CN107760158A - 一种高耐磨耐油防火涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨耐油防火涂料，属于涂料技术领域，包括以下重量份的原料：环氧树脂30‑50份、聚酰胺酰亚胺30‑50份、聚四氟乙烯20‑40份、三氧化二铬15‑18份、硅烷偶联剂3‑5份、陶瓷填料20‑30份、氰尿酸三聚氰胺盐3‑7份、多聚磷酸铵6‑8份、硼酸锌3‑5份、淀粉10‑20份、光稳定剂0.5‑1份、消泡剂1‑2份、防腐剂0.1‑0.5份、水10‑25份；本发明还公开了一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法；本发明制备简单，附着能力强，具有具备高耐磨、耐油、防火于一体的优点。

Description

一种高耐磨耐油防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高耐磨耐油防火涂料。
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。但是现有的防火涂料存在涂料膜面附着力、耐磨性、耐油性、耐久性、阻燃性难以兼顾的问题。
CN107201098A公开了一种高耐磨耐油防火涂料，属于涂料技术领域，包括以下重量份的原料：苯乙烯改性丙烯酸乳液45-55份、苯丙乳液15-18份、石棉纤维7-11份、石墨纤维3-5份、刚玉粉5-7份、膨胀蛭石粉8-12份、溴化聚苯乙烯2-8份、氰尿酸三聚氰胺盐3-7份、多聚磷酸铵6-8份、氧化锑1-3份、硼系阻燃剂3-5份、光稳定剂0.5-1份、消泡剂1-2份、抗菌剂0.1-0.5份、水10-25份；还公开了一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法制备简单，附着能力强，具有优异的耐磨和耐油能力，防火性能优越。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐磨耐油防火涂料，具备附着能力强，具有优异的耐磨和耐油能力，防火性能优越的优点，解决现有防火涂料附着力、耐磨性、耐油性、耐久性、阻燃性难以兼顾的问题，另一目的在于提供一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法，工艺简单。
本发明提供的一种高耐磨耐油防火涂料，包括以下重量份的原料：环氧树脂30-50份、聚酰胺酰亚胺30-50份、聚四氟乙烯20-40份、三氧化二铬15-18份、硅烷偶联剂3-5份、陶瓷填料20-30份、氰尿酸三聚氰胺盐3-7份、多聚磷酸铵6-8份、硼酸锌3-5份、淀粉10-20份、光稳定剂0.5-1份、消泡剂1-2份、防腐剂0.1-0.5份、水10-25份。
在上述方案基础上，该高耐磨耐油防火涂料还包括以下重量份的原料：羧基化石墨烯5-10份。
在上述方案基础上，该高耐磨耐油防火涂料还包括以下重量份的原料：纳米二氧化硅气凝胶5-10份。
在上述方案基础上，所述陶瓷填料由碳化硅、氧化硼、刚玉粉、氧化锌、氧化钛组成，其重量比为2：4：3：1：1。
在上述方案基础上，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类的混合物。
在上述方案基础上，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、乙醇中的一种或多种。
在上述方案基础上，所述防腐剂为吡啶硫酮锌、异噻唑啉铜、碘代丙炔基氨基甲酸酯中的一种或多种。
本发明还提供一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按上述重量份称取各种原料；
步骤2：将三氧化二铬、陶瓷填料、硼酸锌、淀粉、羧基化石墨烯、纳米二氧化硅气凝胶放入球磨机，球磨20-30min后，将所得混合物中加一半的水置于搅拌机中进行搅拌2-3h，再进行超声分散10-20min，得到混合物；
步骤2：将步骤1所得混合物置于反应釜中，加热至40-60℃，保持20-40min，再加入环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯，以1200-1500r/min搅拌反应40-60min后将所得混合物冷却至室温；
步骤3：将硅烷偶联剂、氰尿酸三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、光稳定剂、消泡剂、防腐剂和剩余水加入到步骤2所得混合物中，加热至40-80℃，以转速1000-1200r/min搅拌，得到所述高耐磨耐油防火涂料。
石墨烯是迄今为止发现的力学性能最好的材料之一，添加石墨烯到各种功能涂料中都能很大程度提高涂膜的力学性能，由于石墨烯微片可以增强涂层附着力，可使石墨烯涂层具有优异的耐磨和耐刮擦性能，羧基化石墨烯是共价键功能化石墨烯最简单、最基础的的方法。用强酸或混酸处理石墨得到的氧化石墨(GO)，加入到一定浓度的碱液中超声分散得氧化石墨烯胶体，再加入过量的氯乙酸，将氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为羧基.将溶液反复离心水洗至中性以除去杂质，得到均相的羧基化氧化石墨烯溶液，羧基官能团具有一定的活性,利用羧基化石墨烯表面的羧基，可使各种有机小分子、高分子、生物大分子以及含有活泼基团的功能材料被共价结合到氧化石墨烯上。如通过与多元胺反应形成酰胺键或与多元酸酯化反应，可以很好的分散在聚酰胺中或者聚氨酯前体中，得到性能良好的石墨烯-尼龙复合材料或者石墨烯-聚氨酯复合材料。对于复合材料而言,这类化学处理使得石墨烯与尼龙、聚酰亚胺等极性高分子有着更好的相容性,两者之间甚至还发生化学反应,形成牢固界面,充分利用了石墨烯的优良力学性能,因此用羧基改性后的石墨烯作为增强相制备的复合材料具有更好的耐磨性、耐腐蚀性,更高的硬度、强度及弹性性能等。
加入消泡剂后，分散均匀的消泡剂会渗透进入泡沫弹性膜并且在泡膜中分布，对表面张力的降低导致薄层破裂，减少气泡的产生。
纳米SiO2气凝胶是一种保温隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料，其孔隙率高达80％～99％，孔洞的典型尺寸为2～50nm，平均孔径为20nm，比表面积为600～1000m2/g，表观密度为0.003～0.35g/cm3，室温导热系数可低达0.013W/(m·k)，即使在800℃高温下，其导热系数才为0.043W/(m·k)，且高温下不分解，无有害气体放出。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明以环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯为基料，使涂层具有较佳地耐水、耐油能力和力学强度，附着能力强，使用时间长；由碳化硅、氧化硼、刚玉粉、氧化锌、氧化钛组成的陶瓷填料可有效提高涂层的耐磨性能和耐高温性能，羧基化石墨烯的加入使涂层具有更好的耐磨性、耐腐蚀性,更高的硬度、强度及弹性性能，加入纳米二氧化硅气凝胶形成的涂膜具有独特的微孔结构，增强耐磨防火能力；氰尿酸三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、硼酸锌、淀粉的加入可有效提高防火性能；光稳定剂能提高涂料的抗紫外线能力，增加涂料的使用时间；消泡剂能防止涂料中产生起泡；防腐剂能防止细菌滋生，延长使用寿命；本发明制备得到的高耐磨耐油防火涂料具备高耐磨、耐油、防火于一体的优点。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种高耐磨耐油防火涂料，包括以下重量份的原料：环氧树脂30份、聚酰胺酰亚胺30份、聚四氟乙烯20份、三氧化二铬15份、硅烷偶联剂3份、陶瓷填料20份、氰尿酸三聚氰胺盐3份、多聚磷酸铵6份、硼酸锌3份、淀粉10份、光稳定剂0.5份、消泡剂1份、防腐剂0.1份、水10份、羧基化石墨烯5份、纳米二氧化硅气凝胶5份。
本实施例中，陶瓷填料由碳化硅、氧化硼、刚玉粉、氧化锌、氧化钛组成，其重量比为2：4：3：1：1。
本实施例中，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类的混合物。
本实施例中，消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物的混合物。
本实施例中，防腐剂为吡啶硫酮锌、异噻唑啉铜、碘代丙炔基氨基甲酸酯的混合物。
本实施例还提供了一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按上述重量份称取各种原料；
步骤2：将三氧化二铬、陶瓷填料、硼酸锌、淀粉、羧基化石墨烯、纳米二氧化硅气凝胶放入球磨机，球磨20min后，将所得混合物中加一半的水置于搅拌机中进行搅拌2h，再进行超声分散10min，得到混合物；
步骤2：将步骤1所得混合物置于反应釜中，加热至40℃，保持20min，再加入环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯，以1200r/min搅拌反应40min后将所得混合物冷却至室温；
步骤3：将硅烷偶联剂、氰尿酸三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、光稳定剂、消泡剂、防腐剂和剩余水加入到步骤2所得混合物中，加热至40℃，以转速1000r/min搅拌，得到高耐磨耐油防火涂料。
实施例2
本实施例提供了一种高耐磨耐油防火涂料，包括以下重量份的原料：环氧树脂35份、聚酰胺酰亚胺35份、聚四氟乙烯25份、三氧化二铬16份、硅烷偶联剂3.5份、陶瓷填料22份、氰尿酸三聚氰胺盐4份、多聚磷酸铵6.5份、硼酸锌3.5份、淀粉12份、光稳定剂0.6份、消泡剂1.2份、防腐剂0.2份、水15份、羧基化石墨烯6份、纳米二氧化硅气凝胶6份。
本实施例中，陶瓷填料由碳化硅、氧化硼、刚玉粉、氧化锌、氧化钛组成，其重量比为2：4：3：1：1。
本实施例中，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类的混合物。
本实施例中，消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、乙醇中的混合物。
本实施例中，防腐剂为吡啶硫酮锌、异噻唑啉铜的混合物。
本实施例还提供了一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按上述重量份称取各种原料；
步骤2：将三氧化二铬、陶瓷填料、硼酸锌、淀粉、羧基化石墨烯、纳米二氧化硅气凝胶放入球磨机，球磨22min后，将所得混合物中加一半的水置于搅拌机中进行搅拌2.2h，再进行超声分散12min，得到混合物；
步骤2：将步骤1所得混合物置于反应釜中，加热至45℃，保持25min，再加入环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯，以1300r/min搅拌反应45min后将所得混合物冷却至室温；
步骤3：将硅烷偶联剂、氰尿酸三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、光稳定剂、消泡剂、防腐剂和剩余水加入到步骤2所得混合物中，加热至50℃，以转速1100r/min搅拌，得到高耐磨耐油防火涂料。
实施例3
本实施例提供了一种高耐磨耐油防火涂料，包括以下重量份的原料：环氧树脂40份、聚酰胺酰亚胺40份、聚四氟乙烯30份、三氧化二铬16份、硅烷偶联剂4份、陶瓷填料25份、氰尿酸三聚氰胺盐5份、多聚磷酸铵7份、硼酸锌45份、淀粉15份、光稳定剂0.7份、消泡剂1.5份、防腐剂0.3份、水18份、羧基化石墨烯7份、纳米二氧化硅气凝胶7份。
本实施例中，陶瓷填料由碳化硅、氧化硼、刚玉粉、氧化锌、氧化钛组成，其重量比为2：4：3：1：1。
本实施例中，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类的混合物。
本实施例中，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、乙醇中的混合物。
本实施例中，防腐剂为吡啶硫酮锌、异噻唑啉铜、碘代丙炔基氨基甲酸酯中的混合物。
本实施例还提供了一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按上述重量份称取各种原料；
步骤2：将三氧化二铬、陶瓷填料、硼酸锌、淀粉、羧基化石墨烯、纳米二氧化硅气凝胶放入球磨机，球磨25min后，将所得混合物中加一半的水置于搅拌机中进行搅拌2.5h，再进行超声分散15min，得到混合物；
步骤2：将步骤1所得混合物置于反应釜中，加热至50℃，保持30min，再加入环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯，以1400r/min搅拌反应50min后将所得混合物冷却至室温；
步骤3：将硅烷偶联剂、氰尿酸三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、光稳定剂、消泡剂、防腐剂和剩余水加入到步骤2所得混合物中，加热至60℃，以转速1100r/min搅拌，得到高耐磨耐油防火涂料。
实施例4
本实施例提供了一种高耐磨耐油防火涂料，包括以下重量份的原料：环氧树脂45份、聚酰胺酰亚胺45份、聚四氟乙烯35份、三氧化二铬17份、硅烷偶联剂4.5份、陶瓷填料28份、氰尿酸三聚氰胺盐67份、多聚磷酸铵7.5份、硼酸锌4.5份、淀粉18份、光稳定剂0.9份、消泡剂1.9份、防腐剂0.4份、水22份、羧基化石墨烯9份、纳米二氧化硅气凝胶9份。
本实施例中，陶瓷填料由碳化硅、氧化硼、刚玉粉、氧化锌、氧化钛组成，其重量比为2：4：3：1：1。
本实施例中，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类的混合物。
本实施例中，消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯甘油醚、乙醇中的混合物。
本实施例中，防腐剂为碘代丙炔基氨基甲酸酯。
本实施例还提供了一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按上述重量份称取各种原料；
步骤2：将三氧化二铬、陶瓷填料、硼酸锌、淀粉、羧基化石墨烯、纳米二氧化硅气凝胶放入球磨机，球磨28min后，将所得混合物中加一半的水置于搅拌机中进行搅拌3h，再进行超声分散18min，得到混合物；
步骤2：将步骤1所得混合物置于反应釜中，加热至55℃，保持35min，再加入环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯，以1400r/min搅拌反应55min后将所得混合物冷却至室温；
步骤3：将硅烷偶联剂、氰尿酸三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、光稳定剂、消泡剂、防腐剂和剩余水加入到步骤2所得混合物中，加热至70℃，以转速1200r/min搅拌，得到高耐磨耐油防火涂料。
实施例5
本实施例提供了一种高耐磨耐油防火涂料，包括以下重量份的原料：环氧树脂50份、聚酰胺酰亚胺50份、聚四氟乙烯40份、三氧化二铬18份、硅烷偶联剂5份、陶瓷填料30份、氰尿酸三聚氰胺盐7份、多聚磷酸铵8份、硼酸锌5份、淀粉20份、光稳定剂1份、消泡剂2份、防腐剂0.5份、水25份、羧基化石墨烯10份、纳米二氧化硅气凝胶10份。
本实施例中，陶瓷填料由碳化硅、氧化硼、刚玉粉、氧化锌、氧化钛组成，其重量比为2：4：3：1：1。
本实施例中，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类的混合物。
本实施例中，消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、乙醇中的混合物。
本实施例中，防腐剂为异噻唑啉铜。
本实施例还提供了一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按上述重量份称取各种原料；
步骤2：将三氧化二铬、陶瓷填料、硼酸锌、淀粉、羧基化石墨烯、纳米二氧化硅气凝胶放入球磨机，球磨30min后，将所得混合物中加一半的水置于搅拌机中进行搅拌3h，再进行超声分散20min，得到混合物；
步骤2：将步骤1所得混合物置于反应釜中，加热至60℃，保持40min，再加入环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯，以1500r/min搅拌反应60min后将所得混合物冷却至室温；
步骤3：将硅烷偶联剂、氰尿酸三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、光稳定剂、消泡剂、防腐剂和剩余水加入到步骤2所得混合物中，加热至80℃，以转速1200r/min搅拌，得到高耐磨耐油防火涂料。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种高耐磨耐油防火涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂30-50份、聚酰胺酰亚胺30-50份、聚四氟乙烯20-40份、三氧化二铬15-18份、硅烷偶联剂3-5份、陶瓷填料20-30份、氰尿酸三聚氰胺盐3-7份、多聚磷酸铵6-8份、硼酸锌3-5份、淀粉10-20份、光稳定剂0.5-1份、消泡剂1-2份、防腐剂0.1-0.5份、水10-25份。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨耐油防火涂料，其特征在于，该高耐磨耐油防火涂料还包括以下重量份的原料：羧基化石墨烯5-10份。
3.根据权利要求2所述的一种高耐磨耐油防火涂料，其特征在于，该高耐磨耐油防火涂料还包括以下重量份的原料：纳米二氧化硅气凝胶5-10份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高耐磨耐油防火涂料，其特征在于，所述陶瓷填料由碳化硅、氧化硼、刚玉粉、氧化锌、氧化钛组成，其重量比为2：4：3：1：1。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种高耐磨耐油防火涂料，其特征在于，所述光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类的混合物。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种高耐磨耐油防火涂料，其特征在于，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、乙醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种高耐磨耐油防火涂料，其特征在于，所述防腐剂为吡啶硫酮锌、异噻唑啉铜、碘代丙炔基氨基甲酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求3所述的一种高耐磨耐油防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按上述重量份称取各种原料；
步骤2：将三氧化二铬、陶瓷填料、硼酸锌、淀粉、羧基化石墨烯、纳米二氧化硅气凝胶放入球磨机，球磨20-30min后，将所得混合物中加一半的水置于搅拌机中进行搅拌2-3h，再进行超声分散10-20min，得到混合物；
步骤2：将步骤1所得混合物置于反应釜中，加热至40-60℃，保持20-40min，再加入环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯，以1200-1500r/min搅拌反应40-60min后将所得混合物冷却至室温；
步骤3：将硅烷偶联剂、氰尿酸三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、光稳定剂、消泡剂、防腐剂和剩余水加入到步骤2所得混合物中，加热至40-80℃，以转速1000-1200r/min搅拌，得到所述高耐磨耐油防火涂料。
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