醛具有非常好的分解作用。

【技术实现步骤摘要】
一种水性分解甲醛防火涂料及其制备方法
：本专利技术涉及一种水性分解甲醛防火涂料及其制备方法。
技术介绍
：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，提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。具体应用领域主要是以下两种：1、施用于可燃性基材表面，用以改变材料表面燃烧特性，阻滞火灾迅速蔓延；2、施用于建筑构件上，用以提高构件的耐火极限。根据防火原理的不同，防火涂料分为薄型涂料和厚型涂料：薄型防火涂料的防火隔热原理是防火涂料层在受火时膨胀发泡，形成泡沫，泡沫层不仅隔绝了氧气，而且因为其质地疏松而具有良好的隔热性能，可延滞热量传向被保护基材的速度；根据物理化学原理分析，涂层膨胀发泡产生的泡沫层的过程因为体积扩大而呈现吸热反应，也消耗了燃烧时的热量，有利于降低体系的温度，这几个方面的作用，使防火涂料产生显著的防火隔热效果；厚型涂料的防火隔热原理是防火涂料受火时涂层基本上不发生体积变化，但涂层热导率很低，延滞了热量传向被保基材的速度，防火涂料的涂层本身是不燃的，对钢构件起屏障和防止热辐射作用，避免了火焰和高温直接进攻钢构件。还有涂料中的有些组分遇火相互反应而生成不燃气体的过程是吸热反应，也消耗了大量的热，有利于降低体系温度，故防火效果显著，对钢材起到高效的防火隔热保护。另外该类钢结构防火涂料受火时涂层不发生体积变化形成釉状保护层，它能起隔绝氧气的作用，使氧气不能被保护的易燃基材接触，从而避免或降低燃烧反应.但这类涂料所生成釉状保护层导热率往往较大，隔热效果差.为了取得一定的防火隔热效果，厚涂型防火涂料一般涂层较厚才能达到一定的防火隔热性能要求。考虑在自重、使用方便程度以及有效性等方面，薄型涂料的应用愈加广泛，但是现有的薄型涂料在抗老化程度上有一定的弊端，往往未经历火灾，由于抗老化的能力不够，使得有些位置就已经了发生了脱落；另外一个弊端是钢结构在一些场馆建设中应用广泛，而在钢结构场馆建设中的材料含有相当多的甲醛，现有方式得到的薄型涂料对此无能为力。
技术实现思路
：本专利技术提供了一种水性分解甲醛防火涂料及其制备方法，能够得到一种在保证自身抗老化能力前提下，提高对于甲醛的净化效果，解决了现有技术中存在的问题。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种水性分解甲醛防火涂料，包括如下质量份数的组份：纳米气凝胶：5-20份、丙烯酸乳液：30-50份、三聚氰胺：35-80份、季戊四醇：40-65份、聚磷酸铵：50-80份、海泡石纤维：5-15份、滑石粉：5-15份、石墨：5-15份、润湿分散剂：0.2-0.8份、膨润土：0.02-0.08份、水性流平剂：0.05-0.2份。优选的，所述纳米气凝胶包括如下质量份数的组份：纳米二氧化硅：15-25份，氧化钛：40-55份，氧化铜：10-15份，氧化铝：20-30份。优选的，所述纳米气凝胶由以下步骤制备而成：将如下质量份数的原料混合，四氯化钛：95-130.6份，氯化铜：17-25.4份，氯化铝：52.2-78.2份，正硅酸乙酯：52-86.7份，然后放入150-300份的醇溶剂采用溶剂热法，干燥焙烧后制得纳米气凝胶。催化剂采用氯化锡，加速反应进行，提高溶剂热法纳米气凝胶的产率。硅源选用正硅酸乙酯，便于孔隙的形成以及非金属离子的去除。优选的，所述溶剂热法的温度240-250℃，压力8-12Mpa,反应时间0.8-1.2h。优选的，所述四氯化钛为质量分数为4-6％的醇溶液；所述氯化铜为质量分数为1.5-2.5％的醇溶液；所述氯化铝为质量分数为2-4％的醇溶液；所述正硅酸乙酯为质量分数为1.6-2.4％的醇溶液。提高原料混合时的均匀程度，在混合均匀的前提下，能够使得在溶剂热法形成纳米气凝胶的过程中，不同种类金属之间能够产生联系，产生缺陷位，而缺陷位也是活性位，用于甲醛的分解，并且产物中，二氧化硅及三氧化二铝的存在可以减少纳米气凝胶的团聚，更加有利于分解甲醛能力的发挥。优选的，所述石墨为可膨胀石墨。提高石墨本身的分散程度和提高其孔隙结构，提高其吸附性能，从而和纳米气凝胶的分解产生协同作用；而由于本申请产品的适用场景是防火场景，可膨胀石墨膨胀之后具有较好的阻燃防火特性。优选的，所述润湿分散剂为水性润湿分散剂。适于本申请采用的水性环境。优选的，所述膨润土为改性有机膨润土。本身具有溶胀性、高分散性，适于提高本申请产品在涂刷之前的分散均匀程度。优选的，所述改性有机膨润土采用如下方式制备而成：将钠基有机膨润土与十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵按照质量比为5：1.5-2.5，加入蒸馏水后持续搅拌1h-4h，然后过滤后用水洗涤直至清洗的水中无溴或氯，然后将滤饼烘干，得改性有机膨润土。优选的，还包括1-5份质量份数的氯化锡。氯化锡主要是用于催化反应，可提高纳米气凝胶产率，提高反应速率，提高反应得到的纳米气凝胶的孔隙度，降低纳米气凝胶的密度。本专利技术具有如下优点：涂料本身合成简便，将若干种组份混合均匀即能使用；采用纳米气凝胶作为功能性组份，由于纳米气凝胶本身的孔状结构丰富，而气体是热的不良导体，因此加入纳米气凝胶后，其隔热性能有了进一步的提高；本专利技术得到的产品粘结性能好，能够长时间耐紫外线辐射，抗老化程度好；在纳米气凝胶中复合某些金属元素后，由于大的孔隙率以及金属离子的催化作用，使得涂料对于甲醛具有非常好的分解作用。具体实施方式：为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本专利技术进行详细阐述。纳米气凝胶合成实施例：纳米气凝胶实施例1：S1、原料混合搅拌均匀：将如下质量份数的原料混合，四氯化钛：95g，氯化铜：17g，氯化铝：52.2g，正硅酸乙酯：52g，然后放入150g的醇溶剂；所述四氯化钛为质量分数为4％的醇溶液；所述氯化铜为质量分数为1.5％的醇溶液；所述氯化铝为质量分数为2％的醇溶液；所述正硅酸乙酯为质量分数为1.6％的醇溶液；所述醇溶剂为正丁醇；S2、溶剂热法合成：温度240℃，压力8Mpa,反应时间1.2h；S3、干燥焙烧：20-30℃下干燥48h后，再在真空干燥箱内，在70℃维持48h，然后再在马弗炉中进行焙烧得到1号纳米气凝胶。纳米气凝胶实施例2：S1、原料混合搅拌均匀：将如下质量份数的原料混合，四氯化钛：130.6g，氯化铜：25.4g，氯化铝：78.2g，正硅酸乙酯：86.7g，然后放入300g的醇溶剂；所述四氯化钛为质量分数为6％的醇溶液；所述氯化铜为质量分数为2.5％的醇溶液；所述氯化铝为质量分数为4％的醇溶液；所述正硅酸乙酯为质量分数为2.4％的醇溶液；所述醇溶剂为乙醇；S2、溶剂热法合成：温度240-250℃，压力8-12Mpa,反应时间0.8-1.2h；S3、干燥焙烧：20-30℃下干燥48h后，再在真空干燥箱内，在70℃维持48h，然后再在马弗炉中进行焙烧得到2号纳米气凝胶。纳米气凝胶实施例3：S1、原料混合搅拌均匀：将如下质量份数的原料混合，四氯化钛：112.8g，氯化铜：21.2g，氯化铝：65.2g，正硅酸乙酯：69.4g，然后放入225g的醇溶剂；所述四氯化钛为质量分数为5％的醇溶液；所述氯化铜为质量分数为2％的醇溶液；所述氯化铝为质量分数为3％的醇溶液；所述正硅酸乙酯为质量分数为2％的醇溶液；所述醇溶剂为异本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性分解甲醛防火涂料，其特征在于：包括如下质量份数的组份：纳米气凝胶：5‑20份、丙烯酸乳液：30‑50份、三聚氰胺：35‑80份、季戊四醇：40‑65份、聚磷酸铵：50‑80份、海泡石纤维：5‑15份、滑石粉：5‑15份、石墨：5‑15份、润湿分散剂：0.2‑0.8份、膨润土：0.02‑0.08份、水性流平剂：0.05‑0.2份。

【技术特征摘要】
1.一种水性分解甲醛防火涂料，其特征在于：包括如下质量份数的组份：纳米气凝胶：5-20份、丙烯酸乳液：30-50份、三聚氰胺：35-80份、季戊四醇：40-65份、聚磷酸铵：50-80份、海泡石纤维：5-15份、滑石粉：5-15份、石墨：5-15份、润湿分散剂：0.2-0.8份、膨润土：0.02-0.08份、水性流平剂：0.05-0.2份。2.根据权利要求1所述的一种水性分解甲醛防火涂料，其特征在于：所述纳米气凝胶包括如下质量份数的组份：纳米二氧化硅：15-25份，氧化钛：40-55份，氧化铜：10-15份，氧化铝：20-30份。3.根据权利要求2所述的一种水性分解甲醛防火涂料，其特征在于：所述纳米气凝胶由以下步骤制备而成：将如下质量份数的原料混合，四氯化钛：95-130.6份，氯化铜：17-25.4份，氯化铝：52.2-78.2份，正硅酸乙酯：52-86.7份，然后放入150-300份的醇溶剂采用溶剂热法，干燥焙烧后制得纳米气凝胶。4.根据权利要求3所述的一种水性分解甲醛防火涂料，其特征在于：所述溶剂热法的温度240-250℃，压力8-12Mpa,反应时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，魏永强，李太胜，乔媛，李响，贾晓慧，
申请(专利权)人：山东汉诺宝嘉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37