【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆防火涂料领域，涉及电缆防火涂料制备技术，具体涉及水性膨胀型电缆防火涂料及制备方法。
技术介绍
1、电力电缆是电气工程中不可或缺的重要组成部分，其主要功能是传输和分配电能。随着中国经济的迅速发展，以及城市信息化和现代化的建设，对电力电缆的需求持续增加，电力电缆的安全运行显得尤为重要。电力电缆易燃且串联，因此在电缆设计中需要采用耐火、阻燃和隔热性能良好的材料，并采取合理的防火结构设计，以确保电气系统的正常运行。膨胀型防火涂料因其优异的防火性能和良好的工艺性能，在电缆防护领域得到了广泛应用。
2、常规膨胀型防火涂料通常以丙烯酸树脂或环氧树脂为基料，并搭配n-p-c三元膨胀阻燃体系。其中，聚磷酸铵用作脱水成炭催化剂，季戊四醇或双季戊四醇用作成炭剂，三聚氰胺用作发泡剂。在遇火或高温时，这些成分协同作用生成隔热碳化层，减缓火灾环境中基材升温速率。氢氧化铝（ath）作为一种常用的金属氧化物无卤阻燃添加剂，在加热下可以分解释放水蒸气，高温下可与聚磷酸铵反应释放出不燃性氨气，吸收大量热量，从而降低材料表面温度，并形成一层阻隔热层，具有阻燃、消烟、填充三大功能，广泛应用于各类防火涂料中。
3、然而，在水性涂料体系中，由于氢氧化铝的结构中每个铝离子被六个氢氧根离子包围，彼此之间通过氢键作用相互连接，基于分子间的范德华力作用，氢氧化铝可以吸附水溶液中的阴离子或小颗粒，形成絮凝体。水性防火涂料体系本身含有大量颜填料，主要以水作为稀释剂。因此，在水性涂料中使用未经处理的氢氧化铝可能会对涂料的存储稳定性和其他漆膜性能
4、植酸是一种常见的生物基含磷阻燃剂，具有28%的磷含量，是植物组织中磷的主要来源，并主要存在于植物的根、茎和叶中，作为一种可循环利用的自然资源，植酸热解产生的酸可以促进含氧聚合物材料的快速脱水和炭化，形成致密的焦炭层，从而有效隔离氧气、热和挥发性可燃气体的释放。但是植酸单独作为阻燃剂使用时，其阻燃效率较低，且由于本身属于酸性物质，一般情况下不适合直接用于常规水性丙烯酸乳液体系。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种用于水性防火电缆涂料的氢氧化铝复合阻燃剂及制备方法，利用植酸协同硅溶胶改性的氢氧化铝，得到氢氧化铝复合阻燃剂，用于水性电缆防火涂料的阻燃剂时，取得了较好的阻燃效果。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、取水作为溶剂，在低转速搅拌状态下加入分散剂；
5、s2、继续低转速在搅拌状态下加入成炭剂、发泡剂、脱水成炭催化剂、颜色填料、氢氧化铝复合阻燃剂和紫外线吸收剂，加入完毕后采用高转速搅拌，并在搅拌过程中加入助溶剂，得到分散体系；
6、s3、对分散体系进行研磨，直至体系细度≤60μm，得到砂磨浆；
7、s4、取上述砂磨浆，在低转速搅拌情况下加入水性乳液，之后加入水性膨润土浆、消泡剂和助溶剂，高速搅拌后过滤掉不溶物，得到能够用于涂装的水性膨胀型电缆防火涂料。过滤后的涂料浆料也能包装后存储使用。
8、本专利技术还提供上述氢氧化铝复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
9、s100、将植酸（pa）均匀分散于水中进行稀释；
10、s200、向植酸分散液中加入硅溶胶水溶液，搅拌混合均匀，得到分散体系；
11、s300、采用弱碱中和分散体系至中性；
12、s400、加入氢氧化铝（ath）；
13、s500、加入研磨球进行研磨分散；
14、s600、过滤后收集滤渣，烘干后再次粉碎研磨，得到植酸协同硅溶胶改性的氢氧化铝复合阻燃剂，记为pa-si@ath复合阻燃剂。
15、进一步地，步骤s100中，所述植酸在水中分散的浓度为0.1-1g/ml。采用合适浓度的植酸能够在阻燃剂收率和产品质量上具有较好的平衡。
16、进一步地，步骤s200中，所述硅溶胶水溶液的质量浓度为25-35%。该范围内，硅溶胶水溶液能够提供较好的改性效果。
17、进一步地，分散体系中，植酸和硅溶胶的质量比为0.5:1-1:0.5，合适的质量比，使得更容易形成疏水的二氧化硅薄膜。
18、进一步地，所述分散体系在常温下搅拌1-4小时形成，该时间足够分散体系均一，又不会造成制备时间过长。
19、进一步地，所述弱碱为氨水、低浓度的氢氧化钠、氢氧化钾，最优是氨水，调节ph值同时还能提供n元素，促进膨胀阻燃。
20、进一步地，所述氢氧化铝和植酸加入的质量比为1-7:1，合适比例，有利于形成较好的隔离效果，从而使得氢氧化铝的防火功能得到充分发挥。
21、进一步地，步骤s500中，所述研磨球为锆珠，研磨后细度不大于20微米。
22、更进一步地，所述锆珠的粒径为1-2mm。
23、进一步地，步骤s600中，所述滤渣收集方式为离心过滤收集，收集后多次进行清水漂洗。
24、进一步地，步骤s600中，再次粉碎研磨后过300目筛子得到粉末状的氢氧化铝复合阻燃剂。
25、进一步地，以重量计，所述水性膨胀型电缆防火涂料的原料组成如下：
26、水性乳液20-40份、分散剂0.1-1.5份、成炭剂7-15份、发泡剂7-15份、脱水成炭催化剂20-30份、颜色填料5-10份、氢氧化铝复合阻燃剂3-10份、紫外线吸收剂1-2份、助溶剂2-6份、水性膨润土浆0.5-1.5份、消泡剂0.1-1份、去离子水10-30份。
27、进一步地，所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇、酚醛树脂、聚酰胺、丁四醇、环己六醇及嗪类化合物中的任意一种或几种，最优为季戊四醇。
28、进一步的，发泡剂为含氮化合物，如尿素、三聚氰胺、聚酰胺等，最优为三聚氰胺。
29、进一步地，所述脱水成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸酯、硼酸中的任意一种或几种，最优为聚磷酸铵。
30、进一步地，所述颜色填料为钛白粉、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅灰粉中的任意一种或几种混合，最优为钛白与滑石粉混合物。
31、进一步地，所述助溶剂为十二碳醇酯、丙二醇、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇丁醚中的任意一种或者几种混合，最优为十二碳醇酯和丙二醇。
32、进一步地，所述紫外线吸收剂包括uv-531、tinuvin 1130等。
33、进一步地，所述水性乳液为丙烯酸乳液或醋酸乙烯/丙烯酸酯共聚物，如天合th-6681a，瓦克ez 3066，昕特玛 emultex fr 728，巴德富rs-6066等，最优为rs-6066。
34、进一步地，所述水性膨润土浆为byk laponite rd，海明斯bentone lt，clayminton hw等，具体可选rd。
35、进一步地，所述消泡剂为矿物油类、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化铝复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：以重量计，所述水性膨胀型电缆防火涂料的原料组成如下：
4.根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇、酚醛树脂、聚酰胺、丁四醇、环己六醇及嗪类化合物中的任意一种或几种。
5.根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：所述脱水成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸酯、硼酸中的任意一种或几种。
6.根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：所述颜色填料为钛白粉、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅灰粉中的任意一种或几种混合。
7.根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：所述助溶剂为十二碳醇酯、丙二醇、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇丁醚中的任意一种或者
8.根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：加入分散剂时，低速搅拌的速度为600～800rpm；得到分散体系时高速搅拌的速度为1500-2500rpm。
9. 根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：所述紫外线吸收剂包括UV-531、Tinuvin 1130。
10.一种水性膨胀型电缆防火涂料，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述制备方法所制备。
...【技术特征摘要】
1.一种水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化铝复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：以重量计，所述水性膨胀型电缆防火涂料的原料组成如下：
4.根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇、酚醛树脂、聚酰胺、丁四醇、环己六醇及嗪类化合物中的任意一种或几种。
5.根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方法，其特征在于：所述脱水成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸酯、硼酸中的任意一种或几种。
6.根据权利要求3所述水性膨胀型电缆防火涂料的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾丹，余华龙，金义杰，段海涛，陈奡，凃杰松，詹胜鹏，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。