双组分气凝胶防火隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料领域，公开了一种双组分气凝胶防火隔热涂料及其制备方法，所述涂料包括A组分和B组分，所述A组分是由40wt.％‑60wt.％的异氰酸酯和40wt.％‑60wt.％的聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；所述B组分包括：25wt.％‑30wt.％的扩链剂、20wt.％‑45wt.％的气凝胶、0.1wt.％‑1wt.％的分散剂、20wt.％‑30wt.％的颜填料和0.1wt.％‑1wt.％的催化剂；所述A组分和所述B组分的重量比为1‑10：1，二者混合形成双组分无溶剂气凝胶涂料。本发明专利技术制备的涂料具有优异的耐候性好、抗冲击性好、耐磨性好、耐腐蚀性好、防火性能好、隔热性能好、尺寸稳定性好和耐高温性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
双组分气凝胶防火隔热涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料领域，具体涉及一种双组分气凝胶防火隔热涂料及其制备方法。
技术介绍
热量传递主要有三种方式，即热传导、对流传热、辐射传热。热传导是由于物体分子的热振动具有相互影响的特性而产生的，其趋势是使固体不存在温差；对流传热是气体或液体进行热量交换而产生的；辐射传热是任何温度高于绝对零度的物体以电磁波的形式向外传热的方式。气凝胶具有极高的孔隙率，固含量极低，因此固体热传导很小，可以忽略不计；气凝胶内部平均孔径为20-50nm，而空气分子的平均自由程约为70nm，空气在气凝胶孔洞内无法流动，从而抑制空气的对流辐射；气凝胶内部具有无数的孔洞，每个孔壁均可作为辐射的反射面和折射面，可以很大程度地阻隔辐射传热。因此气凝胶具有非常优异的隔热保温性能。防火涂料主要有膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料。对于膨胀型防火涂料，气凝胶可以延长发泡时间，增加成炭剂炭化时间，另一方面，气凝胶可以作为增强基，提高炭质层强度，延长炭质层被热流冲掉的时间，进而明显提高膨胀型防火涂料耐火极限；对于非膨胀型防火涂料，气凝胶可以减少隔热填料的用量，延长金属氢氧化物等阻燃剂吸热脱水时间，进而提高非膨胀型防火涂料耐火极限；并且气凝胶具有轻质特性，可以降低涂料质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的现有防火隔热涂料防火隔热效果不佳以及需添加隔热涂料的量太大的问题，提供一种双组分气凝胶防火隔热涂料及其制备方法，该涂料具有优异的耐候性好、抗冲击性好、耐磨性好、耐腐蚀性好、防火性能好、隔热性能好、尺寸稳定性好和耐高温性好的优点。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种双组分气凝胶防火隔热涂料，包括A组分和B组分；所述A组分是由40wt.％-60wt.％的异氰酸酯和40wt.％-60wt.％的聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；所述B组分包括下列组分：所述A组分和所述B组分的重量比为1-10：1，二者混合形成双组分无溶剂气凝胶涂料。优选地，包括A组分和B组分；所述A组分是由40wt.％-60wt.％的异氰酸酯和40wt.％-60wt.％的聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；所述B组分包括下列组分：所述A组分和所述B组分的重量比为1-10：1，二者混合形成双组分无溶剂气凝胶涂料。优选地，所述异氰酸酯预聚物的异氰酸酯基团的含量为3.0wt.％-10.0wt.％，优选为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中一种或多种。优选地，所述聚合物多元醇是聚醚多元醇和聚酯二元醇中一种或多种，分子量为800-5000。优选地，所述扩链剂是1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、一缩二乙二醇、甘油、1,2,6-己三醇和甲基丙二醇中的一种或多种。优选地，所述填料为短切玻璃纤维、氧化铝粉末、碳酸钙粉末、滑石粉和云母粉中的一种或多种。优选地，所述分散剂为脂肪酸衍生物、聚羧酸盐、聚氨酯共聚物和高分子磷酰胺中的一种或多种。优选地，所述催化剂为有机锡催化剂、胺类催化剂和有机铋催化剂中的一种或多种。本专利技术第二方面提供一种双组分气凝胶防火隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)A组分的制备：称取40wt.％-60wt.％的异氰酸酯和40wt.％-60wt.％的聚合物多元醇，将所述聚合物多元醇加热至100-120℃，抽真空脱水1-2h，充入氮气后冷却至室温，加入所述异氰酸酯，加热至60-90℃，保温并搅拌，反应2-5h，将温度降到40-50℃，出料封装得到A组分；(2)B组分的制备：将扩链剂、分散剂、气凝胶、颜填料和催化剂加入到容器中，用高速分散机分散15-60min，出料封装得到B组分，上述各组分的质量百分数为：(3)将所述A组分和所述B组分按体积比1-10：1混合均匀，制得所述双组分气凝胶防火隔热涂料。通过上述技术方案，使用聚氨酯材料使制备出的涂料具有卓越的耐候性、抗冲击性、耐磨性和耐腐蚀性，加入气凝胶使涂料具有优异的防火性能和隔热性能，加入填料使涂料具有良好的尺寸稳定性和耐高温性。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供一种双组分气凝胶防火隔热涂料，包括A组分和B组分；所述A组分是由40wt.％-60wt.％的异氰酸酯和40wt.％-60wt.％的聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；所述B组分包括下列组分：所述A组分和所述B组分的重量比为1-10：1，二者混合形成双组分无溶剂气凝胶涂料。优选地，所述扩链剂的质量百分数为27％-28％，可以为27％、27.2％、27.4％、27.6％、27.8％、28％或上述数值之间的任意值；所述气凝胶的质量百分数为22％-43％，可以为22％、25％、28％、31％、34％、37％、40％、43％或上述数值之间的任意值；所述分散剂的质量百分数为0.2％-0.8％，可以为0.2％、0.4％、0.6％、0.8％或上述数值之间的任意值；所述填颜料的质量百分数为22％-29％，可以为22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或上述数值之间的任意值；所述催化剂的质量百分数为0.4％-0.6％，可以为0.4％、0.5％、0.6％或上述数值之间的任意值。优选地，所述异氰酸酯预聚物的异氰酸酯基团的含量为3.0wt.％-10.0wt.％，优选为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中一种或多种。优选地，所述聚合物多元醇是聚醚多元醇和聚酯二元醇中一种或多种，分子量为800-5000，所述聚酯多元醇的羟值为200-250mgKOH/g。优选地，所述扩链剂是1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、一缩二乙二醇、甘油、1,2,6-己三醇和甲基丙二醇中的一种或多种。优选地，所述填料为短切玻璃纤维、氧化铝粉末、碳酸钙粉末、滑石粉和云母粉中的一种或多种。优选地，所述涂料中还可以加入颜料，所述颜料为钛白粉、炭黑和氧化铁颜料中的一种或多种。优选地，所述分散剂为脂肪酸衍生物、聚羧酸盐、聚氨酯共聚物和高分子磷酰胺中的一种或多种，包括但不仅限于乙撑基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯和油酸酰。优选地，所述催化剂为有机锡催化剂、胺类催化剂和有机铋催化剂中的一种或多种，所述有机锡催化剂包括但不仅限于二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡，所述胺类催化剂包括但不仅限于N,N-二甲基环己胺、三乙醇胺、三乙胺，所述有机铋催化剂包括但不仅限于异辛酸铋、月桂酸铋、新癸酸铋。第二方面，本专利技术提供一种双组分气凝胶防火隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)A组分的制备：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双组分气凝胶防火隔热涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；所述A组分是由40wt.％‑60wt.％的异氰酸酯和40wt.％‑60wt.％的聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；所述B组分包括下列组分：

【技术特征摘要】
1.一种双组分气凝胶防火隔热涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；所述A组分是由40wt.％-60wt.％的异氰酸酯和40wt.％-60wt.％的聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；所述B组分包括下列组分：所述A组分和所述B组分的重量比为1-10：1，二者混合形成双组分无溶剂气凝胶涂料。2.根据权利要求1所述的双组分气凝胶防火隔热涂料，其特征在于，包括A组分和B组分；所述A组分是由40wt.％-60wt.％的异氰酸酯和40wt.％-60wt.％的聚合物多元醇合成的异氰酸酯预聚物；所述B组分包括下列组分：所述A组分和所述B组分的重量比为1-10：1，二者混合形成双组分无溶剂气凝胶涂料。3.根据权利要求1或2所述的双组分气凝胶防火隔热涂料，其特征在于，所述异氰酸酯预聚物的异氰酸酯基团的含量为3.0wt.％-10.0wt.％，优选为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的双组分气凝胶防火隔热涂料，其特征在于，所述聚合物多元醇是聚醚多元醇和聚酯二元醇中一种或多种，分子量为800-5000。5.根据权利要求1或2所述的双组分气凝胶防火隔热...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷静，裘航盛，
申请(专利权)人：长沙盾甲新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43