一种遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法技术

一种遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法，其包括利用聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、钛白粉、氧化镁粉、去离子水、消泡剂、分散剂制成胶态浆料，利用碳化硼粉、硼酸、硅溶胶、铝溶胶、氯化钠粉制成乳膏浆料，最后将胶态浆料、乳膏浆料与硅丙/苯丙混合乳液混合制成遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料等步骤。本发明专利技术效果：该涂料可润湿并粘附于多种材料，适用于金属材质、玻璃钢、木制品、有机制品等多种材料表面；遇火后可原位生成致密且耐高温的硼硅铝玻璃及部分陶瓷相，抗烧穿能力优异，在丁烷火焰1200～1300℃火焰下灼烧1小时后，遇火表面无大熔坑出现；遇火后发泡膨胀性高，1.5mm的厚度在遇火后可膨胀至约12mm，可显著提高涂层隔热效果。著提高涂层隔热效果。著提高涂层隔热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法


[0001]本专利技术属于防火涂料
，特别涉及一种遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的快速发展，各种石油化工产品的广泛使用，以及火力、电力和天然气的使用日益增多，导致了越来越多的火灾事故发生。火灾会严重威胁人类生命和财产安全，据统计全球每年约有16.5万人因火灾而丧生。除了提高火灾预警与灭火技术外，通过降低材料的易燃性来从本质上减少火灾隐患引起了社会的广泛关注。由于材料种类繁多，从技术层面和技术角度讲不可能将所有的材料都制备成阻燃的，因此在材料表面涂覆阻燃隔热涂层成为大家竞相研究的对象。目前市面上流通的大部分阻燃涂层都是以油基有机聚合物为基体，它们在遇火后发泡过程中将不可避免地发烟和释放一氧化碳等气体，尤其不利于人员众多位置处的防护安全，例如机场、车站、航站楼、居民楼等。因此，研发无卤、低毒、低烟的具有高度环境友好性的新型阻燃隔热涂层对于提高阻燃防火的安全系数具有重要的战略意义。
[0003]相比于大部分油基(树脂基)阻燃涂层，以丙烯酸乳液等为基体的水性阻燃发泡涂层在发烟量和一氧化碳释放量方面都大大减少，是目前极具环境友好型的新型涂层。然而，相对于油基阻燃隔热涂层，水基阻燃发泡涂层的抗烧穿能力与耐火极限还效果较差。同时，如何进一步降低水基阻燃发泡涂层的发烟量也是急需解决的问题。
[0004]碳化硼(B4C)是一种比碳化硅陶瓷更硬的超硬材料。除了作为金属材料的增强相，它还通常被掺入到涂层中以提高其耐磨性。当温度高于500℃时，碳化硼氧化成氧化硼将产生约2.5倍的体积膨胀，熔融的氧化硼不仅可以通过填充裂纹和孔洞来优化基体内部结构，还可以与氧化硅、氧化铝等反应形成耐火耐高温的硼硅铝玻璃。因此，碳化硼被广泛用作制备耐火材料的改性剂，且效果明显优于氧化硼与硼酸。碳化硼氧化后的可改善结构优点以及在温度高于600℃时易反应生成硼硅铝玻璃的特点为其在阻燃隔热涂料中的应用提供了新的思路。第一方面，碳化硼的引入可以提高阻燃涂层的力学性能；第二方面，遇火后碳化硼氧化后产生的熔融氧化硼可以优化发泡基体的多孔结构；第三方面，熔融的氧化硼与涂料内的硅源、铝源反应生成高致密、耐高温、耐火的硼硅铝玻璃可以提高涂料的抗烧蚀性能；第四方面，涂层外层所形成的高致密的硼硅铝玻璃可以在一定程度上减少烟气的释放。然而，碳化硼在阻燃隔热涂层中的应用还鲜有报道。因此，利用碳化硼来制备可遇火自玻璃化的高抗烧蚀性阻燃隔热涂料是极具创新性的，而如何调控配方来平衡高发泡膨胀与可玻璃化是制备新型涂料的关键。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供的遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法包括按顺序进行的下列步骤：
[0007]1)将聚磷酸铵APP、三聚氰胺MEL、季戊四醇PER、钛白粉、氧化镁粉、去离子水、消泡剂和分散剂按比例称量，然后利用机械搅拌均匀，之后置于球磨罐内，利用星型球磨机进行球磨，获得白色胶态浆料；
[0008]2)将碳化硼粉、硼酸、硅溶胶、铝溶胶和氯化钠粉按比例称量，然后利用机械搅拌均匀，获得灰色膏状浆料；
[0009]3)将硅丙乳液与苯丙乳液按比例称量，然后利用机械搅拌均匀，获得均匀的混合乳液；
[0010]4)将步骤(1)制得的白色胶态浆料、步骤(2)制得的灰色膏状浆料、步骤(3)制得的混合乳液、消泡剂和分散剂按比例称量，然后利用机械搅拌均匀，获得遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料。
[0011]在步骤1)中，所述聚磷酸铵APP、三聚氰胺MEL、季戊四醇PER、钛白粉、氧化镁粉、去离子水、消泡剂和分散剂的重量比为60
‑
85∶35
‑
55∶20
‑
40∶5
‑
10∶5
‑
10∶80
‑
120∶1
‑
1.2∶1
‑
1.2；机械搅拌的转速为600
‑
800r/min；星型球磨机的转速为200
‑
300r/min，球磨时间为6
‑
10小时；消泡剂采用市售HY
‑
745型消泡剂；分散剂采用市售S19丙烯酸超分散剂；聚磷酸铵APP、三聚氰胺MEL、季戊四醇PER、钛白粉与氧化镁粉均为分析纯，购自默克sigma。
[0012]在步骤2)中，所述碳化硼粉、硼酸、硅溶胶、铝溶胶和氯化钠粉的重量比为5
‑
10∶3
‑
7∶80
‑
120∶75
‑
100∶2
‑
4；机械搅拌的转速为300
‑
400r/min；碳化硼粉为非标矿物，粒径为M1.5
‑
M2.5；硼酸与氯化钠粉为分析纯，购自阿拉丁公司；硅溶胶与铝溶胶的固含量分别为25％
‑
30％与20％
‑
25％。
[0013]在步骤3)中，所述硅丙乳液与苯丙乳液的重量比为3:1～2:1，机械搅拌的转速为400
‑
600r/min，搅拌时间为3
‑
5小时；硅丙乳液采用市售巴德富RS
‑
996AD型号硅丙乳液，苯丙乳液采用巴德富RS
‑
998A型号苯丙乳液。
[0014]在步骤4)中，所述白色胶态浆料、灰色膏状浆料、混合乳液、分散剂和消泡剂的重量比为150
‑
200∶60
‑
120∶250
‑
350∶1
‑
1.5∶1
‑
1.5；机械搅拌的转速为700
‑
850r/min，搅拌时间为6
‑
12小时；消泡剂采用市售HY
‑
745型消泡剂；分散剂采用市售S19丙烯酸超分散剂。
[0015]本专利技术提供的遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法具有如下有益效果：
[0016]1、通用性高，该涂料可适用于金属材质、玻璃钢、木制品、纤维布、有机制品等多种材料表面，且界面粘附性好；
[0017]2、阻燃隔热效果优异，利用丁烷火焰(1200
‑
1300℃)喷射1小时后，涂层背后的温度不高于160℃；且在遇火的前10分钟内，涂层背后温度维持在100℃左右；
[0018]3、发烟量低，与普通常规阻燃隔热涂料相比，该涂料的烟密度降低了约70％，这主要归因于涂层最外层所生成的高致密硼硅铝玻璃抑制了烟气的释放。
[0019]4、遇火后的高温产物为硼硅铝玻璃及部分陶瓷相，抗烧穿能力优异。在1200～1300℃火焰下灼烧1小时后，遇火表面无大熔坑出现。
[0020]5、该涂层遇火灼烧后表面致密无明显孔洞，且胶层内部有很多闭气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法，其特征在于：所述遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法包括按顺序进行的下列步骤：1)将聚磷酸铵APP、三聚氰胺MEL、季戊四醇PER、钛白粉、氧化镁粉、去离子水、消泡剂和分散剂按比例称量，然后利用机械搅拌均匀，之后置于球磨罐内，利用星型球磨机进行球磨，获得白色胶态浆料；2)将碳化硼粉、硼酸、硅溶胶、铝溶胶和氯化钠粉按比例称量，然后利用机械搅拌均匀，获得灰色膏状浆料；3)将硅丙乳液与苯丙乳液按比例称量，然后利用机械搅拌均匀，获得均匀的混合乳液；4)将步骤(1)制得的白色胶态浆料、步骤(2)制得的灰色膏状浆料、步骤(3)制得的混合乳液、消泡剂和分散剂按比例称量，然后利用机械搅拌均匀，获得遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料。2.根据权利要求1所述的遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制备方法，其特征在于：在步骤1)中，所述聚磷酸铵APP、三聚氰胺MEL、季戊四醇PER、钛白粉、氧化镁粉、去离子水、消泡剂和分散剂的重量比为60
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85∶35
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55∶20
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40∶5
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10∶5
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10∶80
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120∶1
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1.2∶1
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1.2；机械搅拌的转速为600
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800r/min；星型球磨机的转速为200
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300r/min，球磨时间为6
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10小时；消泡剂采用市售HY
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745型消泡剂；分散剂采用市售S19丙烯酸超分散剂；聚磷酸铵APP、三聚氰胺MEL、季戊四醇PER、钛白粉与氧化镁粉均为分析纯，购自默克sigma。3.根据权利要求1所述的遇火自玻璃化抗烧蚀的水基阻燃隔热涂料制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明超，吴煜，朱应国，伍嘉萱，
申请(专利权)人：芙责天津科技有限公司，
类型：发明
国别省市：