CN106752528A - 具有防火功能的屋面节能防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

具有防火功能的屋面节能防水涂料及其制备方法，它属于涂料领域。开发屋面起到防水保护功能，还能起到一定的防火功能的涂料是现在的研究热点。本发明涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水25～35份、分散剂0.7～1份、消泡剂A0.3～0.8份、KH550硅烷偶联剂0.1～0.3份、阻燃填料17～22份、纳米粉体8～10份、醇酯十二A2～3份、增稠剂预混物0.1～0.3份、丙烯酸乳液30～35份、消泡剂B0.3～0.8份、醇酯十二B0.2～0.5份、防霉助剂0.2～0.4份、DMAE0.2～0.4份、液体增稠剂1.5～3份。本发明在高温1000℃条件下漆膜可以零火焰蔓延。

Description

具有防火功能的屋面节能防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种具有防火功能的屋面节能防水涂料及其制备方法。
背景技术
火灾安全在现代生活中越来越重要，而广泛使用于现代生活中的可燃聚合物材料已成为引发火灾特别是城市火灾的建筑火灾的主要捉获材料之一，其火灾危害性日益为人们所关心和重视。降低聚合物的可燃性早已是材料领域研究的目标。而认识掌握聚合物燃烧的规律与特点也是多年来火灾科学研究的重要内容。特别是最近20年来，高聚物的阻燃正经历和面临一个新的发展时期，这一方面表现在新阻燃系统的出现，其次表现在一些产品有了新的阻燃要求，再就是环保对阻燃更为严格的挑战。为了促进阻燃行业的持续发展，无论是阻燃理论，阻燃系统，还是阻燃工艺，仍然有很多亟待解决和深入研究的问题，是阻燃行业面临的机遇和挑战。
我国建筑能耗占能源总消耗的1/3左右，建筑单位面积采暖能耗是国际气候条件相近发达国家的2～3倍。建设部从2007年起全面推行节能建筑认证体系。建筑节能新技术的研究开发和新产品的推广应用，推动建筑节能工作。巨大的建筑节能市场将带动建筑涂料产进行新的发展，我国是节能涂料最具发展潜力的大市场。同时，随着建筑节能标准的出台，发展低能耗、多功能的新型涂料成为主流趋势。开发一种可以形成一道牢固、抗裂、无缝的柔性防水层，对屋面起到防水保护功能，还能起到一定的防火功能。
发明内容
本发明目的是解决现有涂料防火等级低的问题，提供一种具有防火功能的屋面节能防水涂料及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种具有防火功能的屋面节能防水涂料，所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水25～35份、分散剂0.7～1份、消泡剂A0.3～0.8份、KH550硅烷偶联剂0.1～0.3份、阻燃填料17～22份、纳米粉体8～10份、醇酯十二A2～3份、增稠剂预混物0.1～0.3份、丙烯酸乳液30～35份、消泡剂B0.3～0.8份、醇酯十二B0.2～0.5份、防霉助剂0.2～0.4份、DMAE(二甲基乙醇胺)0.2～0.4份、液体增稠剂1.5～3份。
本发明所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成；所述的阻燃填料是由季戊四醇、三聚氰胺与聚合度为1000的偏聚磷酸铵按照质量比1:1:3混合而成；所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为10～300nm；所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为15：1～16:1，搅拌至无结块及沉淀为止；所述的防霉助剂是陶氏化学公司防霉剂skane M-8。
本发明所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，溶剂去离子水符合GB/T 6682中规定的三级水标准；所述的消泡剂A和消泡剂B均为诺普科公司的NXZ型号的消泡剂；所述的丙烯酸乳液为陶氏化学公司1791丙烯酸乳液；所述的醇酯十二A和醇酯十二B是美国伊士曼TEXANOL成膜助剂醇酯十二；所述的液体增稠剂是罗门哈斯的RM 2020NPR。
本发明所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备浆料：按照重量份数分别称取一定质量的溶剂去离子水、分散剂、消泡剂A、KH550硅烷偶联剂、阻燃填料、纳米粉体、醇酯十二A、增稠剂预混物，将称量好的溶剂去离子水A及分散剂加入到分散机中，以线速度1.5m/s～2.0m/s搅拌1～3min，之后依次添加消泡剂A、KH550硅烷偶联剂，搅拌3～5min，待消泡剂A与KH550硅烷偶联剂均匀分散于体系后添加阻燃填料，并将转速提高到线速度为10～15m/s，调整pH为7.8～8.2，搅拌3～5min后，依次添加纳米粉体、醇酯十二A、增稠剂预混物，添加完成后以线速度10～15m/s搅拌时间20～30min，然后将分散机转速调至线速度为1.5m/s～2.0m/s，即得到分散的浆料；分散的浆料浆液细度能够达到30～50μm；
步骤2、制备防火功能的屋面节能防水涂料：按照重量份数分别称取一定质量的丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、液体增稠剂，首先将丙烯酸乳液加入到步骤1制备的分散的浆料中，在搅拌速度为1.5m/s～2.0m/s的条件下搅拌3～5min，之后依次加入消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、液体增稠剂，所有物料添加完毕后，以1.5m/s～2.0m/s的速度搅拌20～30min，得到具有防火功能的屋面节能防水涂料。
本发明所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料的制备方法，所述的液体增稠剂的添加速度为20～30mL/s。
本发明的有益效果：
本发明使用的丙烯酸乳液，极大地减少了聚合物单体中C-O-C键、C＝O键及-OH键等吸能基团的比例，从而使得涂料体系整体吸热能力下降，有效提高涂料的半球发射率，半球发射率达到0.83以上。
本发明添加性能优异的阻燃填料，可大大提高涂料的阻燃效果，使得对基材进行最大限度的保护，在高温1000℃条件下漆膜能够达到零火焰蔓延。
本发明使用时涂料厚度降低到0.5～0.8mm，减少了涂料的用量从而降低材料成本，又因施工时只需喷涂一次，施工简便又减少了施工成本，从而大幅降低其应用成本。
本发明所制备的具有防火功能的屋面节能防水涂料为水性涂料，不人为添加甲醛及甲醛释放剂，超低挥发性有机物，VOC<10g/L，已达到环境标志产品技术防水涂料的要求，是一种真正的节能环保涂料。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种具有防火功能的屋面节能防水涂料，所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水25份、分散剂0.7份、消泡剂A0.3份、KH550硅烷偶联剂0.1份、阻燃填料17份、纳米粉体8份、醇酯十二A2份、增稠剂预混物0.1份、丙烯酸乳液30份、消泡剂B0.3份、醇酯十二B0.2份、防霉助剂0.2份、DMAE0.2份、液体增稠剂1.5份。
本实施方式中所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成；所述的阻燃填料是由季戊四醇、三聚氰胺与聚合度为1000的偏聚磷酸铵按照质量比1:1:3混合而成；所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:1，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为50nm；所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为15：1，搅拌至无结块及沉淀为止；所述的防霉助剂是陶氏化学公司防霉剂skane M-8。
本实施例制备的涂料的半球发射率达0.90，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.8mm。在高温980℃条件下漆膜可以零火焰蔓延。
具体实施方式二：
一种具有防火功能的屋面节能防水涂料，所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：所述的陶瓷型热管保温隔热涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水35份、分散剂1份、消泡剂A0.8份、KH550硅烷偶联剂0.3份、阻燃填料22份、纳米粉体10份、醇酯十二A3份、增稠剂预混物0.3份、丙烯酸乳液35份、消泡剂B0.8份、醇酯十二B0.5份、防霉助剂0.4份、DMAE0.4份、液体增稠剂3份。
本实施方式中所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成；所述的阻燃填料是由季戊四醇、三聚氰胺与聚合度为1000的偏聚磷酸铵按照质量比1:1:3混合而成；所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为200nm；所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为16：1，搅拌至无结块及沉淀为止；所述的防霉助剂是陶氏化学公司防霉剂skane M-8。
本实施例制备的涂料的半球发射率达0.93，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.65mm。在高温995℃条件下漆膜可以零火焰蔓延。
具体实施方式三：
一种具有防火功能的屋面节能防水涂料，所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水22份、分散剂0.7份、消泡剂A0.5份、KH550硅烷偶联剂0.15份、阻燃填料17份、纳米粉体9份、醇酯十二A2份、增稠剂预混物0.2份、丙烯酸乳液32份、消泡剂B0.5份、醇酯十二B0.4份、防霉助剂0.2份、DMAE0.2份、液体增稠剂2.5份。
本实施方式中所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成；所述的阻燃填料是由季戊四醇、三聚氰胺与聚合度为1000的偏聚磷酸铵按照质量比1:1:3混合而成；所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为100nm；所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为16：1，搅拌至无结块及沉淀为止；所述的防霉助剂是陶氏化学公司防霉剂skane M-8。
本实施例制备的涂料的半球发射率达0.91，涂料对基材进行遮盖的最小厚度为0.5mm。在高温1000℃条件下漆膜可以零火焰蔓延。
具体实施方式四：
根据具体实施方式三所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、制备浆料：按照重量份数分别称取一定质量的溶剂去离子水、分散剂、消泡剂A、KH550硅烷偶联剂、阻燃填料、纳米粉体、醇酯十二A、增稠剂预混物，将称量好的溶剂去离子水A及分散剂加入到分散机中，以线速度2.0m/s搅拌时间3min，之后依次添加消泡剂A、KH550硅烷偶联剂，搅拌5min，待消泡剂A与KH550硅烷偶联剂均匀分散于体系后添加阻燃填料，并将转速提高到线速度为15m/s，调整pH为8，搅拌5min后，依次添加纳米粉体、醇酯十二A、增稠剂预混物，添加完成后以线速度15m/s搅拌时间30min，然后将分散机转速调至线速度为2.0m/s，即得到分散的浆料；
步骤2、制备防火功能的屋面节能防水涂料：按照重量份数分别称取一定质量的丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、液体增稠剂，首先将丙烯酸乳液加入到步骤1制备的分散的浆料中，在搅拌速度为2.0m/s的条件下搅拌5min，之后依次加入消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、液体增稠剂，所有物料添加完毕后，以2.0m/s的速度搅拌30min，得到具有防火功能的屋面节能防水涂料。
本实施方式中所述的液体增稠剂的添加速度为20mL/s。
本实施方式制备的防火功能的屋面节能防水涂料的性能如表1所示：通过表1可以看出，本发明细度达到30μm，具有良好的阻燃性能，在氧炔焰达到1000℃的实验条件下实验30s，移开火焰形成致密的碳层，实现零火焰蔓延。
表1防火功能的屋面节能防水涂料的性能

Claims (10)

1.一种具有防火功能的屋面节能防水涂料，其特征在于：所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水25～35份、分散剂0.7～1份、消泡剂A0.3～0.8份、KH550硅烷偶联剂0.1～0.3份、阻燃填料17～22份、纳米粉体8～10份、醇酯十二A2～3份、增稠剂预混物0.1～0.3份、丙烯酸乳液30～35份、消泡剂B0.3～0.8份、醇酯十二B0.2～0.5份、防霉助剂0.2～0.4份、DMAE0.2～0.4份、液体增稠剂1.5～3份。
2.根据权利要求1所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，其特征在于：所述的分散剂是由罗门哈斯OrotanTM 1850E和三聚磷酸钾按照质量比5:1混合而成。
3.根据权利要求1或2所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，其特征在于：所述的阻燃填料是由季戊四醇、三聚氰胺与聚合度为1000的偏聚磷酸铵按照质量比1:1:3混合而成。
4.根据权利要求1或2所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，其特征在于：所述的纳米粉体是金红石型纳米TiO2和纳米ZnO组成的混合物，其中金红石纳米TiO2与纳米ZnO的质量比为15:2，金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的粒径分别为10～300nm。
5.根据权利要求1或2所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，其特征在于：所述的增稠剂预混物是将亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR溶于溶剂丙二醇中，亚什兰羟乙基纤维素醚250MBR与丙二醇的质量比为15：1～16:1，搅拌至无结块及沉淀为止。
6.根据权利要求1或2所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，其特征在于：所述的防霉助剂是陶氏化学公司防霉剂skane M-8。
7.根据权利要求1所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，其特征在于：所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水25份、分散剂0.7份、消泡剂A0.3份、KH550硅烷偶联剂0.1份、阻燃填料17份、纳米粉体8份、醇酯十二A2份、增稠剂预混物0.1份、丙烯酸乳液30份、消泡剂B0.3份、醇酯十二B0.2份、防霉助剂0.2份、DMAE0.2份、液体增稠剂1.5份。
8.根据权利要求1所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料，其特征在于：所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料原料中各组分的重量份数为：溶剂去离子水35份、分散剂1份、消泡剂A0.8份、KH550硅烷偶联剂0.3份、阻燃填料22份、纳米粉体10份、醇酯十二A3份、增稠剂预混物0.3份、丙烯酸乳液35份、消泡剂B0.8份、醇酯十二B0.5份、防霉助剂0.4份、DMAE0.4份、液体增稠剂3份。
9.一种权利要求1-8之一所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、制备浆料：按照重量份数分别称取一定质量的溶剂去离子水、分散剂、消泡剂A、KH550硅烷偶联剂、阻燃填料、纳米粉体、醇酯十二A、增稠剂预混物，将称量好的溶剂去离子水A及分散剂加入到分散机中，以线速度1.5m/s～2.0m/s搅拌1～3min，之后依次添加消泡剂A、KH550硅烷偶联剂，搅拌3～5min，待消泡剂A与KH550硅烷偶联剂均匀分散于体系后添加阻燃填料，并将转速提高到线速度为10～15m/s，调整pH为7.8～8.2，搅拌3～5min后，依次添加纳米粉体、醇酯十二A、增稠剂预混物，添加完成后以线速度10～15m/s搅拌20～30min，然后将分散机转速调至线速度为1.5m/s～2.0m/s，即得到分散的浆料；
步骤2、制备防火功能的屋面节能防水涂料：按照重量份数分别称取一定质量的丙烯酸乳液、消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、液体增稠剂，首先将丙烯酸乳液加入到步骤1制备的分散的浆料中，在搅拌速度为1.5m/s～2.0m/s的条件下搅拌3～5min，之后依次加入消泡剂B、醇酯十二B、防霉助剂、DMAE、液体增稠剂，所有物料添加完毕后，以1.5m/s～2.0m/s的速度搅拌20～30min，得到具有防火功能的屋面节能防水涂料。
10.根据权利要求9所述的具有防火功能的屋面节能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述的液体增稠剂的添加速度为20～30mL/s。
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