CN101712836A - 一种防霉阻燃隧道装饰涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种防霉阻燃隧道装饰涂料及其制备方法与应用。所述涂料包括如下质量份数的组分：水10～30；分散剂1.0～2.0；防霉剂1.0～2.0；钛白粉10～20；阻燃剂20～40；丙烯酸酯聚合物20～40；纳米改性涂膜增强剂1.0～3.0；成膜助剂1.2～2.5；消泡剂0.2～0.6；聚氨酯增稠剂1.2～2.5；无机纳米材料0.5～3.5。其制备方法主要是在一定条件下加入所需组分混合均匀或研磨后再依次加入所需组分，所有原料加完混合均匀后调整至合适的粘度即可。所述涂料应用于隧道、地上建筑、地下建筑装饰中，具有防火阻燃、防霉、防水、防潮湿、附着力强、不脱落、耐高压水冲击性强、使用寿命长等特点。

Description

一种防霉阻燃隧道装饰涂料及其制备方法与应用

所属技术领域

本发明涉及一种防霉阻燃涂料及其制备方法与应用，尤其涉及一种用于隧道、地上建筑和地下建筑的防霉阻燃的装饰涂料及其制备方法与应用。

背景技术

近年来随着我国经济建设的发展，各种隧道、地上建筑和地下建筑不断增加。隧道不仅承担着交通运输的任务，还起着光缆、电缆甚至输油管、输水管通道的功能。同时，随着我国长隧道及特长隧道的不断增多，隧道结构的分层防火防霉阻燃保护装饰已经是一个重要的研究课题，我国即将出台相关法规对此予以强制执行，以提高隧道在火灾中的安全系数。地上建筑和地下建筑防火安全性也日益受到人们的重视，防霉阻燃的装饰涂料在其中的应用也越来越多。

目前，国内生产装饰涂料的种类很多，虽然其装饰性能达到了一定的标准，但其受潮易产生霉变，容易脱落，更不具有防火要求的阻燃性。使用半年过后，涂层质量及装饰性就会出现不同程度的问题，如产生霉变、脱落等，在火灾发生时也不具有阻燃性。因而，产品的内在质量、装饰使用性能及防火阻燃性能均不能适应现代隧道、地上建筑和地下建筑装饰的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防霉阻燃涂料及其制备方法与应用。

本发明首先提供了一种防霉阻燃涂料，所述防霉阻燃涂料包括如下质量份数的组分：

水             10～30；

分散剂         1.0～2.0；

防霉剂         1.0～2.0；

钛白粉         10～20；

阻燃剂         20～40；

丙烯酸酯聚合物 20～40；

纳米改性涂膜增强剂     1.0～3.0；

成膜助剂               1.2～2.5；

消泡剂                 0.2～0.6；

聚氨酯增稠剂           1.2～2.5；

无机纳米材料           0.5～3.5。

本发明还提供了上述防霉阻燃涂料的优选技术方案，所述防霉阻燃涂料包括如下质量份数的组分：

水                     15～25；

分散剂                 1.2～1.8；

防霉剂                 1.2～1.8；

钛白粉                 12～18；

阻燃剂                 25～30；

丙烯酸酯聚合物         25～30；

纳米改性涂膜增强剂     1.5～2.5；

成膜助剂               1.5～2.0；

消泡剂                 0.3～0.5；

聚氨酯增稠剂           1.5～2.0；

无机纳米材料           1～3。

所述防霉阻燃涂料包括如下质量份数的组分：

水                     20；

分散剂                 1.5；

防霉剂                 1.5；

钛白粉                 15；

阻燃剂                 28；

丙烯酸酯聚合物         28；

纳米改性涂膜增强剂     2；

成膜助剂               1.8；

消泡剂                 0.4；

聚氨酯增稠剂           1.8；

无机纳米材料           2。

上述防霉阻燃涂料中，所述分散剂为疏水型阴离子钠盐或疏水型阴离子钾盐或其混合物；所述防霉剂是由75号防霉剂、霉敌1011和异噻唑啉酮中的至少两种组成的复合型防霉剂；所述成膜助剂为戊二醇单异丁酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯或乙二醇正丁醚或其混合物，其中，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯亦称为醇酯-12；所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚消泡剂；所述聚氨酯增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锑、硼砂或溴类有机阻燃剂；所述无机纳米材料为纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米蒙脱土或纳米累托土或其混合物；所述纳米改性涂膜增强剂为纳米疏水液体二氧化硅或纳米疏水液体三氧化二铝或其混合物。

本发明还提供了上述防霉阻燃涂料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

a)所述质量份数的水加入到反应器内，搅拌，然后加入所述质量份数的分散剂，混合均匀；

b)加入所述质量份数的钛白粉和阻燃剂，混合成浆料，再研磨至粒径为30～60微米；

c)把步骤b)研磨好的浆料在搅拌状态下，加入所述质量份数的丙烯酸酯聚合物和无机纳米材料，混合均匀；

d)步骤c)所得浆料中依次加入所述质量份数的成膜助剂、消泡剂和防霉剂，搅拌混合，然后加入所述质量份数的聚氨酯增稠剂和纳米改性涂膜增强剂，继续搅拌混合；

e)混合均匀后，调整粘度。

本发明还提供了上述防霉阻燃涂料制备方法的优选技术方案：

步骤b)中，在搅拌状态下依次加入所述质量份数的钛白粉和阻燃剂，然后以1000～1800转/分钟搅拌10～60分钟，混合成浆料，再研磨至粒径为50～60微米；

步骤c)中，研磨好的浆料在500～1000转/分钟搅拌下，加入所述质量份数的丙烯酸酯聚合物和无机纳米材料。

本发明还进一步提供了上述防霉阻燃涂料在隧道、地上建筑、地下建筑装饰中的应用。

本发明提供的防霉阻燃涂料中加入了具有高渗透性和阻燃性的无机纳米材料，其极强的活性表面与丙烯酸酯聚合物中的大分子链相结合，形成交联结构，对丙烯酸酯聚合物有增强作用，因此该涂料的耐水性、耐污性和装饰性都有了很大的提高。有机(丙烯酸酯聚合物)-无机(无机纳米材料)纳米复合基料对防火涂料理化性能指标的提高有积极贡献，其与无机阻燃剂的匹配性和亲和性更好，形成的碳层更均匀、密实，增加了辐射传热和气体对流传热的阻力，降低了碳化层的导热系数，从而提高了该涂料的耐火隔热性能。另外，加入的复合型防霉剂大大提高了该涂料的防霉性能。综上所述，该涂料在防火性、耐水性、耐污性和装饰性上都得到很大的提高，具有防火阻燃、防霉、防水、防潮湿、附着力强、不脱落、耐高压水冲击性强、使用寿命长等特点。本发明提供的防霉阻燃涂料适用于高速公(铁)路隧道、海底隧道，城市地铁隧道及地上建筑如机场、车站、商场的防霉阻燃和装饰保护，也可作为地下建筑如地下车库、地下仓库墙体的防霉阻燃装饰涂料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

把20Kg水加入搅拌釜内，搅拌状态下加入1.5Kg分散剂疏水型聚羧酸钠盐，搅拌混合均匀，然后依次加入15Kg钛白粉和28Kg阻燃剂氢氧化铝，提高转速至1200-1500转/分钟，搅拌20～30分钟。搅拌混合均匀成浆料后，送入砂磨机研磨至粒径为50～60微米。把研磨好的浆料加入调漆釜，以600～800转/分钟搅拌，然后加入28Kg丙烯酸酯聚合物和2Kg无机纳米材料纳米碳酸钙，搅拌10～20分钟。然后依次加入1.8Kg成膜助剂戊二醇单异丁酸酯、0.4Kg有机硅消泡剂及1.5Kg由霉敌1011和异噻唑啉酮组成的复合型防霉剂。再搅拌20～30分钟，再加入1.8Kg缔合型聚氨酯增稠剂和2Kg纳米改性涂膜增强剂纳米疏水液体二氧化硅，继续搅拌20分钟后，调整粘度至90～110秒(用托氏粘度法)，过滤包装即制得。

实施例2

把10Kg水加入搅拌釜内，然后加入2Kg分散剂疏水型聚羧酸钾盐搅拌8～10分钟，然后依次加入10～12Kg钛白粉和20Kg阻燃剂氢氧化铝，提高转速继续搅拌。搅拌混合均匀成浆料后，研磨至粒径为50～60微米。把研磨好的浆料加入调漆釜，转速调整至500～600转/分钟进行搅拌，然后加入40Kg丙烯酸酯聚合物和0.5Kg无机纳米材料纳米二氧化钛，搅拌30～40分钟。然后依次加入1.2Kg成膜助剂醇酯-12、0.6Kg消泡剂及2.0Kg霉敌1011防霉剂，搅拌30～40分钟。再加入1.2～1.5Kg聚氨酯增稠剂和1～1.2Kg纳米改性涂膜增强剂纳米疏水液体三氧化二铝，搅拌混合均匀，调整粘度至90～110秒(用托氏粘度法)，过滤包装即得。

实施例3

把30Kg水加入搅拌釜内，搅拌状态下加入1Kg分散剂疏水型聚羧酸钾盐和钠盐的混合物，搅拌2～3分钟，然后依次加入18～20Kg钛白粉和40Kg阻燃剂硼砂，搅拌混合均匀成浆料后，送入砂磨机研磨至粒径为40～50微米。把研磨好的浆料加入调漆釜，搅拌混合，然后加入20～23Kg丙烯酸酯聚合物和3～3.5Kg无机纳米材料纳米蒙脱土，搅拌20～30分钟，然后依次加入2.5Kg成膜助剂乙二醇正丁醚、0.2Kg聚醚消泡剂及1Kg由75号防霉剂、霉敌1011和异噻唑啉酮组成的复合型防霉剂，搅拌20～30分钟。再加入2.0～2.5Kg缔合型聚氨酯增稠剂和2.5～3Kg纳米改性涂膜增强剂纳米疏水液体二氧化硅和三氧化二铝的混合物，继续搅拌20分钟后，调整粘度至90～110秒(用托氏粘度法)，过滤包装即制得。

实施例4

把15～25Kg水加入搅拌釜内，搅拌状态下加入1.4～1.6Kg疏水型阴离子钠盐分散剂搅拌后，然后依次加入14～16Kg钛白粉和25～30Kg溴类有机阻燃剂，搅拌混合均匀成浆料后，送入砂磨机研磨至粒径为30～40微米。把研磨好的浆料加入调漆釜，搅拌混合，然后加入25Kg丙烯酸酯聚合物和1.8～2.2Kg无机纳米材料纳米累托土，搅拌20～30分钟，然后依次加入1.5～2.0Kg  成膜助剂乙二醇正丁醚和戊二醇单异丁酸酯的混合物、0.3～0.5Kg聚醚消泡剂及1.8Kg由75号防霉剂和霉敌1011组成的复合型防霉剂，搅拌20～30分钟。再加入1.5～2.0Kg聚氨酯增稠剂和1.5～2.0Kg纳米改性涂膜增强剂纳米疏水液体二氧化硅，继续搅拌20分钟后，调整粘度至90～110秒(用托氏粘度法)，过滤包装即制得。

实施例5

(1)依据GB12441-2005进行检测和分析，结果如表1所示。

表1.阻燃性能检测结果

由上表可以看出：本发明提供的防霉阻燃涂料的耐燃时间长，表明其耐燃性强，能有效延缓涂层和基材的升温；火焰传播比值小，表明其对可燃基材的防火保护作用和阻止火焰传播的性能强；碳化体积小，即在规定涂覆比值和规定的燃烧条件下，基材被碳化的体积小，表明基材得到了较好的保护；质量损失小，即在规定涂覆比值和规定的燃烧条件下，基材燃烧前后的质量差比较小。碳化体积和质量损失均比较小，表明本发明提供的防霉阻燃涂料的阻火性能比较好。因此，本发明提供的防霉阻燃涂料可以有效减缓火焰传播的速度并降低火势，从而可以减少因火灾产生的损失，并为救火争取宝贵的时间。另外，本发明提供的防霉阻燃涂料在阻燃过程中，不释放有毒有害气体，可以避免被困在火中的人员或者消防人员因涂料释放的有毒有害气体而受到伤害甚至死亡的事故，符合环保要求。

(2)依据GB/T1741-2007进行检测和分析，结果如表2所示。

表2.防霉性能检测结果

上述实验结果表明：本发明提供的防霉阻燃涂料耐霉菌性能突出，至少可耐8种霉菌。

(3)依据Q/BFH03-2006、GB/T1728、JG/T24、GB/T9265、JG/T25、GB/T1733进行检验和分析，结果如表3所示。

表3.其他相关参数检测结果

序号	检验项目	标准要求	实测值	单项判定	方法标准
						1	在容器中的状态	经搅拌后均匀、无结块	经搅拌后均匀、无结块	合格	Q/BFH03-2006
2	施工性	刮涂无障碍	刮涂无障碍	合格	Q/BFH03-2006
						3	表干时间(h)	≤5	4.5	合格	GB/T1728
4	粘结强度MPa	≥0.2	1.13	合格	JG/T24
						5	耐碱性(在饱和氢化钙溶液中浸泡24h)	不开裂、不起泡、不脱落、允许轻微失光和变色	无异常	合格	GB/T9265
6	耐冷热循环性	15次无开裂、无脱落	15次无开裂、无脱落	合格	JG/T25

序号	检验项目	标准要求	实测值	单项判定	方法标准
						7	耐水性(在水中静置24h)	不开裂、不起泡、不脱落、允许轻微失光和变色	无异常	合格	GB/T1733

本发明提供的防霉阻燃涂料还具有以下优点：

a)用于隧道装饰时，使用寿命为8～10年，而一般隧道装饰涂料使用半年后就会出现脱落、发霉、腐蚀等质量问题；

b)具有优良的耐擦洗性能，可达6000次以上，国标中要求2000次；

c)具有极强的耐黏污性及耐高压(0.6～0.8MPa)水冲洗性，使得该涂料易保持清洁，并在黏污后用0.6～0.8MPa水冲洗即可，极易清洁；

d)长期在阴暗潮湿的环境中使用，不粉化、不脱落，耐霉菌性能突出；

e)粘结强度大于或等于1.13MPa，国家标准(0.2MPa)的近6倍；

f)在自然环境高、低温变化的情况下，具有较高耐韧性，既减少了热胀冷缩可能带来的质量问题，同时降低了汽车排放的酸性尾气对隧道内壁的腐蚀；

g)抗张、抗弯曲强度及黏接性高，可防止固化过程中出现体积收缩、龟裂等问题；

h)具有极好的耐酸碱性，分别于稀盐酸和氢氧化钙溶液中浸泡72h后，涂层无变化；

i)具有极好的耐水性，水中浸泡240h后，涂层无变化；

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防霉阻燃涂料，其特征在于：包括如下质量份数的组分：

水                    10～30；

分散剂                1.0～2.0；

防霉剂                1.0～2.0；

钛白粉                10～20；

阻燃剂                20～40；

丙烯酸酯聚合物        20～40；

纳米改性涂膜增强剂    1.0～3.0；

成膜助剂              1.2～2.5；

消泡剂                0.2～0.6；

聚氨酯增稠剂          1.2～2.5；

无机纳米材料          0.5～3.5。

2.根据权利要求1所述防霉阻燃涂料，其特征在于：包括如下质量份数的组分：

水                    15～25；

分散剂                1.2～1.8；

防霉剂                1.2～1.8；

钛白粉                12～18；

阻燃剂                25～30；

丙烯酸酯聚合物        25～30；

纳米改性涂膜增强剂    1.5～2.5；

成膜助剂              1.5～2.0；

消泡剂                0.3～0.5；

聚氨酯增稠剂          1.5～2.0；

无机纳米材料          1～3。

3.根据权利要求2所述防霉阻燃涂料，其特征在于：包括如下质量份数的组分：

水                    20；

分散剂                1.5；

防霉剂                1.5；

钛白粉                15；

阻燃剂                28；

丙烯酸酯聚合物        28；

纳米改性涂膜增强剂    2；

成膜助剂              1.8；

消泡剂                0.4；

聚氨酯增稠剂          1.8；

无机纳米材料          2。

4.根据权利要求1～3任一项所述防霉阻燃涂料，其特征在于：所述分散剂为疏水型阴离子钠盐或疏水型阴离子钾盐或其混合物；所述防霉剂是由75号防霉剂、霉敌1011和异噻唑啉酮中的至少两种组成的复合型防霉剂；所述成膜助剂为戊二醇单异丁酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯或乙二醇正丁醚或其混合物；所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚消泡剂；所述聚氨酯增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锑、硼砂或溴类有机阻燃剂；所述无机纳米材料为纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米蒙脱土或纳米累托土或其混合物；所述纳米改性涂膜增强剂为纳米疏水液体二氧化硅或纳米疏水液体三氧化二铝或其混合物。

5.权利要求1～3任一项所述防霉阻燃涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)所述质量份数的水加入到反应器内，搅拌，然后加入所述质量份数的分散剂，混合均匀；

b)加入所述质量份数的钛白粉和阻燃剂，混合成浆料，再研磨至粒径为30～60微米；

c)把步骤b)研磨好的浆料在搅拌状态下，加入所述质量份数的丙烯酸酯聚合物和无机纳米材料，混合均匀；

d)步骤c)所得浆料中依次加入所述质量份数的成膜助剂、消泡剂和防霉剂，搅拌混合，然后加入所述质量份数的聚氨酯增稠剂和纳米改性涂膜增强剂，继续搅拌混合；

e)混合均匀后，调整粘度。

6.根据权利要求5所述防霉阻燃涂料的制备方法，其特征在于：步骤b)中，在搅拌状态下依次加入所述质量份数的钛白粉和阻燃剂，然后以1000～1800转/分钟搅拌10～60分钟，混合成浆料，再研磨至粒径为50～60微米；步骤c)中，研磨好的浆料在500～1000转/分钟搅拌下，加入所述质量份数的丙烯酸酯聚合物和无机纳米材料。

7.权利要求4所述防霉阻燃涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)所述质量份数的水加入到反应器内，搅拌，然后加入所述质量份数的所述分散剂，混合均匀；

b)加入所述质量份数的钛白粉和所述阻燃剂，混合成浆料，再研磨至粒径为30～60微米；

c)把步骤b)研磨好的浆料在搅拌状态下，加入所述质量份数的丙烯酸酯聚合物和所述无机纳米材料，混合均匀；

d)步骤c)所得浆料中依次加入所述质量份数的所述成膜助剂、所述消泡剂和所述复合型防霉剂，搅拌混合，然后加入所述质量份数的缔合型聚氨酯增稠剂和所述纳米改性涂膜增强剂，继续搅拌混合；

e)混合均匀后，调整粘度。

8.根据权利要求7所述防霉阻燃涂料的制备方法，其特征在于：步骤b)中，在搅拌状态下依次加入所述质量份数的钛白粉和所述阻燃剂，然后以1000～1800转/分钟搅拌10～60分钟，混合成浆料，再研磨至粒径为50～60微米；步骤c)中，研磨好的浆料在500～1000转/分钟搅拌下，加入所述质量份数的丙烯酸酯聚合物和所述无机纳米材料。

9.权利要求1～3任一项所述防霉阻燃涂料在隧道、地上建筑、地下建筑装饰中的应用。

10.权利要求4所述防霉阻燃涂料在隧道、地上建筑、地下建筑装饰中的应用。