CN102604499A - 结晶水合物隔热防火涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种结晶水合物隔热防火涂料，它是结合饰面涂料本身的不燃性以及较低的导热系数，核心在于利用结晶水合物在一定温度下可以失去结晶水把热量带入到大气环境中，也可以在一定温度下获得结晶水，从而实现失水、得水的可循环的热交换过程这一机理，制造的一种饰面结晶水合物隔热防火涂料，所述的结晶水合物隔热防火涂料中，所述结晶水合物可以是十二水合硫酸铝钾、七水合硫酸镁或十水合四硼酸钠中的任意一种或者其组合。
Description
技术领域
本发明属于建筑涂料饰面防火涂料技术领域。
背景技术
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。
防火涂料的防火机理大致可归纳为以下五点：
(1)防火涂料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。
(2)防火涂料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。
(3)防火涂料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。
(4)含氮的防火涂料受热分解出NO、NH3等基团，与有机游离基化合，中断连锁反应，降低温度。
(5)膨胀型防火涂料受热膨胀发泡，形成碳质泡沫隔热层封闭被保护的物体，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。
目前现有技术中的隔热保温涂料多以膨胀型防火涂料，释放出含氮的气体，同时涂料主体含有卤素以达到火焰自由基终止的作用，以达到防火的效果。
发明内容
本发明是结合饰面涂料本身的不燃性以及较低的导热系数，核心在于利用结晶水合物在一定温度下可以失去结晶水把热量带入到大气环境中，也可以在一定温度下获得结晶水，从而实现失水、得水的可循环的热交换过程这一机理，制造一种饰面结晶水合物隔热防火涂料。
本发明采用如下的技术方案：
一种结晶水合物隔热防火涂料，其特征在于包括以下重量百分比的组成：
丙烯酸乳液20-40%
钛白粉 10-20%
碳酸钙 10-20%
结晶水合物10-30%
纤维素 0.1-1.0%
PH调节剂 0.1-1.0%
润湿剂 0.1-1.0%
分散剂 0.1-1.0%
消泡剂 0.1-1.0%
杀菌剂 0.1-1.0%
防霉剂 0.1-1.0%
防冻剂 0.1-5.0%
成膜助剂 0.1-5.0%
增稠剂 0.1-5.0%
水 29-49%。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，丙烯酸乳液可为苯丙乳液、纯丙乳液或者醋丙乳液。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述碳酸钙为700目方解石微粉。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述结晶水合物包含十二水合硫酸铝钾、七水合硫酸镁或十水合四硼酸钠中的任意一种或者其组合。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述纤维素为羟乙基纤维素。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述PH调节剂为氨水。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述润湿剂为壬基酚聚氧乙烯基醚。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述杀菌剂为无甲醛杀菌剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述防霉剂为无甲醛防霉剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述防冻剂为丙二醇类防冻剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述成膜制剂为12碳醇酯类成膜助剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述水为去离子水。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，结晶水合物的混合物其组分的重量百分比还可以进一步具体为：
十二水合硫酸铝钾 20-55%
七水合硫酸镁 20-55%
十水合四硼酸钠 20-55%。
一种上述的结晶水合物隔热防火涂料的制造方法，包括下述步骤：在低速搅拌下混合水、纤维素、PH调节剂、润湿剂、分散剂、杀菌剂、防霉剂、消泡剂，搅匀后，在高速搅拌下依次加入钛白粉、碳酸钙、结晶水合物，搅匀后，在中速搅拌下依次加入防冻剂、成膜助剂、乳液，搅拌均匀后即可装罐。
与现有技术相比，本发明提供了一种新型结晶水合物隔热防火涂料，该产品是结合饰面涂料本身的不燃性以及较低的导热系数，核心在于利用结晶水合物在一定温度下可以失去结晶水把热量带入到大气环境中，也可以在一定温度下获得结晶水，从而实现失水、得水的可循环的热交换过程这一机理，制造出的一种饰面结晶水合物隔热防火涂料。本发明中使用的七水合硫酸镁高于48.1℃时，失去1个结晶水，成为六水硫酸镁，在70～80℃时,失去4个结晶水，100℃时失去5个结晶水，在150℃时失去6个结晶水，在200℃时失去全部结晶水；十二水合硫酸铝钾高于64.5℃时失去9个分子结晶水，200℃时失去12个分子结晶水；十水合四硼酸钠在380℃时失去全部结晶水。通过这些结晶水合物在不同的温度下的释放大量水蒸气达到降低火焰温度，减小火焰蔓延的效果，能有效延缓起火时间，减小着火损失，该产品使用方便，与乳胶漆并无任何差别，属于绿色环保产品。
具体实施方式
以下以实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种新型结晶水合物隔热防火涂料，利用结晶水合物在一定温度下可以失去结晶水把热量带入到大气环境中，也可以在一定温度下获得结晶水，从而实现失水、得水的可循环的热交换过程这一机理，制造一种结晶水合物隔热防火涂料，能有效延缓起火时间，降低火焰温度，减小着火损失。
本发明采用如下技术方案，一种结晶水合物隔热防火涂料，包括以下重量百分比的组成：
丙烯酸乳液20-40%
钛白粉 10-20%
碳酸钙 10-20%
结晶水合物10-30%
纤维素 0.1-1.0%
PH调节剂 0.1-1.0%
润湿剂 0.1-1.0%
分散剂 01.-1.0%
消泡剂 0.1-1.0%
杀菌剂 0.1-1.0%
防霉剂 0.1-1.0%
防冻剂 0.1-5.0%
成膜助剂 0.1-5.0%
增稠剂 0.1-5.0%
水 29-49%。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，丙烯酸乳液可为苯丙乳液、纯丙乳液或者醋丙乳液。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述碳酸钙为700目方解石微粉。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述结晶水合物为十二水合硫酸铝钾、七水合硫酸镁或十水合四硼酸钠中的任意一种或者其组合。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述纤维素为羟乙基纤维素。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述PH调节剂为氨水。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述润湿剂为壬基酚聚氧乙烯基醚。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述杀菌剂为无甲醛杀菌剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述防霉剂为无甲醛防霉剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述防冻剂为丙二醇类防冻剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述成膜制剂为12碳醇酯类成膜助剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
上述的结晶水合物隔热防火涂料，其中，所述水为去离子水。
其中，结晶水合物的混合物其组分的重量百分比还可以进一步具体为：
十二水合硫酸铝钾 20-55%
七水合硫酸镁 20-55%
十水合四硼酸钠 20-55%。
上述的结晶水合物隔热防火涂料的制造方法，包括下述步骤：在低速搅拌下混合水、纤维素、PH调节剂、润湿剂、分散剂、杀菌剂、防霉剂、消泡剂，搅匀后，在高速搅拌下依次加入钛白粉、碳酸钙、结晶水合物，搅匀后，在中速搅拌下依次加入防冻剂、成膜助剂、乳液，搅拌均匀后即可装罐。
本发明中使用的七水合硫酸镁在高于48.1℃时，失去1个结晶水，成为六水硫酸镁，在70～80℃时,失去4个结晶水，100℃时失去5个结晶水，在150℃时失去6个结晶水，在200℃时失去全部结晶水；十二水合硫酸铝钾高于64.5℃时失去9个分子结晶水，200℃时失去12个分子结晶水；十水合四硼酸钠在380℃时失去全部结晶水。通过这些结晶水合物在不同的温度下的释放大量水蒸气达到降低火焰温度，减小火焰蔓延的效果，能有效延缓起火时间，减小着火损失，该产品使用方便，与乳胶漆并无任何差别，属于绿色环保产品。
本发明的一个最佳的配比实施例如下：
丙烯酸乳液20%
钛白粉 11%
碳酸钙 10%
十二水合硫酸铝钾 7%
七水合硫酸镁 10%
十水合四硼酸钠 5%
纤维素 0.5%
PH调节剂 0.2%
润湿剂 0.4%
分散剂 0.6%
消泡剂 0.3%
杀菌剂 0.3%
防霉剂 0.3%
防冻剂 2.0%
成膜助剂 1.5%
增稠剂 0.4%
水 30.5%。
Claims (6)
1.一种结晶水合物隔热防火涂料，其特征在于包括以下重量百分比的组成：
丙烯酸乳液20-40%
钛白粉 10-20%
碳酸钙 10-20%
结晶水合物10-30%
纤维素 0.1-1.0%
PH调节剂 0.1-1.0%
润湿剂 0.1-1.0%
分散剂 0.1-1.0%
消泡剂 0.1-1.0%
杀菌剂 0.1-1.0%
防霉剂 0.1-1.0%
防冻剂 0.1-5.0%
成膜助剂 0.1-5.0%
增稠剂 0.1-5.0%
水 29-49%。
2.根据权利要求1所述的结晶水合物隔热防火涂料，其特征在于：所述结晶水合物包含十二水合硫酸铝钾、七水合硫酸镁或十水合四硼酸钠中的任意一种或者其组合。
3.根据权利要求1所述的结晶水合物隔热防火涂料，其特征在于：所述的丙烯酸乳液可为苯丙乳液、纯丙乳液或者醋丙乳液。
4.根据权利要求2所述的结晶水合物隔热防火涂料，其特征在于：所述的结晶水合物的混合物其组分的重量百分比还可以进一步具体为：
十二水合硫酸铝钾 20-55%
七水合硫酸镁 20-55%
十水合四硼酸钠 20-55%。
5.根据权利要求1所述的结晶水合物隔热防火涂料的制造方法，其特征在于：包括下述步骤：在低速搅拌下混合水、纤维素、PH调节剂、润湿剂、分散剂、杀菌剂、防霉剂、消泡剂；搅匀后，在高速搅拌下依次加入钛白粉、碳酸钙、结晶水合物；搅匀后，在中速搅拌下依次加入防冻剂、成膜助剂、乳液；搅拌均匀后即可装罐。
6.根据权利要求1所述的结晶水合物隔热防火涂料，其特征在于：所述各组分的重量百分比的组成具体为：
丙烯酸乳液20%
钛白粉 11%
碳酸钙 10%
十二水合硫酸铝钾 7%
七水合硫酸镁 10%
十水合四硼酸钠 5%
纤维素 0.5%
PH调节剂 0.2%
润湿剂 0.4%
分散剂 0.6%
消泡剂 0.3%
杀菌剂 0.3%
防霉剂 0.3%
防冻剂 2.0%
成膜助剂 1.5%
增稠剂 0.4%
水 30.5%。
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