【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂料技术，涉及一种防火涂料，具体涉及聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料及制备方法。
技术介绍
1、在变电站、化工厂、厂房等钢结构环境中，火灾是引起钢结构坍塌造成重大事故的危险因素，现采用膨胀型防火涂料以求杜绝火灾引起的钢结构坍塌而造成人员伤亡和经济损失，然而现有的膨胀体系在实际火灾中防御效果并不理想，这主要归结于在火灾时，膨胀型防火涂料在火灾时快速膨胀而快速产生气体仅仅能抵御10-20 min的纤维火，在表面继续燃烧时出现大面积脱落的问题，同时最为关键的是膨胀层的强度非常低，不能阻隔热量的快速导入，导致膨胀层被烧穿，无法抵御钢结构的强度丧失。利用聚苯胺独特的阻燃作用结合碳化硅的热稳定性及其填补空隙的能力，制备聚苯胺-碳化硅复合材料，进一步制备聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，实现涂层的高膨胀强度和高膨胀倍率，协同提升涂层的耐火性能，为关键场所提供充足的逃生和救援时间，减少人员伤亡和经济损失提供有效保障。
技术实现思路
1、本专利技术的目的旨在提供一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料及其制备方法，通过碳化硅、苯胺、质子酸、氧化剂制备聚苯胺-碳化硅复合材料，进一步开发聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，提升涂料的耐火性能和防腐性能。重点解决传统防火涂层和防腐涂层配套使用因底层防腐底漆不耐温导致涂层易脱落，以及防火涂层强度低、致密性差等导致钢结构坍塌的问题，为变电站、化工厂、厂房等重要位置提供有效的火灾和防腐防护。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案
2、一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，所述涂料由以下组分组成：水性环氧乳液、聚苯胺-碳化硅复合材料、阻燃填料、二氧化钛、氢氧化铝、滑石粉、润湿分散剂、消泡剂、流平剂、成膜助剂、水和环氧固化剂。
3、作为一种优选技术方案，所述涂料配方的重量分数如下：
4、a组分
5、水性环氧乳液20-50
6、聚苯胺-碳化硅复合材料0.5-10
7、阻燃填料30-50
8、二氧化钛1-5
9、氢氧化铝1-5
10、滑石粉1-5
11、润湿分散剂0.5-3
12、消泡剂0.5-3
13、流平剂0-3
14、成膜助剂1-10
15、水0-10
16、b组分
17、环氧固化剂5-15
18、上述组分范围均不包含端点0。
19、作为一种优选技术方案，所述的水性环氧乳液为双酚a型水性环氧树脂乳液、双酚f型水性环氧树脂乳液、水性丙烯酸改性环氧乳液的一种或几种的组合物。
20、作为一种优选技术方案，所述的聚苯胺-碳化硅复合材料由碳化硅、苯胺、质子酸、氧化剂等通过冰浴反应制得。
21、进一步优选，具体反应步骤如下：
22、将质子酸配置成水溶液，将其置于冰水混合物中冰浴，将苯胺和碳化硅添加于质子酸溶液中，不断搅拌分散均匀，得到反应溶液；
23、配置氧化剂水溶液，将氧化剂缓慢滴加于反应溶液中，不断搅拌，反应1-2 h，将悬浊液离心过滤，去离子水洗涤，得到聚苯胺-碳化硅复合材料。
24、作为一种优选技术方案，所述氧化剂为包括但不限于过硫酸盐、过氧化氢、氯化铁等。
25、作为一种优选技术方案，所述质子酸为硫酸、盐酸、磷酸中的任意一种，浓度为0.1-0.3m（摩尔每升）左右，最佳为0.2m。
26、作为一种优选技术方案，所述阻燃填料包含酸源填料、碳源填料和气源填料。
27、进一步优选，所述酸源填料选自聚磷酸铵、多聚磷酸铵、磷酸氢铵中的任意一种或者几种；所述碳源填料选自季戊四醇、双季戊四醇中的一种或两种；所述气源填料选自三聚氰胺、双氰胺中的一种或两种。
28、作为一种优选技术方案，所述的流平剂为聚醚改性有机硅流平剂，比如可以采用四川瑞凯邦化工材料有限公司生产的rianpont2903。
29、作为一种优选技术方案，所述的消泡剂为乳化型聚硅氧烷。
30、作为一种优选技术方案，所述的分散剂为非离子表面活性剂，包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚醚类等等。
31、作为一种优选技术方案，所述的环氧固化剂为胺类固化剂。
32、作为一种优选技术方案，所述的成膜助剂为丙二醇甲醚、己二醇、乙二醇乙醚中的一种或多种组合物。
33、另一方面，本专利技术还提供一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
34、按照配方重量配比，将水性环氧乳液20-50份、聚苯胺-碳化硅复合材料0.5-10份、阻燃填料30-50份、二氧化钛1-5份、氢氧化铝1-5份、滑石粉1-5份、分散剂0.5-3份、消泡剂0.5-3份中的一半、流平剂0-3份、成膜助剂1-10份中的一半和水0-10份进行混合，转速2000-3000 r/min分散15-30 min（最优25min）；
35、补充成膜助剂和消泡剂各一次，转速调至1000-1500 r/min搅拌8-14 min（最优10min），得到a组分；
36、将胺类固化剂搅拌均匀，获得b组分；
37、将a组分和b组分均匀混合，得到能用于涂装的膨胀型防火防腐涂料。
38、涂装后能，涂装样品干膜厚度3 mm。
39、本专利技术的原理如下：
40、本专利技术采用的水性环氧乳液为主要成膜物质，其具有无毒无味和优异的粘合性能等特点。同时采用冰浴的方法制备了聚苯胺-碳化硅复合材料，充分发挥碳化硅热稳定性高，致密性好，和聚苯胺独特的阻燃与防腐效果等优势，协同提升涂层材料的致密性、热稳定性和膨胀层强度。最后结合二氧化钛、氢氧化铝、滑石粉等材料的防火特性和填补能力，在火灾发生前提供优异的防腐性能，在火灾突发时提供高效的阻燃性能，保障生命财产安全。
41、本专利技术的有益效果如下：
42、（1）本专利技术制备的聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料以水性环氧乳液为基料，以聚苯胺-碳化硅复合材料、二氧化钛、氢氧化铝、滑石粉等为填料，以酸源、碳源、气源为主要的膨胀填料，具有致密性高、耐腐蚀性能好、膨胀层稳定好、阻燃时间长的特点。
43、（2）本专利技术中制备的聚苯胺-碳化硅复合材料运用了片状碳化硅优异的热稳定性、腐蚀介质的阻隔作用和聚苯胺独特的阻燃和防腐能力等材料属性，两者复合实现有机-无机材料的结合，充分提升涂层的致密性、耐腐蚀性能、膨胀层强度以及涂层的耐火隔热性能，协同解决涂层材料防火涂料所面临的防火防腐性能不足、易脱落、易烧穿等难题，突破了防火防腐一体化涂层材料的配方体系及其制备技术。
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1.一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述涂料配方由以下的重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述的水性环氧乳液为双酚A型水性环氧树脂乳液、双酚F型水性环氧树脂乳液、水性丙烯酸改性环氧乳液的一种或几种的组合物。
3.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述的聚苯胺-碳化硅复合材料由碳化硅、苯胺、质子酸、氧化剂等通过冰浴反应制得；具体反应步骤如下：
4.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，阻燃填料包含酸源填料、碳源填料和气源填料；
5.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述的流平剂为聚醚改性高分子的有机硅流平剂。
6.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述的消泡剂为乳化型聚硅氧烷。
7.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述
8.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述的环氧固化剂为胺类固化剂。
9.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述的成膜助剂为丙二醇甲醚、己二醇、乙二醇乙醚中的一种或多种组合物。
10.一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述涂料配方由以下的重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述的水性环氧乳液为双酚a型水性环氧树脂乳液、双酚f型水性环氧树脂乳液、水性丙烯酸改性环氧乳液的一种或几种的组合物。
3.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，所述的聚苯胺-碳化硅复合材料由碳化硅、苯胺、质子酸、氧化剂等通过冰浴反应制得；具体反应步骤如下：
4.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火防腐涂料，其特征在于，阻燃填料包含酸源填料、碳源填料和气源填料；
5.根据权利要求1所述的一种聚苯胺-碳化硅改性的膨胀型防火...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾丹，金义杰，段海涛，凃杰松，詹胜鹏，余华龙，陈奡，杨田，马利欣，李银华，
申请(专利权)人：中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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