CN102585652B - 防火涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料领域，是一种防火涂料包括如下质量百分含量的物质：纤维素醚7-20％，FEVE氟碳树脂10-20％，玻璃珠10-15％，颜料10-30％，聚磷酸铵5-10％，固化剂3-8％，酚基丙烷环氧树脂20-30％，其余为溶剂。本产品防火性能好，成膜性好，应用范围广，适宜推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，是一种防火涂料。
背景技术
随着有机合成材料的大量应用，其易燃的性能也日益突出。含卤素等难燃化的有机聚合物往往导致材料的物性变劣，使用寿命缩短、价格提高。采取在其表面涂覆防火涂料的办法来进行防火保护，不但能保持原来有机合成材料的优良性能，而且经济适用。防火涂料在有机合成材料上的应用也有广阔的前景。此外，普通钢材被加热至540℃左右即丧失了结构强度。混凝土结构在高温火焰作用下也容易开裂崩解。因此，对钢铁结构和混凝土结构进行防火保护，使它们在火灾发生时能延长发生变形破坏的时间，为灭火赢得时间，减少火灾损失，受到人们很大的重视。防火涂料在钢铁结构和水泥结构上的应用正在扩大。
防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。
防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用以外，还具有防锈、防水、防腐、耐磨、耐热以及涂层坚韧性、着色性、黏附性、易干性和一定的光泽等性能。
燃烧是一种快速的有火焰发生的剧烈的氧化反应，反应非常复杂，燃烧的产生和进行必须同时具备三个条件，即可燃物质、助燃剂(如空气、氧气或氧化剂)和火源(如高温或火焰)。为了阻止燃烧的进行，必须切断燃烧过程中的三要素中的任何一个，例如降低温度、隔绝空气或可燃物。
但是现有技术防火涂料存在配方复杂，成本高，有部分产品防火性能不好，容易干裂，影响使用。中国幅员广阔，东西南北气候气温差异较大，有些防火涂料适用于南方，有些防火涂料适用于北方，大部分防火涂料抗冻性较差，功能不全面。
发明内容
本发明的一个目的是为解决上述现有防火涂料成本高，功能不全面性能较差等问题，提供一种成本低廉，性能优异，功能全面的防火涂料。
为实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种防火涂料，包括如下质量百分含量的物质：纤维素醚7-20％，FEVE氟碳树脂10-20％，玻璃珠10-15％，颜料10-30％，聚磷酸铵5-10％，固化剂3-8％，酚基丙烷环氧树脂20-30％，季戊四醇3-8％，膨胀石墨3-8％，其余为溶剂。
优选方案：纤维素醚10-15％，FEVE氟碳树脂12-18％，玻璃珠12-14％，颜料15-25％，聚磷酸铵6-8％，固化剂5-7％，酚基丙烷环氧树脂22-28％，季戊四醇3-8％，膨胀石墨3-8％，其余为溶剂。
更优选技术方案：纤维素醚12％，FEVE氟碳树脂15％，玻璃珠13％，颜料20％，聚磷酸铵7％，固化剂6％，酚基丙烷环氧树脂25％，季戊四醇5％，膨胀石墨5％，其余为溶剂。
所述溶剂包括溶剂a和溶剂b，选自酚类、酮类、醚类溶剂，酮类如：丙酮、丁酮、甲戊酮、甲基异丁基酮及环己酮；酯类如：醋酸乙酯、醋酸丁酯及醋酸异丙酯；醇类如：乙醇、正丁醇、异丙醇等；醇醚如：乙二醇丁醚(BCs)及丙二醇甲醚醋酸酯；溶剂a优选醋酸异丙酯，溶剂b优选正丁醇。
固化剂选自二甲基苯胺，2，4-二羟基苯甲酮，中的一种或两种组合。
所述颜料优选无机颜料，如硼系，铝系颜料等。
本发明防火涂料按照下述方法进行配制：
步骤1：将玻璃珠，颜料，聚磷酸铵，固化剂，与溶剂a进行混合，搅拌均匀后，进行高速研磨，至细度15-20μm，得到色浆；
步骤2：将纤维素醚，FEVE氟碳树脂，酚基丙烷环氧树脂与溶剂b进行混合，搅拌均匀后加入步骤1制得的色浆，高速分散15-20分钟，即为本发明产品。
还可以包括过滤步骤，在高速分散后过滤。
本发明中各物质配合取得了较好的效果，防火性能更好，应用范围更广。本发明采用FEVE氟碳树脂与酚基丙烷环氧树脂配合，本发明产品中含有脂肪族羟基、醚基和极活泼的环氧基，还含有氟烯烃与烷基乙烯基等，它对大部分材料如木材、金属、玻璃、塑料、橡胶、皮革、陶瓷、纤维等都有良好的粘接力。固化后的产品，具有优良的耐化学腐蚀性、耐热性、耐酸碱性及良好的电绝缘性，具有良好的附着力、防腐蚀性和机械强度；本发明具有极佳的封闭性，阻燃成分不会迁移到涂层面，因此其防火性能受时间和环境的影响较小。特别是在爆炸发生后，能保持完好并粘附在基材上，较传统膨胀型防火油漆更适用于海上石油平台、油田、炼油厂及石化厂等。本发明产品中，环氧树脂等可以作为膨胀型防火油漆的成炭剂(碳源)。传统理论认为，成炭剂是形成不易燃的泡沫炭化层的物质基础，对泡沫炭化层起着骨架作用，它们是一些含高碳的多羟基化合物。大量实验证实，环氧树脂可以作为成炭剂，也可以与脱水催化剂反应生成多孔结构的炭化层。成膜性好，目前国内所使用的膨胀型防火油漆的有些活性成分在潮湿条件下会慢慢析出，影响了防火效果。本发明产品封闭性好，不让活性成分析出，能够很好保持防火油漆耐久性和耐候性，具有更好的耐腐蚀性，而且质量轻。此外，本发明产品具有优异的抗冲击强度、粘结力及抗潮性能，还可应用于一些室内场所如游泳池、浴池及高层建筑等。
本发明产品本身具有难燃性或不燃性，使被保护基材不直接与空气接触，延迟物体着火和减少燃烧的速度。
本发明产品除本身具有难燃性或不燃性外，它还具有较低的导热系数，可以延迟火焰温度向被保护基材的传递。
本发明产品受热分解出不燃惰性气体，冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体，使之不易燃烧或燃烧速度减慢。如含氮的组分受热分解出NO、NH3等基团，与有机游离基化合，中断连锁反应，降低温度。
本发明产品包含纤维素醚，聚磷酸铵等物质，不但大大提高了成膜性能，而且受热膨胀发泡；本发明中还含有玻璃珠成分，成膜后颜色亮丽鲜艳，在遇高温时玻璃珠熔融，形成碳质玻璃质混合泡沫隔热层，该隔热层类海绵结构，在发泡物质的作用下封闭被保护的物体，封闭效果极佳，延迟热量与基材的传递，阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。
本发明产品适用范围广，防寒抗冻性也很强，在巨大温差的条件下也不易开裂，在干燥或潮湿条件下也不易开裂起皮，性能优越稳定，适宜推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
以100kg产品计，纤维素醚12kg，FEVE氟碳树脂15kg，玻璃珠13kg，颜料20kg，聚磷酸铵7kg，固化剂6kg，酚基丙烷环氧树脂25kg，季戊四醇5kg，膨胀石墨5kg，其余为溶剂。溶剂a优选醋酸异丙酯，溶剂b优选正丁醇。固化剂为二甲基苯胺。
步骤1：将玻璃珠，颜料，聚磷酸铵，固化剂，与溶剂a进行混合，搅拌均匀后，进行高速研磨，至细度15-20μm，得到色浆；
步骤2：将纤维素醚，FEVE氟碳树脂，酚基丙烷环氧树脂与溶剂b进行混合，搅拌均匀后加入步骤1制得的色浆，高速分散15-20分钟，过滤，即为本发明产品。
产品性能检测结果如下表所示
实施例2：
固化剂为2，4-二羟基苯甲酮，其余原料及配制方法如实施例1，干燥时间外，产品及性能同实施例1，由于采用光固化剂，固化迅速，固化时间少于20秒.
实施例3-11
按照实施例1所述的方法制备100kg产品，配方如下，固化剂为二甲基苯胺。
实施例3-11性能指标如下：
技术项目介绍：
耐燃时间：在规定的基材和特定燃烧条件下，试板背火面温度达到220℃或试板出现穿透所需时间(min)。
火焰传播比值：当石棉板的火焰传播比值为“0”，橡树木板的火焰传播比值为″100″时，受试材料具有的表面火焰传播特性数据。
阻火性能：以燃烧质量损失、碳化体积来表示。
质量损失：试件在规定涂覆比值和规定燃烧条件下，燃烧前后质量之差(g)。
炭化体积：试件在规定涂覆比值和规定的燃烧条件下，基材被碳化的最大长度、最大宽度和最大深度的乘积(cm3)。
试验方法：按GB12441的规定进行试验。
理化性能：按GB12441的规定进行试验。
耐燃时间：按GB/T15442.2的规定进行试验。
火焰传播比值：按GB/T15442.3的规定进行试验。
阻火性：按GB/T15442.4的规定进行试验。
Claims (6)
1.一种防火涂料，其特征在于，包括如下质量百分含量的物质：纤维素醚7-20%，FEVE氟碳树脂10-20%，玻璃珠10-15%，颜料10-30%，聚磷酸铵5-10%，固化剂3-8%，酚基丙烷环氧树脂20-30%，季戊四醇3-8%，膨胀石墨3-8%，其余为溶剂，此溶剂包括溶剂a和溶剂b，固化剂选自二甲基苯胺，2,4-二羟基苯甲酮中的一种或两种组合。
2.根据权利要求1所述防火涂料，其特征在于，包括如下质量百分含量的物质：纤维素醚10-15%,FEVE氟碳树脂12-18%，玻璃珠12-14%，颜料15-25%，聚磷酸铵6-8%，固化剂5-7%，酚基丙烷环氧树脂22-28%，季戊四醇3-8%，膨胀石墨3-8%，其余为溶剂。
3.根据权利要求1所述防火涂料，其特征在于，包括如下质量百分含量的物质：纤维素醚12%，FEVE氟碳树脂15%，玻璃珠13%，颜料20%，聚磷酸铵7%，固化剂6%，酚基丙烷环氧树脂25%，季戊四醇5%，膨胀石墨5%，其余为溶剂。
4.根据权利要求1-3任一所述防火涂料，其特征在于，所述溶剂包括溶剂a和溶剂b,选自丙酮、丁酮、甲戊酮、甲基异丁基酮、环己酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异丙酯、乙醇、正丁醇、异丙醇、乙二醇丁醚(BCs)、丙二醇甲醚醋酸酯。
5.根据权利要求4所述防火涂料，其特征在于，所述溶剂a为醋酸异丙酯，溶剂b为正丁醇。
6.如权利要求1所述的防火涂料的制备方法，其特征在于，按照下述方法进行配制：
步骤1：将玻璃珠，颜料，聚磷酸铵，固化剂，与溶剂a进行混合，搅拌均匀后，进行高速研磨，至细度15-20μm，得到色浆；
步骤2：将纤维素醚，FEVE氟碳树脂，酚基丙烷环氧树脂，季戊四醇，膨胀石墨与溶剂b进行混合，搅拌均匀后加入步骤1制得的色浆，高速分散15-20分钟，即为本发明产品。
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