一种膨胀型防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及防火涂料技术领域，具体涉及一种膨胀型防火涂料及其制备方法，包括有机硅改性环氧树脂、环氧树脂固化剂、抑烟剂、分散剂、纳米氧化锌、空心玻璃微珠、纳米硅气凝胶、硼酸锌、膨胀石墨、聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇及溶剂。本发明专利技术以有机硅改性环氧树脂为基体，并以聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀阻燃体系，以硼酸锌、纳米氧化锌为阻燃抑烟协效剂，以及空心玻璃微珠和膨胀石墨作为阻燃隔热填料，制备得到的涂料具有优良的防火性能和抑烟性能，可使得钢结构得到有效的防火保护。

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀型防火涂料及其制备方法
本专利技术涉及防火涂料
，具体涉及一种膨胀型防火涂料及其制备方法。
技术介绍
膨胀型防火涂料主要用于钢结构防火，经济和社会的发展推动了建筑事业的发展，大型建筑如展览馆、候机楼、大型商场、体育场馆和高级宾馆及工业厂房等不断增多，并且向着大型和美观的方向发展，其主要承重构件大都是钢结构。为此，钢结构的防火越来越受到人们的关注。钢材虽然属于不燃材料，但它的耐火性能远比砖石结构和钢筋混凝土结构差，随温度的升高，钢材的机械强度会下降。当温度升高到钢材的临界温度（一般为540℃）时，其屈服应力仅为常温的40％。钢材在高温火焰直接灼烧下，只有15min的耐火极限。使用防火涂料是一种钢结构建筑防火的比较理想的方法。钢结构防火涂料涂在钢构件表面，起到防火隔热保护作用，防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失去支撑力而导致建筑物垮塌。钢结构防火涂料按涂层厚度可分为超薄型、薄涂型和厚涂型三类，其中超薄型钢结构防火涂料具有良好的装饰性和遇火膨胀隔热性能，工程中使用量较厚涂型、薄涂型钢结构防火涂料大大减少，从而降低了工程总费用，又使钢结构得到了有效的防火保护，是目前消防部门大力推广的品种。但现有防火涂料的耐火极限较低，且燃烧时会产生大量的烟雾，影响人员疏散和逃生，因此开发具有优良防火性和抑烟性的防火涂料则迫在眉睫。基于此，本专利技术提供了一种膨胀型防火涂料，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有优良防火性和抑烟性的膨胀型防火涂料及其制备方法。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：一种膨胀型防火涂料，按重量份数计，包括以下原料组分：有机硅改性环氧树脂13-17份；环氧树脂固化剂2-4份；抑烟剂0.5-1.5份；分散剂0.2-0.5份；纳米氧化锌1-3份；空心玻璃微珠4-7份；纳米硅气凝胶2-4份；硼酸锌8-11份；膨胀石墨4-6份；聚磷酸铵20-30份；三聚氰胺5-9份；季戊四醇5-9份；溶剂14-18份。在其中一个实施例中，所述环氧树脂固化剂为氨基树脂或聚胺树脂。在其中一个实施例中，所述抑烟剂为氢氧化镁、二茂铁及三氧化二锑按质量比3:2:1组成的混合物。在其中一个实施例中，所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。在其中一个实施例中，所述空心玻璃微珠的粒径为15-90μm，密度为0.3-0.7g/cm3，导热系数为0.04-0.12W/(m2·K)。在其中一个实施例中，所述膨胀石墨为3-9层的膨胀石墨，且膨胀石墨的粒径为5-10μm，比表面积为300-500m2/g。在其中一个实施例中，所述溶剂为质量比为3:1的二甲苯和丙酮的混合物。另外，本专利技术还提供了上述膨胀型防火涂料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：（1）按照上述膨胀型防火涂料的设计配比称取各组分，将称取的有机硅改性环氧树脂、纳米氧化锌、抑烟剂、分散剂、溶剂加入到配料罐中，搅拌均匀，得第一浆料；（2）将分散好的第一浆料加入研磨罐中，并依次加入称取的硼酸锌、空心玻璃微珠、膨胀石墨和聚磷酸铵，混合均匀，研磨至细度在60μm以下，得第二浆料；（3）将第二浆料加到分散釜中，然后加入称取的三聚氰胺、季戊四醇、纳米硅气凝胶及环氧树脂固化剂，搅拌均匀，得所述膨胀型防火涂料。在其中一个实施例中，所述步骤（1）中混合均匀条件是：在1000rpm下分散15-20min。在其中一个实施例中，所述步骤（3）中搅拌均匀条件是：在1500rpm下搅拌分散40-60min。本专利技术与现有技术相比，具有的有益效果为：本专利技术以有机硅改性环氧树脂为基体，并以聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀阻燃体系，以硼酸锌、纳米氧化锌为阻燃抑烟协效剂，以及空心玻璃微珠和膨胀石墨作为阻燃隔热填料，制备得到的涂料具有优良的防火性能和抑烟性能，可使得钢结构得到有效的防火保护；其中，本专利技术通过使用有机硅改性的环氧树脂作为基体，可提高整个涂料的稳定性，并配以氨基树脂和聚胺树脂作为环氧树脂固化剂，可有效减低涂料的热烧蚀速率，并使得膨胀发泡炭层更加致密，形成低膨胀倍率高隔热效果的炭层，从而提高本专利技术的耐火极限及耐火性能；本专利技术通过加入硼酸锌及纳米氧化锌可有效提高膨胀阻燃体系的成炭率，提高了炭层的致密性，防火隔热的效果增强，其中硼酸锌作为一种阻燃剂，在固相中可在较高的温度下熔化，并形成玻璃体覆盖层，封闭聚合物表面，起到隔热空气的作用，进而令耐热时间增长，但是，过量的硼酸锌会令防火涂料表面出现裂痕，影响其物化性能，进而形成的炭层致密性遭到破坏，致使耐燃时间下降，而本专利技术通过加入的纳米硅气溶胶可与其互补，在保证硼酸锌量足够的情况下，纳米硅气溶胶则可保护炭层致密性不被破坏，增长耐燃时间；而空心玻璃微珠和膨胀石墨的加入可在涂层内部形成泡沫状结构，从而减缓热量和烟气的释放，提高了本专利技术防火涂料的抑烟性能，并且膨胀石墨可与聚磷酸铵、季戊四醇及三聚氰胺形成的三元膨胀体系协同作用，即形成的石墨结构炭和类石墨结构炭两种结构的炭层协同配合，增强阻燃性能；另外，氢氧化镁、二茂铁及三氧化二锑按质量比3:2:1组成的抑烟剂，可有效抑制烟气的生成，降低烟气的释放。附图说明图1是本专利技术实施例提供的无机反射隔热涂料的制备方法的步骤流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述：本专利技术提供的膨胀型防火涂料，包括以下重量份数的原料组分：有机硅改性环氧树脂13-17份；环氧树脂固化剂2-4份；抑烟剂0.5-1.5份；分散剂0.2-0.5份；纳米氧化锌1-3份；空心玻璃微珠4-7份；纳米硅气凝胶2-4份；硼酸锌8-11份；膨胀石墨4-6份；聚磷酸铵20-30份；三聚氰胺5-9份；季戊四醇5-9份；溶剂14-18份。在一些较佳的实施例中，所述有机硅改性环氧树脂中的环氧树脂为为E44、E51和E20中的一种或两种，该通过有机硅改性的环氧树脂，具有较好的活性，可使得膨胀发泡炭层更加致密，形成低膨胀倍率高隔热效果的炭层，提高涂料的耐火极限及耐火性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀型防火涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料组分：/n有机硅改性环氧树脂 13-17份；/n环氧树脂固化剂 2-4份；/n抑烟剂 0.5-1.5份；/n分散剂 0.2-0.5份；/n纳米氧化锌 1-3份；/n空心玻璃微珠 4-7份；/n纳米硅气凝胶 2-4份；/n硼酸锌 8-11份；/n膨胀石墨 4-6份；/n聚磷酸铵 20-30份；/n三聚氰胺 5-9份；/n季戊四醇 5-9份；/n溶剂 14-18份。/n

【技术特征摘要】
1.一种膨胀型防火涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料组分：
有机硅改性环氧树脂13-17份；
环氧树脂固化剂2-4份；
抑烟剂0.5-1.5份；
分散剂0.2-0.5份；
纳米氧化锌1-3份；
空心玻璃微珠4-7份；
纳米硅气凝胶2-4份；
硼酸锌8-11份；
膨胀石墨4-6份；
聚磷酸铵20-30份；
三聚氰胺5-9份；
季戊四醇5-9份；
溶剂14-18份。


2.根据权利要求1所述的膨胀型防火涂料，其特征在于，所述环氧树脂固化剂为氨基树脂或聚胺树脂。


3.根据权利要求1所述的膨胀型防火涂料，其特征在于，所述抑烟剂为氢氧化镁、二茂铁及三氧化二锑按质量比3:2:1组成的混合物。


4.根据权利要求1所述的膨胀型防火涂料，其特征在于，所述分散剂为低分子量聚丙烯酸胺盐分散剂。


5.根据权利要求1所述的膨胀型防火涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径为15-90μm，密度为0.3-0.7g/cm3，导热系数为0.04-0.12W/(m2·K)。


6.根据权利要求1所述的膨胀型防火涂料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：海书杰，刘亚楠，
申请(专利权)人：河南宣和钧釉环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41