一种水基型膨胀型防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水基型膨胀型防火涂料及其制备方法，属于防火涂料技术领域，其中防火涂料按重量份计包括去离子水20‑30份、季戊四醇10‑15份、发泡剂10‑15份、阻燃剂25‑40份、乳液15‑25份、颜料10‑23份、羟丙甲纤维素0.2‑1份、分散助剂0.7‑3份、成膜助剂1.5‑7份；其制备方法，包括如下步骤：S1：将去离子水和羟丙甲纤维素混合、搅拌，使羟丙甲纤维素溶解；S2：向步骤S1加入分散助剂，分散；S3：向步骤S2投入阻燃剂、季戊四醇、发泡剂和颜料，分散均匀；S4：向步骤S4加入乳液和成膜助剂，分散5‑15min；S5：向步骤S4加入酸碱调节剂0.1‑1份，调节pH值至9左右为止。本发明专利技术的防火涂料具有提高防火涂料与基材之间的粘结性能，保证涂料在高温下能持续膨胀发泡的效果。

A water based intumescent fire retardant coating and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种水基型膨胀型防火涂料及其制备方法
本专利技术涉及防火涂料领域，特别涉及一种水基型膨胀型防火涂料及其制备方法。
技术介绍
防火涂料从防火机理分为膨胀型和非膨胀型两类，非膨胀型防火涂料是靠其自身的高难燃或不燃性来达到阻燃防火的目的，要想达到好的防火效果必须涂的很厚，添加大量含卤素、氮、磷等阻燃剂，产生大量有毒气体。膨胀型防火涂料就是涂膜受热膨胀形成蜂窝状碳化层，使火焰热量受到隔离而减少或减缓对基材的传递，同时在高温时涂料分解出不燃气体，隔绝并稀释了空气，达到防火的性能。目前实际应用中的膨胀型防火涂料的发泡层虽然比较厚，但机械强度较低，在气流或外力作用下容易塌陷或脱落，发泡不够均匀，导致其隔热性能下降甚至失去保护的作用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的一是提供一种水基型膨胀型防火涂料，达到提高防火涂料与基材之间的粘结性能，保证涂料在高温下能持续膨胀发泡的效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水基型膨胀型防火涂料，原料按重量份计包括去离子水20-30份、季戊四醇10-15份、发泡剂10-15份、阻燃剂25-40份、乳液15-25份、颜料10-23份、羟丙甲纤维素0.2-1份、分散助剂0.7-3份、成膜助剂1.5-7份。通过采用上述技术方案，防火涂料中颜料的加入，能够有效减小涂层内聚力，提高涂层与基材之间的粘结性能，从而保证涂层的耐久性，此外颜料在分散助剂的作用下，使得颜料能够在去离子水和乳液中充分扩散，从而保证颜料能够被充分润湿，增大颜料与乳液的亲和力，进一步提高防火涂料与基材之间的粘结性能。季戊四醇作为成炭剂在足够的热量下，季戊四醇在足够的热量下，羟基从碳链上断链，失去羟基的碳链形成活性炭，活性炭形成绝缘层以阻止热传递，同时季戊四醇遇火后膨胀发泡，形成一层泡沫隔热层，封闭被保护的基材，阻止基材燃烧，此外季戊四醇与阻燃剂、发泡剂配合使用，能够起到协同作用，使得在一定时间内能阻止燃烧，并控制火势的发展。羟丙甲纤维素不仅具有增稠、分散和稳定的作用，同时羟丙甲纤维素具有优良的保水性能和粘结性能，在涂料中加入羟丙甲纤维素不仅可以增加涂层与基材之间的粘结性能，同时羟丙甲纤维素的保水性能，防止涂层出现开裂现象，从而保证涂料的耐久性能，当涂料与基材之间的粘结性能比较好时，涂料在高温下能够持续发泡，提高防火涂料的防火性能。本专利技术进一步设置为，原料按重量份计包括去离子水22-28份、季戊四醇11-14份、发泡剂11-14份、阻燃剂27-38份、乳液17-23份、颜料12-21份、羟丙甲纤维素0.4-0.9份、分散助剂1-2.6份、成膜助剂2.2-6.5份。本专利技术进一步设置为，发泡剂采用三聚氰胺。通过采用上述技术方案，三聚氰胺受热时能生成均匀且致密的碳质层，具有良好的隔热、隔氧、阻燃和抑烟的作用，并可有效阻止滴落现象，制止火焰的传播和蔓延。本专利技术进一步设置为，阻燃剂为五氧化二磷含量≥30%、氮含量≥20%的复合型防火阻燃材料。通过采用上述技术方案，复合型防火阻燃材料能够最大程度的抑制有毒烟气的产生，提高防火涂料使用的安全性。本专利技术进一步设置为，乳液采用聚丙烯酸酯乳液。通过采用上述技术方案，聚丙烯酸酯乳液的pH值为8.5，与发泡剂配合使用，能够有效发挥防火涂料的发泡效果，对火势的蔓延起到有效的控制作用，提高涂料的防火性能。本专利技术进一步设置为，颜料按重量份包括钛白粉2-8份、磷酸锌8-15份，进一步优选为钛白粉3-7份、磷酸锌9-14份。通过采用上述技术方案，钛白粉兼有锌白和铅白的遮盖性，同时钛白粉无毒，不会对人体产生影响，且钛白粉不仅与聚磷酸铵、季戊四醇起到协同作用，同时也有效防止涂层脱落，保证涂料的防火性能。磷酸锌作为除锈颜料，与乳液、成膜剂混合形成膜，同时磷酸锌在水解过程中生成的中间产物，不仅与涂料中的羟基反应，还与金属表面的锈蚀反应，并在金属与腐蚀产物间形成隔离区，阻止腐蚀介质的进一步入侵，从而保护基材免受外界侵蚀介质的腐蚀，延长基材的使用寿命，且磷酸锌在乳液中易分散，易于施工。本专利技术进一步设置为，分散助剂按重量份包括润湿分散剂0.5-2份、防霉杀菌剂0.2-1份；进一步优选为润湿分散剂0.7-1.8份、防霉杀菌剂0.3-0.8份；其中润湿分散剂包括分散剂和润湿剂，分散剂与润湿剂的重量比为1：（0.2-0.4）；防霉杀菌剂采用5-氯-2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮的混合物。通过采用上述技术方案，分散剂的型号为Dispersago-9720，能够有效对颜料进行充分分散，提高颜料在涂料中的分散性能；润湿剂的型号为PE-100，性质稳定，耐酸碱性，且成本低，在涂料中加入润湿剂能够起到有效的乳化和渗透的作用。5-氯-2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮的加入，能够提高涂料储存时的稳定性以及储存时长。本专利技术进一步设置为，成膜助剂按重量份包括有机硅消泡剂0.5-2份、醇酯十二1-5份；进一步优选为有机硅消泡剂0.6-1.8份、醇酯十二1.6-4.7份。通过采用上述技术方案，有机硅消泡剂的加入，使得分散均匀的有机硅消泡剂会渗透进入泡沫弹性膜内，并且在泡膜中均匀分布，降低表面张力使得泡沫提前破裂，防止后期涂料层与基材表面分离而出现鼓泡的现象，提高涂料与基材之间的粘结性能，保证防火涂料的防火性能。醇酯十二能够对乳液中的聚合物粒子产生溶解和溶胀作用，使粒子在较低温度下也能够随水分的挥发产生塑性流动和弹性变形而聚结成膜，但在成膜以后在较短时间内又能够挥发溢出，从而不影响涂膜的玻璃化转变温度，高温下涂膜不回粘，在涂膜干燥过程中，水分挥发后余下的醇酯十二使聚合物微滴并融合成连续的膜，保证涂料与基材之间的粘结性能，同时醇酯十二除有溶解作用外，还会对聚合物起短暂的增塑作用，能促进乳胶粒子的塑性流动和弹性变形，改善其聚结性，进一步提高涂料与基材的粘结性能，保证防火涂料在高温下能够持续膨胀发泡的效果。本专利技术进一步设置为，原料中还包括重量份的酸碱调节剂0.1-1份，其中酸碱调节剂采用AMP-95。通过采用上述技术方案，酸碱调节剂在涂料中起到阻凝的效果，防止涂料在储存、运输和施工过程中过早成膜，保证施工的性能，同时也起到乳化稳定的作用。乳液在聚合时，为了获得较好的附着力，往往在配方中含有少量的可聚合酸，聚合结束后，加酸碱调节剂，把酸中和成盐，提高黏度，并在偏碱的条件下能保持长期稳定，涂料的pH值对其贮存稳定性、抗腐败、防腐蚀、黏度及涂膜的性能均有一定的影响，酸碱调节剂的加入，使得涂料能够保持微碱的状态，从而使得羟丙甲纤维素容易溶解，提高涂料与基材之间的粘结性能。本专利技术的目的二：提供一种水基型膨胀型防火涂料的制备方法，包括如下步骤：S1：将重量份的去离子水和羟丙甲纤维素混合，以750-850r/min的速度搅拌，直至羟丙甲纤维素完全溶解；S2：向步骤S1得到的物质中加入重量份的分散助剂，分散5-15min本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水基型膨胀型防火涂料，其特征在于：原料按重量份计包括去离子水20-30份、季戊四醇10-15份、发泡剂10-15份、阻燃剂25-40份、乳液15-25份、颜料10-23份、羟丙甲纤维素0.2-1份、分散助剂0.7-3份、成膜助剂1.5-7份。/n

【技术特征摘要】
1.一种水基型膨胀型防火涂料，其特征在于：原料按重量份计包括去离子水20-30份、季戊四醇10-15份、发泡剂10-15份、阻燃剂25-40份、乳液15-25份、颜料10-23份、羟丙甲纤维素0.2-1份、分散助剂0.7-3份、成膜助剂1.5-7份。


2.根据权利要求1所述的一种水基型膨胀型防火涂料，其特征在于：原料按重量份计包括去离子水22-28份、季戊四醇11-14份、发泡剂11-14份、阻燃剂27-38份、乳液17-23份、颜料12-21份、羟丙甲纤维素0.4-0.9份、分散助剂1-2.6份、成膜助剂2.2-6.5份。


3.根据权利要求1所述的一种水基型膨胀型防火涂料，其特征在于：发泡剂采用三聚氰胺。


4.根据权利要求1所述的一种水基型膨胀型防火涂料，其特征在于：阻燃剂为五氧化二磷含量≥30%、氮含量≥20%的复合型防火阻燃材料。


5.根据权利要求1所述的一种水基型膨胀型防火涂料，其特征在于：乳液采用聚丙烯酸酯乳液。


6.根据权利要求1所述的一种水基型膨胀型防火涂料，其特征在于：颜料按重量份包括钛白粉2-8份、磷酸锌8-15份。


7.根据权利要求1所述的一种水基型膨胀型防火涂料，其特征在于：分散助剂按重量份包括润...

【专利技术属性】
技术研发人员：公涛，丁日辉，陈亮光，
申请(专利权)人：泉州联众工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35