CN106479291A - 一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料，按质量百分比包括40％～50％的乳液、20％～30％的水、10％～20％的阻燃剂、1％～2％的分散剂、5％～15％的改性二氧化钛和4％～10％助剂。本发明还提供一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料的制备方法，包括以下步骤：称取纳米级阻燃剂、分散剂、改性二氧化钛和助剂溶于水中，并高速剪切30min，得到混合物；在低速搅拌下，将乳液及成膜助剂‑十二醇酯缓慢加入上述混合物中，加入2ml消泡剂，剪切30min，得到混合液；将步骤二所得混合液过200目筛，粒径达到74μm，用氨水调节其酸碱度至Ph7～9。本发明可很好的用于汽车尾气降解及防火，而且其工艺简单，成本较低。

Description

一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料及制备方法

技术领域

本发明属于建筑外墙材料制备技术领域，具体涉及一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料及制备方法。

背景技术

机动车的出现加快了人类发展步伐，但是，环境污染问题越来越严重。近年来大气污染引发雾霾、温室效应、臭氧洞、酸雨等给人类、生物、建筑物带来严重危害。降解尾气对于人类及其环境都有极为重要的现实意义。近年来，全国范围内建筑物火灾时有发生，生命和财产损失惨重，给人们留下了深刻的教训。随着钢结构建筑，尤其是高层钢结构建筑的蓬勃发展，对这类建筑物的防火保护更应该重视。实践表明，在钢结构表面直接涂覆防火涂料，以此来提高钢结构建筑物的耐火时间是最理想、最可靠、最实用的防火保护方法。

TiO₂彻底氧化污染物为CO₂和H₂O，且对目标降解物无选择性且无毒、化学性质稳定等优点，已成为光催化剂研究的热点。最近几年TiO₂可见光利用率较低也得到完善。我国在阻燃涂料研究方面很成熟。现有的防火涂料主要有膨胀性防火涂料和非膨胀型防火涂料。膨胀型涂料在高温下膨胀、碳化，形成不易燃的炭质层。非膨胀型涂料在高温下形成不燃性的无机“釉膜”层隔绝空气达到防火作用。无论是膨胀性防火涂料还是非膨胀型防火涂料，其生产工艺复杂，成本较高，不利于广泛推广应用。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料及制备方 法，该防火涂层材料可很好的用于汽车尾气降解及防火，而且其工艺简单，成本较低。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料，按质量百分比包括40％～50％的乳液、20％～30％的水、10％～20％的阻燃剂、1％～2％的分散剂、5％～15％的改性二氧化钛和4％～10％助剂。

进一步的，所述改性二氧化钛是在溶胶-凝胶制备TiO₂的过程中加入硝酸铁、尿素、硝酸钴三者中的一种或多种制备而得。

进一步的，所述乳液为丙烯酸乳液。

进一步的，所述助燃剂包括聚磷酸铵、聚戊四醇、三聚氰胺、氢氧化镁、二氧化硅。

进一步的，所述聚磷酸铵的聚合度大于1000，粒度325-2000目。

进一步的，所述三聚氰胺为工业级，纯度为98％。

进一步的，所述分散剂为六偏磷酸钠。

进一步的，所述助剂包括流平剂-BYK310、消泡剂-DFC21和增稠剂-羟甲基纤维素钠的混合液。

一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，称取纳米级阻燃剂、分散剂、改性二氧化钛和助剂溶于水中，并高速剪切30min，得到混合物；

步骤二，在5r/min速度下搅拌，将乳液及成膜助剂-十二醇酯缓慢加入上述混合物中，加入2ml消泡剂，剪切30min，得到混合液；

步骤三，将步骤二所得混合液过200目筛粒径达到74μm，用氨水调节其酸碱度至Ph7～9。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明采用的掺入了改性元素如Fe、N、Co的二氧化钛形成改性二氧化钛，其在可见光下具有较好的光催化效果。此外硝酸铁、尿素价格便宜且硝酸钴掺量较少，故本发明的生产成本较低，降解尾气效果较好，具有良好的市场应用前景及推广价值，复合绿色环保能带来巨大社会经济效益。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员正在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料，按质量百分比包括40％的乳液、30％的水、20％的阻燃剂、1％的分散剂、5％的改性二氧化钛和4％的助剂。

其中，改性二氧化钛是在溶胶-凝胶制备TiO2的过程中加入硝酸铁、尿素、硝酸钴三者中的一种或多种制备而得。乳液为丙烯酸乳液，丙烯酸乳液将路面与涂料粘合在一起，无毒、无刺激气味符合环保要求，具有优异透明性及粘连性。助燃剂由聚磷酸铵、聚戊四醇、三聚氰胺、氢氧化镁、二氧化硅这五种实验原料组成，聚磷酸铵的聚合度大于1000，粒度325-2000目，三聚氰胺为工业级，纯度为98％。分散剂为六偏磷酸钠，助剂为流平剂-BYK310、消泡剂-DFC21和增稠剂-羟甲基纤维素钠的混合液。

上述建筑外墙降解尾气防火涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，称取纳米级阻燃剂、分散剂、改性二氧化钛和助剂溶于水中，并高速剪切30min，得到均匀的混合物；

步骤二，在5r/min速度下搅拌，将乳液及成膜助剂-十二醇酯缓慢加入上述混合物中，加入2ml消泡剂，剪切30min，得到混合液；

步骤三，将步骤二所得混合液过200目筛粒径达到74μm，用氨水调节其酸碱度至Ph7～9。

为更好的分析改性二氧化钛对尾气降解效果，在本实施例中用三种改性二氧化钛制成三种涂料作对比，第一种涂料中改性二氧化钛为铁改性二氧化钛，其中铁元素掺入质量百分比为1％，第二种涂料中改性二氧化钛为铁-氮改性二氧化钛，氮元素掺入量为5％，第三种涂料中改性二氧化钛为铁-氮-钴改性二氧化钛，钴元素掺入的质量百分比分别为3％。

分别将上述三种涂料涂敷在无棉纤维水泥板上，涂料厚度1mm，面积100cm²，得到这三种涂料2h后对尾气降解率如表1所示。

表1涂层降解尾气试验结果

从表1可以看出第三种涂料，即含有铁-氮-钴改性二氧化钛的涂料对尾气降解效果最佳，其次是第二种涂料，即含有铁-氮改性二氧化钛的涂料双掺，最后是第三种含有铁改性二氧化钛的涂料。三种涂料对尾气中各种成分降解效果：NO_x＞HC＞CO2＞CO。

为分析本发明的阻燃性，本实施例中将上述任何一种涂料涂覆在水泥混凝土板上，涂层面向火焰，酒精灯喷嘴距涂料5cm，水泥混凝土板背面贴上可数字显示的热电偶。从酒精灯开始点燃计时，当水泥混凝土背面温度达到380℃时， 停止燃烧试验，所需时间即为耐火时间。涂层厚度2mm，在混凝土板背面取5个测试点，测试结果以五个点均值表示，测试结果如表2所示。

表2混凝土背部温度变化

时间(min)	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
														温度(℃)	22	110	190	200	210	220	226	228	230	235	240	240	240

实验观察到50min后混凝土背面温度维持在240℃，可知本发明所述的防火涂层材料对水泥混凝土板起到了一定阻燃效果。

实施例2：

本实施例与上述实施例的不同仅在于建筑外墙降解尾气防火涂层材料的各组份质量百分比不同，在本实施例中，建筑外墙降解尾气防火涂层材料按质量百分比包括45％的乳液、25％的水、20％的阻燃剂、1％的分散剂、5％的改性二氧化钛和4％的助剂。

实施例3：

本实施例与上述实施例的不同仅在于建筑外墙降解尾气防火涂层材料的各组份质量百分比不同，在本实施例中，建筑外墙降解尾气防火涂层材料按质量百分比包括50％的乳液、20％的水、18％的阻燃剂、2％的分散剂、6％的改性二氧化钛和4％的助剂。

实施例4：

本实施例与上述实施例的不同仅在于建筑外墙降解尾气防火涂层材料的各组份质量百分比不同，在本实施例中，建筑外墙降解尾气防火涂层材料按质量百分比包括40％的乳液、26％的水、15％的阻燃剂、1％的分散剂、8％的改性二氧化钛和10％的助剂。

实施例5：

本实施例与上述实施例的不同仅在于建筑外墙降解尾气防火涂层材料的各组份质量百分比不同，在本实施例中，建筑外墙降解尾气防火涂层材料按质量百分比包括42％的乳液、30％的水、10％的阻燃剂、2％的分散剂、12％的改性二氧化钛和4％的助剂。

实施例6：

本实施例与上述实施例的不同仅在于建筑外墙降解尾气防火涂层材料的各组份质量百分比不同，在本实施例中，建筑外墙降解尾气防火涂层材料按质量百分比包括40％的乳液、25％的水、17％的阻燃剂、1％的分散剂、10％的改性二氧化钛和7％的助剂。

实施例7：

本实施例与上述实施例的不同仅在于建筑外墙降解尾气防火涂层材料的各组份质量百分比不同，在本实施例中，建筑外墙降解尾气防火涂层材料按质量百分比包括40％的乳液、20％的水、15％的阻燃剂、1.5％的分散剂、15％的改性二氧化钛和8.5％的助剂。

Claims (9)

1.一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料，其特征在于：按质量百分比包括40％～50％的乳液、20％～30％的水、10％～20％的阻燃剂、1％～2％的分散剂、5％～15％的改性二氧化钛和4％～10％的助剂。

2.根据权利要求1所述的建筑外墙降解尾气防火涂层材料，其特征在于：所述改性二氧化钛是在溶胶-凝胶制备TiO₂的过程中加入硝酸铁、尿素、硝酸钴三者中的一种或多种制备而得。

3.根据权利要求1所述的建筑外墙降解尾气防火涂层材料，其特征在于：所述乳液为丙烯酸乳液。

4.根据权利要求1所述的建筑外墙降解尾气防火涂层材料，其特征在于：所述助燃剂包括聚磷酸铵、聚戊四醇、三聚氰胺、氢氧化镁、二氧化硅。

5.根据权利要求4所述的建筑外墙降解尾气防火涂层材料，其特征在于：所述聚磷酸铵的聚合度大于1000，粒度325-2000目。

6.根据权利要求4所述的建筑外墙降解尾气防火涂层材料，其特征在于：所述三聚氰胺为工业级，纯度为98％。

7.根据权利要求1所述的建筑外墙降解尾气防火涂层材料，其特征在于：所述分散剂为六偏磷酸钠。

8.根据权利要求1所述的建筑外墙降解尾气防火涂层材料，其特征在于：所述助剂为流平剂-BYK310、消泡剂-DFC21和增稠剂-羟甲基纤维素钠的混合液。

9.一种建筑外墙降解尾气防火涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，称取纳米级阻燃剂、分散剂、改性二氧化钛和助剂溶于水中，并高速剪切30min，得到混合物；

步骤二，在5r/min速度下搅拌，将乳液及成膜助剂-十二醇酯缓慢加入上述混合物中，加入2ml消泡剂，剪切30min，得到混合液；

步骤三，将步骤二所得混合液过200目筛粒径达到74μm，用氨水调节其酸碱度至Ph7～9。