CN109233581B - 一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，包括涂料混合物A和涂料混合物B，所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液40～53份、聚烯烃热熔胶34～50份、石墨粉15～35份；所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：硅橡胶生胶30～55份、有机硅树脂15～28份、无机纳米晶须4～9份、SEBS 0.5～2份、引发剂0.1～0.5份；涂料混合物A和涂料混合物B依次喷涂到泡沫铝表面形成叠合式涂层；本发明中，所述的涂料混合物A能够显著的提高泡沫铝表面的热量散失能力，提高导热性能，所述的涂料混合物B能够确保泡沫铝材料在高温下的挺度保持能力，防止泡沫铝材料因高温作用导致的软化，确保了泡沫铝材料在高温下使用的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料。
背景技术
泡沫铝是一种新型的多功能泡沫材料，同时具有金属和气泡的多种优良性能，在民用领域已经被广泛地应用在建筑、交通运输等行业中，泡沫铝材料具有质量轻、隔音、吸声、降噪、阻燃等性能特点，按其孔隙连通与否及孔结构可以分为闭孔型和开孔型两种。闭孔结构是其内部胞孔相互独立，由母体金属分离，每个胞孔都是封闭的；开孔结构指内部胞孔相互连接在一起，单个胞孔不是封闭的，在大部分的泡沫铝材料中，内部同时存在有闭孔和开孔结构。泡沫铝材料的密度在很大程度内变化，密度通常为180～480kg/m3，约为1/5～1/10铝的密度、1/20钛的密度、1/30钢的密度及1/4木材的密度；所以它是一种轻质功能性材料。
泡沫铝材料本身的耐火性能良好，铝的熔点在660℃，能够承受较高的温度，同时，泡沫铝是一种不燃材料，不用担心泡沫铝材料在火灾中产生有害气体。但是，泡沫铝材料在高温的烘烤下容易出现软化，当作为承重材料，或受到外力作用时，泡沫铝材料往往无法保持良好的外形，引发材料垮塌导致二次事故的发生。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，提高泡沫铝材料在高温下的挺度保持能力，防止发生泡沫铝材料在高温作用下发生软化，提高泡沫铝材料在高温条件下的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B，
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液40～53份、聚烯烃热熔胶34～50份、石墨粉15～35份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：硅橡胶生胶30～55份、有机硅树脂15～28份、无机纳米晶须4～9份、SEBS 0.5～2份、引发剂0.1～0.5份。
涂料混合物A和涂料混合物B依次喷涂到泡沫铝表面形成叠合式涂层。
优选的，所述的聚烯烃热熔胶为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或至少两种的共聚物。
优选的，所述石墨粉的粒径为700～850目。
优选的，所述的硅橡胶生胶为分子量在105～106的含有乙烯基的硅氧烷。
优选的，所述的无机纳米晶须选自氧化锌晶须、氧化镁晶须、二氧化钛晶须、碳化硅晶须中的一种或一种以上的组合物。
优选的，所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯中的一种。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明中，通过在泡沫铝表面依次敷设涂料混合物A和涂料混合物B，所述的涂料混合物A能够显著的提高泡沫铝表面的热量散失能力，提高导热性能，所述的涂料混合物B能够确保泡沫铝材料在高温下的挺度保持能力，防止泡沫铝材料因高温作用导致的软化，确保了泡沫铝材料在高温下使用的可靠性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明提供了一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B，
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液40～53份、聚烯烃热熔胶34～50份、石墨粉15～35份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：硅橡胶生胶30～55份、有机硅树脂15～28份、无机纳米晶须4～9份、SEBS 0.5～2份、引发剂0.1～0.5份。
涂料混合物A和涂料混合物B依次喷涂到泡沫铝表面形成叠合式涂层。
对于泡沫铝材料来说，其本身的耐热性能良好，但是在高温的烘烤下容易出现软化，当作为承重材料，或受到外力时，泡沫铝材料容易发生变形，引发材料垮塌导致二次事故的发生，本发明中，通过在泡沫铝材料的表面敷设耐火涂料，该耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B，涂料混合物A和涂料混合物B依次喷涂到泡沫铝表面从而形成具有良好导热和优异挺度保持能力的耐火涂层；其中，在涂料混合物A中，石墨粉分散在上述水性聚酯乳液和聚烯烃热熔胶中，而水性聚酯乳液和聚烯烃热熔胶属于不相容体系，二者不相容的特点使得涂料混合物A喷涂到泡沫铝表面形成的是具有凹凸表面涂层，该涂层结构扩大了分散在水性聚酯乳液和聚烯烃热熔胶中的石墨粉与外层的接触面积，从而提高了导热效率；
石墨粉具有优异的耐高温特性，其导热性能超越了钢、铁、铅等金属材料，本发明中，通过将石墨粉分散填充在涂料混合物A中，形成具有优异导热能力的涂层。
所述的涂料混合物B中包含有硅橡胶生胶和有机硅树脂，二者在引发剂的作用下反应，其中，有机硅树脂作为分散相，硅橡胶生胶作为连续相；SEBS是以聚苯乙烯作为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物；SEBS能够与硅橡胶生胶和有机硅树脂形成互穿网络结构，从而提高涂料混合物B形成的涂层的内聚力，确保涂料混合物B形成的涂层具有较好的挺度保持能力。
无机纳米晶须作为填充料，可以显著的提高涂料混合物B形成的涂层的整体结构强度。
进一步的，根据本发明，所述的聚烯烃热熔胶为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或至少两种的共聚物；所述的聚乙烯耐热封强度高，胶层柔韧性以及热粘附性好，优选数均分子量为20000～100000的低密度聚乙烯，熔融指数优选为2～20g/10min(190℃、2.16kg)；所述的聚丙烯优选为无规聚丙烯。
进一步的，根据本发明，所述的石墨粉的粒径为700～850目。
本发明中，所述的硅橡胶生胶为分子量在105～106的含有乙烯基的硅氧烷。含有乙烯基的硅氧烷可以与有机硅树脂中的不饱和键发生聚合反应，有助于提高整体涂层的内聚力。具体的，所述的硅橡胶生胶可以选择甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种。
本发明中，所述的无机纳米晶须选自氧化锌晶须、氧化镁晶须、二氧化钛晶须、碳化硅晶须中的一种或一种以上的组合物。
本发明中，所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯中的一种。
根据本发明，涂料混合物A和涂料混合物B在泡沫铝表面形成的厚度影响其导热能力和高温下挺度的保持能力，作为优选的，所述涂料混合物A在泡沫铝表面形成的厚度为0.5～3mm，涂料混合物B在泡沫铝表面形成的厚度为2～7mm。
以下通过具体的实施例对本发明提供的用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料进行进一步的说明。
实施例1
一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B；
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液(黑马BH-933)46份、聚乙烯(数均分子量20000～100000，熔融指数15g/10min(190℃、2.16kg))42份、石墨粉(粒径为800目)28份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶45份、有机硅树脂20份、氧化锌晶须7份、SEBS 1.3份、过氧化苯甲酰0.3份。
实施例2
一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B；
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液(黑马BH-933)40份、聚乙烯(数均分子量20000～100000，熔融指数5g/10min(190℃、2.16kg))34份、石墨粉(粒径为800目)15份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶30份、有机硅树脂15份、氧化锌晶须4份、SEBS 0.5份、过氧化苯甲酰0.1份。
实施例3
一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B；
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液(黑马BH-933)53份、聚乙烯(数均分子量20000～100000，熔融指数20g/10min(190℃、2.16kg))50份、石墨粉(粒径为800目)35份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶55份、有机硅树脂28份、氧化锌晶须9份、SEBS 2份、过氧化苯甲酰0.5份。
实施例4
一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B；
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液(黑马BH-933)46份、无规聚丙烯(熔融指数10g/10min(190℃、2.16kg))42份、石墨粉(粒径为800目)28份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶45份、有机硅树脂20份、氧化锌晶须7份、SEBS 1.3份、过氧化苯甲酰0.3份。
实施例5
一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B；
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液(黑马BH-933)46份、聚乙烯与无规聚丙烯的共聚物(熔融指数5g/10min(190℃、2.16kg))42份、石墨粉(粒径为800目)28份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶45份、有机硅树脂20份、氧化锌晶须7份、SEBS 1.3份、过氧化苯甲酰0.3份。
实施例6
一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B；
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液(黑马BH-933)46份、聚乙烯(数均分子量20000～100000，熔融指数15g/10min(190℃、2.16kg))42份、石墨粉(粒径为800目)28份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶45份、有机硅树脂20份、氧化镁晶须7份、SEBS 1.3份、过氧化苯甲酰0.3份。
对比例1
本对比例按实施例1的耐火涂料，不同的是，在涂料混合物A中，不含有水溶性聚酯乳液，其余不变；
具体的，所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：聚乙烯(数均分子量20000～100000，熔融指数15g/10min(190℃、2.16kg))42份、石墨粉(粒径为800目)28份。
对比例2
本对比例按实施例1的耐火涂料，不同的是，在涂料混合物B中，不含有氧化锌晶须，其余不变；
具体的，所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶45份、有机硅树脂20份、SEBS 1.3份、过氧化苯甲酰0.3份。
对比例3
本对比例按实施例1的耐火涂料，不同的是，所述的耐火涂料仅含有涂料混合物B，不含有涂料混合物A。
以安徽省一鸣新材料科技有限公司生产的泡沫铝板作为实验对象，所述泡沫铝板的厚度为10mm，宽度为5cm，长度为30cm，密度为0.4g/cm3；
在上述泡沫铝板的一侧涂覆涂料混合物A，待干燥硬化后再涂覆涂料混合物B，得到表面涂覆有耐火涂料的泡沫铝材料。其中，涂料混合物A形成的厚度为2mm，涂料混合物B形成的厚度为4mm。
性能测试：
1、将上述实施例中制备得到的涂覆有耐火涂料的泡沫铝板远离涂层的一面向下，泡沫铝板的一端固定，另一端呈悬伸状态；采用火焰温度为650℃的灯熏烤泡沫铝板，加热半小时，观察泡沫铝板的塌陷程度，并按以下评价标准进行评价：
Lev.0：泡沫铝板的悬伸端部离固定端的水平距离小于10cm；
Lev.1：泡沫铝板的悬伸端部离固定端的水平距离为10～20cm；
Lev.2：泡沫铝板的悬伸端部离固定端的水平距离大于20cm，且小于25cm；
Lev.3：泡沫铝板的悬伸端部离固定端的水平距离为25～30cm。
2、测试上述制备得到的涂覆有耐火涂料的泡沫铝板的导热系数。
将上述测试结果汇总记录到表1中。
表1：
| 高温挺度保持能力 | 导热系数W/(m·k) | |
| 实施例1 | Lev.3 | 1.21 |
| 实施例2 | Lev.3 | 1.19 |
| 实施例3 | Lev.3 | 1.18 |
| 实施例4 | Lev.2 | 1.17 |
| 实施例5 | Lev.2 | 1.19 |
| 实施例6 | Lev.2 | 1.18 |
| 对比例1 | Lev.1 | 0.56 |
| 对比例2 | Lev.1 | 0.65 |
| 对比例3 | Lev.0 | 0.46 |
结合表1的试验数据可以看出，本发明提供的耐火涂料可以显著的提高泡沫铝材料在高温下的挺度保持能力，其具有优异的导热性能，能够将热量快速的传递出去。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，其特征在于：所述的耐火涂料包括涂料混合物A和涂料混合物B，
所述的涂料混合物A包括以下重量份的原料：水溶性聚酯乳液40～53份、聚烯烃热熔胶34～50份、石墨粉15～35份；
所述的涂料混合物B包括以下重量份的原料：硅橡胶生胶30～55份、有机硅树脂15～28份、无机纳米晶须4～9份、SEBS 0.5～2份、引发剂0.1～0.5份；
涂料混合物A和涂料混合物B依次喷涂到泡沫铝表面形成叠合式涂层；
所述的聚烯烃热熔胶为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或至少两种的共聚物；
所述的硅橡胶生胶为分子量在105～106的含有乙烯基的硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，其特征在于：所述石墨粉的粒径为700～850目。
3.根据权利要求1所述的用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，其特征在于：所述的无机纳米晶须选自氧化锌晶须、氧化镁晶须、二氧化钛晶须、碳化硅晶须中的一种或一种以上的组合物。
4.根据权利要求1所述的用于敷于泡沫铝表面的耐火涂料，其特征在于：所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯中的一种。
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