一种有机-无机杂化型防火涂料及其制备方法技术

本申请实施例提供一种有机‑无机杂化型防火涂料及其制备方法，涉及防火涂料领域。防火涂料的原料按质量百分数计包括：钾水玻璃15‑22％；乙酸乙烯酯‑乙烯共聚乳液5‑10％；纤维素0.2‑0.6％；水性分散剂0.2‑0.5％；水性润湿剂0.1‑0.3％；水性消泡剂0.3‑0.5％；成膜助剂2.2‑4.1％；填料助剂13‑28％；阻燃剂20‑30％；水22‑23.6％。制备方法是往纤维素溶液中加入分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、水，搅拌；加入金红石型钛白粉、填料助剂和阻燃剂，搅拌；加入乙酸乙烯酯‑乙烯共聚乳液，搅拌；加入钾水玻璃，搅拌。该防火涂料具有耐温性高、耐水性好、防火等级高、干燥速度快等特点。

An organic-inorganic hybrid fire retardant coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种有机-无机杂化型防火涂料及其制备方法
本申请涉及防火涂料领域，具体而言，涉及一种有机-无机杂化型防火涂料及其制备方法。
技术介绍
在人口密集的区域，如：火车站、高铁站、动铁站、飞机场、商场、体育馆、学校等公共场所，多采用钢结构作为主体建筑，并根据防火等级在钢结构表面施工防火涂料，从而保护建筑物主体在发生火灾时不会倒塌。目前薄型防火涂料主要成膜物质是乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液但这种类型的防火涂料存在以下问题：1、耐水性较差，时间过长会出现起泡、发白、发花现象，影响防火等级；2、遇到明火时，乳液自身会燃烧，并且释放出不同程度的有害气体。影响防火等级。另外，无机涂料是一种以无机材料为主要成膜物质的涂料，是全无机矿物涂料的简称。无机涂料是由无机聚合物和经过分散活化的金属、金属氧化物纳米材料、稀土超微粉体组成的无机聚合物涂料，能与钢结构表面铁原子快速反应，生成具有物理、化学双重保护作用的无机聚合物防腐涂层，对环境无污染，使用寿命长，防腐性能达到国际先进水平，是符合环保要求的高科技换代产品。但是现有的无机涂料的耐温性、耐水性、防火等级等还有待提高。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种有机-无机杂化型防火涂料及其制备方法，其采用无机硅酸盐为主体原料，乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液为基料，得到的防火涂料具有耐温性高、耐水性好、防火等级高、干燥速度快等特点。第一方面，本申请实施例提供了一种有机-无机杂化型防火涂料，按质量百分数计，其原料包括：在上述技术方案中，采用钾水玻璃为主体原料，乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液为基料，其中的钾水玻璃属于硅酸盐类无机成膜物，其机械性能(比如韧性、强度、耐冻融性、表面效果等)不及有机成膜物，本申请采用乙酸乙烯酯-乙烯共聚这种有机成膜物对其进行杂化改性，补充提升无机成膜物的不足方面，并加入纤维素，发挥流挂、防沉效果，加入水性分散剂，发挥分散填料效果，加入水性润湿剂，提升涂料的润湿性能，加入水性消泡剂，消除动态下(比如施工时)产生的气泡，避免气泡对外观效果的不良影响，加入成膜助剂，协助成膜物在低温条件下良好成膜，并加入填料助剂和阻燃剂，得到的防火涂料具有耐温性高、耐水性好、防火等级高、干燥速度快等特点。具体的，钾水玻璃具有无机物之特性，其抗温性能特别好，不但在高温下不会燃烧，而且还能够阻燃；还具有防水性及透气性，使建筑内部的水分自由向外蒸发，使建筑物保持干燥，达到天然防潮、防霉的效果，同时具有碱物质的过滤作用，可防止涂层起气泡、产生热爆裂和起鳞片而剥落。钾水玻璃与填料助剂发生石化作用，形成一种防水及防酸的硅酸岩石。在一种可能的实现方式中，原料中，钾水玻璃和乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的质量比为1.5-4。在上述技术方案中，钾水玻璃和乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的质量比为1.5-4，虽然钾水玻璃与乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的配比越大，耐火性能越强，隔热效率衰减量也越小。但是二者的配比过大(比如全部采用钾水玻璃)，会导致涂层强度差、韧性差，外观效果差等异常情况。在一种可能的实现方式中，按质量百分数计，原料还包括表面活性剂0.6％-1％。在上述技术方案中，加入一定量的表面活性剂，能够保证涂料的低温贮存稳定性，避免其变质异常。在一种可能的实现方式中，按原料总量的质量百分数计，填料助剂包括：金红石钛白粉4％-6％、可膨胀型石墨1％-4％、锻烧高岭土3％-7％、珍珠岩2％-5％、蛭石3％-6％和云母粉2％-5％。在上述技术方案中，采用一定量的金红石钛白粉、可膨胀型石墨、锻烧高岭土、珍珠岩和蛭石、云母粉组成填料助剂，其不仅能够起到骨架、填充作用，调节流变性能，改善机械强度，调节光学性能，而且其还能与成膜物质发生化学反应，形成的涂膜能有效地阻挡光线的穿透，提高其耐水性和耐候性，其中的矿物成分还能够与钾水玻璃发生石化作用。在一种可能的实现方式中，钾水玻璃的型号为AH-K1；和/或，乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的型号为BJ-707；和/或，纤维素的型号为HS30000YP2；和/或，水性分散剂为阴离子型高分子水性分散剂，可选地，型号为5040；和/或，水性润湿剂为阴离子型表面活性剂，可选地，型号为070；和/或，水性消泡剂为炔二醇类水性消泡剂，可选地，型号为A111和A11；和/或，成膜助剂为丙二醇和型号AH-12的成膜助剂；和/或，阻燃剂的型号201-A。在上述技术方案中，上述具体型号的原料能够发挥较佳的作用。第二方面，本申请实施例提供了一种第一方面提供的有机-无机杂化型防火涂料的制备方法，其包括以下步骤：往纤维素溶液中加入水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂、成膜助剂、水，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；加入金红石型钛白粉、填料助剂和阻燃剂，采用800-1000转/分搅拌15-20分钟，检测无颗粒即可；加入乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液，采用400-600转/分搅拌5-10分钟；加入钾水玻璃，采用400-600转/分搅拌10-15分钟。在上述技术方案中，按照上述步骤加入各原料，能够保证形成的防火涂料具有耐温性高、耐水性好、防火等级高、干燥速度快等特点。如果改变加料顺序，会出现分散不均匀，细度分散不下来，表面粗糙等现象，严重时会出现破乳现象，导致所有原料全部报废。在一种可能的实现方式中，纤维素溶液的配制方法为：将纤维素加入部分水中，采用800-1000转/分搅拌，直至纤维素充分溶解，形成纤维素溶液。在上述技术方案中，先配制纤维素溶液，能够保证纤维素充分溶解。在一种可能的实现方式中，水性消泡剂为第一水性消泡剂和第二水性消泡剂，先往纤维素溶液中加入第一水性消泡剂，再在加入乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的步骤中加入第二水性消泡剂。在上述技术方案中，按照上述方式先加入第一水性消泡剂，第一消泡剂起抑泡功效，再在后续步骤中加入第二水性消泡剂，第二消泡剂起破泡功效，能够保证水性消泡剂充分发挥效果。在一种可能的实现方式中，成膜助剂为第一成膜助剂和第二成膜助剂，先往纤维素溶液中加入第一成膜助剂，再在加入钾水玻璃的步骤中加入第二成膜助剂。在上述技术方案中，根据成膜助剂的沸点、与原料溶解程度按照上述方式和顺序加入成膜助剂，能够保证成膜助剂充分发挥效果。在一种可能的实现方式中，按质量百分数计，原料还包括表面活性剂0.6％-1％，制备方法还包括在加入钾水玻璃的步骤中加入表面活性剂的步骤。在上述技术方案中，在最后加入钾水玻璃的步骤中加入表面活性剂，这是因为表面活性剂不能高速搅拌，否则会出现失效，按照上述方式加入能够避免表面活性剂影响防火涂料的形成，并发挥其低温贮存作用。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机-无机杂化型防火涂料，其特征在于，按质量百分数计，其原料包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种有机-无机杂化型防火涂料，其特征在于，按质量百分数计，其原料包括：





2.根据权利要求1所述的有机-无机杂化型防火涂料，其特征在于，所述原料中，所述钾水玻璃和所述乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的质量比为1.5-4。


3.根据权利要求1所述的有机-无机杂化型防火涂料，其特征在于，按质量百分数计，所述原料还包括表面活性剂0.6％-1％。


4.根据权利要求1所述的有机-无机杂化型防火涂料，其特征在于，按原料总量的质量百分数计，所述填料助剂包括：金红石钛白粉4％-6％、可膨胀型石墨1％-4％、锻烧高岭土3％-7％、珍珠岩2％-5％、蛭石3％-6％和云母粉2％-5％。


5.根据权利要求1所述的有机-无机杂化型防火涂料，其特征在于，所述钾水玻璃的型号为AH-K1；
和/或，所述乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的型号为BJ-707；
和/或，所述纤维素的型号为HS30000YP2；
和/或，所述水性分散剂为阴离子型高分子水性分散剂，可选地，型号为5040；
和/或，所述水性润湿剂为阴离子型表面活性剂，可选地，型号为070；
和/或，所述水性消泡剂为炔二醇类水性消泡剂，可选地，型号为A111和A11；
和/或，所述成膜助剂为丙二醇和型号AH-12的成膜助剂；
和/或，所述阻燃剂的型号201-A。


6.一种如权利要求1至5中任一项所述的有机-无机杂化型防火涂料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江拥，杨汝良，杨飞，杨建希，蒋合兵，熊林，陈永付，
申请(专利权)人：成都虹润制漆有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51