CN106118271A - 一种水性膨胀型防火涂料及其制备工艺 - Google Patents

一种水性膨胀型防火涂料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性膨胀型防火涂料及其制备工艺，涉及防火涂料领域，由以下重量份数的组份组成：有机硅改性的苯丙乳液为10‑20份、聚丙烯酸酯乳液为20‑40份、聚磷酸铵为2‑6 份、三聚氰胺为2‑6 份、季戊四醇为1‑7份、氯化石蜡为2‑4份、增稠剂P‑19为1‑2份、乳化剂OP‑10为1‑2份、羟乙基纤维素为1‑2份、膨胀石墨为1‑3份、六偏磷酸钠为0.5‑1.5份、氢氧化铝为2‑8份，余量为水，本发明采用有机硅改性的苯丙乳液和聚丙烯酸酯乳液共同作为基料，涂料的成膜性好,加人适量的氯化石蜡可提高聚丙烯酸酯的阻燃性，各个组分之间恰当配合，可持续发挥防火保护作用，且干燥块，耐腐蚀，是具有发展前途的防火涂料类型，且制备工艺简单合理，降低生产成本。

Description

一种水性膨胀型防火涂料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及防火涂料领域，特别涉及一种水性膨胀型防火涂料及其制备工艺。
背景技术
目前国内外研究的钢结构防火涂料主要有两大类: 膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料, 由于后者的防火性能较差, 已经逐渐被淘汰，钢的涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层，阻止了热量迅速向钢基材传递，推迟了钢基材强度的降低，从而提高了钢结构的耐火极限。
超薄膨胀型钢结构防火涂料，与厚涂型和薄涂型钢结构防火涂料相比，品种粒度更细、涂料层更薄，施工方便，经济，装饰性更好，在满足钢结构防火要求的同时，也能满足人们高装饰性要求；可广泛使用于工业厂房、体育场馆、候机楼、高层建筑等装饰要求很高的钢结构的防火保护，也适用于船舶、地下工程、电厂、机房等要求很高的设施内的木材、纤维板、塑料、电缆等易燃基材的防火保护，是目前消防部门大力推广的品种。
中国公开号为CN 104845470 A的发明专利，公开了一种水性膨胀型防火涂料，它由以下重量份数的组份组成：磷酸铝盐30-60 份、脲醛10-30 份、淀粉10-50 份、聚丙烯酸乳液10-30 份、三聚氰胺1-10 份、聚磷酸铵1-10份、季戊四醇1-10 份、甲基硅油1-5 份、硅酸钠1-8份、余量为水，该发明的虽然涂层遇火时能形成具有良好隔热性能的致密的海绵状膨胀泡沫层，能更有效地保护可燃性基材，但是干燥慢、易腐蚀。
又如中国公开号为CN 102876172 A的发明专利公开了一种水性防火涂料，由按照重量比的如下原料制成：有机硅改性的苯丙乳液20-40 份、乙酸乙烯酯- 乙烯共聚乳液5-15 份、水性环氧树脂乳液10-22 份、2,4,6- 苯三酚2-5 份、羟乙基纤维素6-15 份、三乙醇胺6-14 份、聚磷酸铵3-6 份、硼酸锌2-5 份、氢氧化铝6-15 份、二氧化钛2-8 份、膨胀石墨1-4份、顺丁二烯二酸酐1-6 份、多聚甲醛2-4 份、铝溶胶10-20 份、三聚磷酸钾1-2 份、表面活性剂2-4份、聚多元醇胺1-3 份、轻质碳酸钙1-4 份、硅烷3-8 份、去离子水80-160 份，虽然该发明提供的水性涂料防火阻燃性能好，但是容易开裂脱落，耐火时间短，且制备工艺复杂，提高生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水性膨胀型防火涂料及其制备工艺，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种水性膨胀型防火涂料，由以下重量份数的组份组成：有机硅改性的苯丙乳液为10-20份、聚丙烯酸酯乳液为20-40份、聚磷酸铵为2-6 份、三聚氰胺为2-6 份、季戊四醇为1-7份、氯化石蜡为2-4份、增稠剂P-19为1-2份、乳化剂OP-10为1-2份、羟乙基纤维素为1-2份、膨胀石墨为1-3份、六偏磷酸钠为0.5-1.5份、氢氧化铝为2-8份，余量为水。
优选的，由以下重量份数的组份组成：有机硅改性的苯丙乳液为15份、聚丙烯酸酯乳液为30份、聚磷酸铵为4 份、三聚氰胺为4份、季戊四醇为4份、氯化石蜡为3份、增稠剂P-19为1.5份、乳化剂OP-10为1.5份、羟乙基纤维素为1.5份、膨胀石墨为2份、六偏磷酸钠为1份、氢氧化铝为5份，余量为水。
优选的，所述氯化石蜡中含氯量为45%以上。
一种水性膨胀型防火涂料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将水加入搅拌桶中,搅拌1-2min,然后加入六偏磷酸钠和羟乙基纤维素,再搅拌5-10min,配成水溶液；
（2）另取部分水,加入乳化剂OP-10和氯化石蜡,搅拌5-10min,得到均匀的乳液；
（3）将步骤（1）中的水溶液和步骤（2）中的乳液置入搅拌机中，搅拌混合20-30min，边搅拌边加入聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、增稠剂P-19、膨胀石墨和氢氧化铝，得混合乳液；
（4）将步骤（3）中的混合乳液置入研磨设备中，进行研磨，得到研磨液；
(5)向步骤（4）中的研磨液中加入有机硅改性的苯丙乳液和聚丙烯酸酯乳液，用搅拌机搅拌20-30min,混合均匀,即得水性防火涂料成品。
优选的，所述步骤（4）中，研磨至细度小于40μm 停止。
优选的，所述步骤（3）和步骤（5）中的搅拌机的搅拌速度均为600-800r/min。
采用本发明的技术方案有益效果是：与现有技术相比，本发明采用有机硅改性的苯丙乳液和聚丙烯酸酯乳液共同作为基料，涂料的成膜性好, 加人适量的氯化石蜡可提高聚丙烯酸酯的阻燃性，各个组分之间恰当配合，可持续发挥防火保护作用，增加涂层的阻燃效果和延长涂层的有效防火时间，且干燥块，耐腐蚀，是具有发展前途的防火涂料类型，且制备工艺简单合理，降低生产成本。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1:
一种水性膨胀型防火涂料，由以下重量份数的组份组成：有机硅改性的苯丙乳液为20份、聚丙烯酸酯乳液为20份、聚磷酸铵为6 份、三聚氰胺为6 份、季戊四醇为1份、氯化石蜡为2份、增稠剂P-19为1份、乳化剂OP-10为1份、羟乙基纤维素为2份、膨胀石墨为3份、六偏磷酸钠为1.5份、氢氧化铝为8份，余量为水。
其中，所述氯化石蜡中含氯量为50%。
一种水性膨胀型防火涂料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将水加入搅拌桶中,搅拌1min,然后加入六偏磷酸钠和羟乙基纤维素,再搅拌10min,配成水溶液；
（2）另取部分水,加入乳化剂OP-10和氯化石蜡,搅拌5min,得到均匀的乳液；
（3）将步骤（1）中的水溶液和步骤（2）中的乳液置入搅拌机中，搅拌速度为600r/min，搅拌混合20min，边搅拌边加入聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、增稠剂P-19、膨胀石墨和氢氧化铝，得混合乳液；
（4）将步骤（3）中的混合乳液置入研磨设备中，进行研磨，研磨至细度小于40μm 停止，得到研磨液；
（5）向步骤（4）中的研磨液中加入有机硅改性的苯丙乳液和聚丙烯酸酯乳液，用搅拌机搅拌30min, 搅拌速度为600r/min，混合均匀,即得水性防火涂料成品。
实施例2:
一种水性膨胀型防火涂料，由以下重量份数的组份组成：有机硅改性的苯丙乳液为10份、聚丙烯酸酯乳液为40份、聚磷酸铵为2份、三聚氰胺为2份、季戊四醇为7份、氯化石蜡为4份、增稠剂P-19为2份、乳化剂OP-10为2份、羟乙基纤维素为1份、膨胀石墨为1份、六偏磷酸钠为0.5份、氢氧化铝为2份，余量为水。
其中，所述氯化石蜡中含氯量为60%。
一种水性膨胀型防火涂料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将水加入搅拌桶中,搅拌2min,然后加入六偏磷酸钠和羟乙基纤维素,再搅拌5min,配成水溶液；
（2）另取部分水,加入乳化剂OP-10和氯化石蜡,搅拌10min,得到均匀的乳液；
（3）将步骤（1）中的水溶液和步骤（2）中的乳液置入搅拌机中，搅拌速度为800r/min，搅拌混合30min，边搅拌边加入聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、增稠剂P-19、膨胀石墨和氢氧化铝，得混合乳液；
（4）将步骤（3）中的混合乳液置入研磨设备中，进行研磨，研磨至细度小于40μm 停止，得到研磨液；
（5）向步骤（4）中的研磨液中加入有机硅改性的苯丙乳液和聚丙烯酸酯乳液，用搅拌机搅拌20min, 搅拌速度为800r/min，混合均匀,即得水性防火涂料成品。
实施例3:
一种水性膨胀型防火涂料，由以下重量份数的组份组成：有机硅改性的苯丙乳液为15份、聚丙烯酸酯乳液为30份、聚磷酸铵为4 份、三聚氰胺为4份、季戊四醇为4份、氯化石蜡为3份、增稠剂P-19为1.5份、乳化剂OP-10为1.5份、羟乙基纤维素为1.5份、膨胀石墨为2份、六偏磷酸钠为1份、氢氧化铝为5份，余量为水。
其中，所述氯化石蜡中含氯量为50%。
一种水性膨胀型防火涂料的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将水加入搅拌桶中,搅拌1.5min,然后加入六偏磷酸钠和羟乙基纤维素,再搅拌7.5min,配成水溶液；
（2）另取部分水,加入乳化剂OP-10和氯化石蜡,搅拌7.5min,得到均匀的乳液；
（3）将步骤（1）中的水溶液和步骤（2）中的乳液置入搅拌机中，搅拌机的搅拌速度为700r/min，搅拌混合25min，边搅拌边加入聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、增稠剂P-19、膨胀石墨和氢氧化铝，得混合乳液；
（4）将步骤（3）中的混合乳液置入研磨设备中，进行研磨，研磨至细度小于40μm 停止，得到研磨液；
(5)向步骤（4）中的研磨液中加入有机硅改性的苯丙乳液和聚丙烯酸酯乳液，用搅拌机搅拌25min, 搅拌机的搅拌速度为700 r/min，混合均匀,即得水性防火涂料成品。
为了对比本防火涂料的性能，采用中国公开号为CN 104845470 A的发明专利公开的水性膨胀型防火涂料作为对照组，将制备的防火涂料按照国家标准GB/T 14907-2002《钢结构防火涂料》的要求进行涂覆、制样，并进行性能测试，性能测试结果如表1 所示：
序号 干燥时间/h 耐酸性/h 膨胀倍率 耐火极限/min
实施例1 1.8 大于480 30 171
实施例2 2.0 大于480 32 178
实施例3 1.6 大于480 34 185
对照组 2.6 200 15 105
由以上数据可知，本发明制备的水性膨胀型防火涂料，涂料的成膜性好,耐腐蚀，且干燥快，耐火性好。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水性膨胀型防火涂料，其特征在于，由以下重量份数的组份组成：有机硅改性的苯丙乳液为10-20份、聚丙烯酸酯乳液为20-40份、聚磷酸铵为2-6 份、三聚氰胺为2-6 份、季戊四醇为1-7份、氯化石蜡为2-4份、增稠剂P-19为1-2份、乳化剂OP-10为1-2份、羟乙基纤维素为1-2份、膨胀石墨为1-3份、六偏磷酸钠为0.5-1.5份、氢氧化铝为2-8份，余量为水。
2.根据权利要求1所述的水性膨胀型防火涂料，其特征在于，由以下重量份数的组份组成：有机硅改性的苯丙乳液为15份、聚丙烯酸酯乳液为30份、聚磷酸铵为4 份、三聚氰胺为4份、季戊四醇为4份、氯化石蜡为3份、增稠剂P-19为1.5份、乳化剂OP-10为1.5份、羟乙基纤维素为1.5份、膨胀石墨为2份、六偏磷酸钠为1份、氢氧化铝为5份，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的水性膨胀型防火涂料，其特征在于，所述氯化石蜡中含氯量为45%以上。
4.一种如权利要求1所述的水性膨胀型防火涂料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将水加入搅拌桶中,搅拌1-2min,然后加入六偏磷酸钠和羟乙基纤维素,再搅拌5-10min,配成水溶液；
（2）另取部分水,加入乳化剂OP-10和氯化石蜡,搅拌5-10min,得到均匀的乳液；
（3）将步骤（1）中的水溶液和步骤（2）中的乳液置入搅拌机中，搅拌混合20-30min，边搅拌边加入聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、增稠剂P-19、膨胀石墨和氢氧化铝，得混合乳液；
（4）将步骤（3）中的混合乳液置入研磨设备中，进行研磨，得到研磨液；
（5）向步骤（4）中的研磨液中加入有机硅改性的苯丙乳液和聚丙烯酸酯乳液，用搅拌机搅拌20-30min,混合均匀,即得水性防火涂料成品。
5.根据权利要求4所述的水性膨胀型防火涂料的制备工艺，其特征在于，所述步骤（4）中，研磨至细度小于40μm 停止。
6.据权利要求4所述的水性膨胀型防火涂料的制备工艺，其特征在于，所述步骤（3）和步骤（5）中的搅拌机的搅拌速度均为600-800r/min。
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