一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料及其制备方法技术

一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料及其制备方法，它属于磷酸盐隔热防火涂料技术领域。本发明专利技术要解决现有磷酸盐涂料的耐热温度仍无法实现1700℃以上，且难以实现全温度周期的耐温、产生膨胀、使用厚度厚、易脱落、粘结强度小的问题。防火涂料由磷酸二氢铝、氧化锌、氧化铈、锆酸钆、聚硅氧烷、硼化锆、碳化铪、镐粉、钨粉、短切高硅氧纤维、三氧化铬、铬酸钾、非硅性消泡剂及去离子水组成；方法：先称取，研磨过筛，最后搅拌加热至凝胶状。最后搅拌加热至凝胶状。最后搅拌加热至凝胶状。

【技术实现步骤摘要】
一种耐1800
℃
磷酸盐隔热防火涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于磷酸盐隔热防火涂料


技术介绍

[0002]防火涂料是一种具有特殊功能的涂料，当喷涂到材料表面后能够起到隔热阻燃的作用，增强被保护材料的绝热性能，防止被保护材料的结构遭到破坏。按照防火涂料基料的组成成分可以分为无机防火涂料和有机防火涂料两类，其中无机防火涂料以硅酸盐、磷酸盐等无机物作为粘结剂，具有价格低廉的特点。
[0003]磷酸盐涂料是一种耐高温氧化、耐腐蚀、耐磨损且无毒环保的无机涂料，具有较好的物理性能，粘度高、附着能力好，主要由磷酸盐的水溶液、固化剂及反应性填料等制成，从外观上来看呈现为灰色的粘稠液体。与有机硅类涂料以及金属涂料相比较，磷酸盐涂层的制备方法简便，成本低廉且性能更佳，能够经过长时间的贮存放置。当磷酸盐涂料经过涂装固化后，在材料表面就能形成耐高温的涂层，该涂层体系能够承受高温气流冲刷，传统上能够耐受650℃的高温。
[0004]专利CN112266633A公开了一种耐1700℃高温的防火涂料及其制备方法，采用氢氧化铝、二氧化硅、云母粉、氧化镁、双稀土钽酸盐和玄武岩纤维等制备得到了能在1700℃下保持20min的防火涂料，有效填补了国内耐高温涂料的空白。但现有磷酸盐涂料的耐热温度仍无法实现1700℃以上，且现有的磷酸盐涂料难以实现全温度周期的耐温，高温防火涂料多数会产生膨胀影响力学性能，还具有使用厚度厚、易脱落、粘结强度小的缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决现有磷酸盐涂料的耐热温度仍无法实现1700℃以上，且难以实现全温度周期的耐温、产生膨胀、使用厚度厚、易脱落、粘结强度小的问题，而提供一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料及其制备方法。
[0006]一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料，按质量份数它由20份～30份磷酸二氢铝、10份～20份氧化锌、10份～20份氧化铈、5份～15份锆酸钆、5份～15份聚硅氧烷、3份～10份硼化锆、3份～10份碳化铪、3份～5份镐粉、3份～5份钨粉、10份～15份短切高硅氧纤维、3份～10份三氧化铬、3份～10份铬酸钾、0.4份～1份非硅性消泡剂及5份～15份去离子水组成。
[0007]一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料的制备方法，它是按以下步骤进行的：
[0008]一、按质量份数称取20份～30份磷酸二氢铝、10份～20份氧化锌、10份～20份氧化铈、5份～15份锆酸钆、5份～15份聚硅氧烷、3份～10份硼化锆、3份～10份碳化铪、3份～5份镐粉、3份～5份钨粉、10份～15份短切高硅氧纤维、3份～10份三氧化铬、3份～10份铬酸钾、0.4份～1份非硅性消泡剂及5份～15份去离子水；
[0009]二、以无水乙醇作为介质，将磷酸二氢铝、氧化锌、氧化铈、锆酸钆、聚硅氧烷、硼化锆、碳化铪、镐粉、钨粉、三氧化铬和铬酸钾用球磨机进行球磨，最后干燥处理并过筛，得到过筛后的粉末；
[0010]三、在水浴及搅拌条件下，将过筛后的粉末及短切高硅氧纤维加入到去离子水中，最后加入非硅性消泡剂，搅拌加热至凝胶状，得到耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012](1)本专利技术的整体工艺简单，利用球磨处理，经过干燥和过筛后的原料粒径分布均匀，能够使原料之间的反应更加充分，同时使得到的涂料成分更加均匀。通过水浴控制温度能够保证原料之间的反应充分进行的同时又不会沸腾使反应难以控制。
[0013](2)本专利技术制备的磷酸盐防火涂料热导率低，可达0.162W
·
(m
·
K)
‑1，熔点高，隔热性能好，能够实现低温到高温的全周期耐温，高温最高可达1800℃，在整个过程中没有膨胀，能够对基体材料起到良好的防火作用。
[0014](3)本专利技术制备的磷酸盐防火涂料可实现常温条件下冷喷涂，并常温固化，使用厚度薄(3mm)，形成的磷酸盐防火涂料层具有强韧性和附着力(3MPa以上)，为磷酸盐隔热防火涂料做出进一步的突破。
[0015]本专利技术用于一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料及其制备方法。
附图说明
[0016]图1为实施例一制备的耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料随温度变化的Tg
‑
DSC曲线，1为热失重Tg曲线，2为DSC曲线；
[0017]图2为实施例一制备的耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料喷涂后表面形貌图。
具体实施方式
[0018]具体实施方式一：本实施方式一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料，按质量份数它由20份～30份磷酸二氢铝、10份～20份氧化锌、10份～20份氧化铈、5份～15份锆酸钆、5份～15份聚硅氧烷、3份～10份硼化锆、3份～10份碳化铪、3份～5份镐粉、3份～5份钨粉、10份～15份短切高硅氧纤维、3份～10份三氧化铬、3份～10份铬酸钾、0.4份～1份非硅性消泡剂及5份～15份去离子水组成。
[0019]原理：本实施方式耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料主要由磷酸盐基料、反应性颜料和功能性填料组成，其中磷酸二氢铝、氧化锌、氧化铈构成磷酸盐基料，锆酸钆和聚硅氧烷用作防火涂料中的反应性颜料，硼化锆、碳化铪、镐粉、钨粉和短切高硅氧纤维用作防火涂料的功能性填料，使用三氧化铬和铬酸钾作为缓蚀剂，采用非硅性消泡剂进行消泡。
[0020]有益效果：
[0021]磷酸盐基料作为粘结性材料，同时提供防火性能；氧化锌、氧化铈作为固化剂能够吸收化学反应过程中产生的水分，以防生成水的溢出，缓释基体的酸度，同时降低固化温度以便常温下大规模施工；
[0022]锆酸钆和聚硅氧烷起到一定的固化作用，还能降低烘烤温度，提供耐热性能，保障体系的稳定；
[0023]高熔点的硼化锆和碳化铪作为耐高温填料提供了极高的耐高温性能，同时能够降低涂料和底材之间因热膨胀系数差异和化学作用而产生的体积收缩，避免涂层中产生内应力导致涂层开裂，提高磷酸盐基料的强韧性和附着力；
[0024]金属镐和钨粉可以在不同温度下形成熔融的涂层，使涂料的热膨胀系数与基材进
一步接近，满足1800℃高温度段的性能要求；
[0025]短切高硅氧纤维的加入能够在涂料中均匀分散，对空气产生阻力，在热量传递方向上垂直排布可以有效的阻止热量的传递和损失；
[0026]三氧化铬、铬酸钾作为缓蚀剂可以调节磷酸盐基料的酸度，保证涂料对底材的腐蚀性较弱，能够形成连续的膜获得理想的涂层；
[0027]消泡剂能够减少所述原料在制备过程中产生的气泡，使涂料更加均匀，保证涂层的外观平整、附着力较好。
[0028]原料在所述的配比下能够使得防火涂料起到最佳的防火隔热效果，有效提高防火涂料的耐热温度。当基材表面涂敷该磷酸盐涂料并遇到高温后，涂料中的金属正离子大量增加，酸性磷酸盐和金属粉末反应，生成中性的不溶磷酸盐，此时磷酸二氢盐变为磷酸一氢盐正盐，同时随着加热脱水磷酸盐产生交联聚合，形成复杂网状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料，其特征在于按质量份数它由20份～30份磷酸二氢铝、10份～20份氧化锌、10份～20份氧化铈、5份～15份锆酸钆、5份～15份聚硅氧烷、3份～10份硼化锆、3份～10份碳化铪、3份～5份镐粉、3份～5份钨粉、10份～15份短切高硅氧纤维、3份～10份三氧化铬、3份～10份铬酸钾、0.4份～1份非硅性消泡剂及5份～15份去离子水组成。2.根据权利要求1所述的一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料，其特征在于按质量份数它由20份～25份磷酸二氢铝、10份～15份氧化锌、10份～15份氧化铈、5份～10份锆酸钆、5份～10份聚硅氧烷、3份～5份硼化锆、3份～5份碳化铪、3份～4份镐粉、3份～4份钨粉、10份～13份短切高硅氧纤维、3份～5份三氧化铬、3份～5份铬酸钾、0.4份～0.5份非硅性消泡剂及5份～10份去离子水组成。3.根据权利要求1所述的一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料，其特征在于所述的非硅性消泡剂为BYK
‑
A550、BYK
‑
A555、BYK024或BYK053N。4.如权利要求1所述的一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：一、按质量份数称取20份～30份磷酸二氢铝、10份～20份氧化锌、10份～20份氧化铈、5份～15份锆酸钆、5份～15份聚硅氧烷、3份～10份硼化锆、3份～10份碳化铪、3份～5份镐粉、3份～5份钨粉、10份～15份短切高硅氧纤维、3份～10份三氧化铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：史丽萍，王云兴，李雨昕，
申请(专利权)人：上海箬宇新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：