CN109456630A

CN109456630A - 特殊功能的纳米阻燃防火涂料

Info

Publication number: CN109456630A
Application number: CN201811382453.XA
Authority: CN
Inventors: 成钢; 成进学
Original assignee: Nantong Snakes Treating Institute
Current assignee: Nantong Snakes Treating Institute
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2019-03-12

Abstract

本发明公开了一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，是属于表面涂料特殊功能性修饰的纳米阻燃防火涂料配制生产技术领域。由所述纳米二氧化钛TiO₂、高岭土阻燃透明隔热涂料，纳米二氧化钛有机膨润土阻燃防火表面功能修饰涂料，纳米二氧化钛TiO₂膨胀珍珠岩阻燃防光催化抗静电涂料组成。利用纳米二氧化钛、氮化硅、高岭土、有机膨润土、珍珠岩、纳米氧化铟锡等复合材料应用于涂料领域，可改进涂料的物理机械性能，防腐、电学、光学、透明与隔热、阻燃、防火、抗菌、杀虫、防紫外线、屏蔽远红外辐射等多种特殊功能，使我国涂料行业达到先进发达国家水准。

Description

特殊功能的纳米阻燃防火涂料

技术领域：

本发明公开了一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，是属于表面涂料特殊功能性修饰的纳米阻燃防火涂料配制生产技术领域。

背景技术：

纳米科学技术是一门以1—100nm尺度微粒为研究对象的前沿科学技术，也是21世纪的一门关键技术。

纳米尺度的微粒（或相）组成的纳米材料具有小尺寸、表面与界面、量子尺寸、宏观量隧道等新奇的效应，为物理学、化学、机械学、材料学、生物学、仿生学等学科的交叉发展提供了新的机遇。纳米复合材料技术应用于涂料领域可以改进涂料的许多性能，如物理机械性能、防腐性能、电学性能、光学性能、阻燃性、防霉灭菌性、耐磨性能、耐候性能等。早在20世纪八九十年代，美国、日本、西欧等国就积极开展纳米材料在建筑涂料、工业涂料、特种功能性涂料等领域应用的研究，已陆续有许多纳米改性涂料的产品实现了产业化、商品化。

我国开展纳米材料改性涂料的始发于20世纪末，比国外晚起步10多年，尽管时间短，也取得了可喜的成绩。将纳米材料或纳米结构组分引入有机涂料中，实现有机/无机相的复合（杂化），综合有机聚合物和无机结构组分二者的优点，使涂料性能得到明显改进，将纳米金属及其氧化物引入涂料能赋予涂料特殊功能，在改性功能性涂料中纳米材料更有用武之地。

随着纳米TiO₂含量的增加，耐火极限降低。这是因为纳米粒子在通过增加分子间作用力来增强炭质层强度的同时，过多地添加却抑制了涂层的膨胀，使得炭质层气孔大小不均匀，炭质层密度增大，热导率相应增加，从而缩短了钢结构的耐火极限。

又如将纳米氧化铟锡（ITO）等具有很高的屏蔽红外辐射的能力和良好的可见光透过率，引入涂料中解决了“透明与隔热”的矛盾，使纳米透明隔热涂料在建筑物大面积窗口及透明顶棚、汽车窗口等大量使用玻璃的场合得到了应用，正在全国范围内推广。

纳米二氧化钛和金属银既具有抗菌作用，又能屏蔽紫外线辐射，提高了涂料的耐候性，扩大了抗菌涂料的应用范围，使该涂料达到了工业化应用的水准。纳米金属氧化物引入防火涂料中可以使超薄型钢结构阻燃与防火的时间大为延长，达到工业化应用的程度。

累托土与蒙脱土插层的纳米复合材料改性建筑涂料与环氧防腐涂料的性能明显提高。前者接近工业化应用，后者虽是实验室成果，也为插层改性提供了有益的启迪作用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料。

本发明的技术解决方案是：

1、一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述高岭土纳米阻燃防火透明隔热涂料，按下列质量配比组成%

纳米二氧化钛TiO₂ 0.2—0.6；三聚磷酸铝 2—6；

纳米氮化硅 0.2—0.6；水玻璃 2—6；

高岭土 1—3；膨胀珍珠岩 3—9；

硅酸铝纤维 1—3；粉煤灰玻璃微珠 2—6；

氢氧化铝 5—15；云母粉 1—3；

氢氧化镁 5—15；纳米氧化铟锡 1—3；

聚醋酸乙烯醋乳液 2—6；高强度等级水泥加至100。

制备方法：

（1）A组分：按配比将高强度等级水泥、三聚磷酸铝、水玻璃、膨胀珍珠岩、纳米二氧化钛TiO₂、纳米氧化硅岩、粉煤灰玻璃微珠、云母粉、高岭土、硅酸铝纤维、氢氧化铝、氢氧化镁、纳米氧化铟锡依次加入搅拌机中均质研磨机进行纳米化处理，制成纳米液，混合均匀，包装。

（2）B组分：按配比将聚合物纳米乳液独立包装。使用时将A组分用少量水浸润后，加入B组分充分搅拌、分散即可。

2、一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述纳米二氧化钛有机膨润土阻燃防火表面功能修饰涂料，按下列质量配比组成%

纳米二氧化钛 0.1—0.3；有机膨润土 0.2—0.6；

氮基硅烷 0.1—0.3；改性氨基树脂 10—30；

纳米氮化硅 0.2—0.6；氯化橡胶 3—9；

碳纳米管 0.3—0.9；粉煤灰玻璃微珠 2—6；

磷酸三丁酯 1—3；云母粉 1—3；

溶剂汽油加至100。

制备方法：

（1）按配比将复合纳米材料置于带高速分散、高压雾化、减压装置的密闭容器中，再将纳米材料表面改性剂溶于溶剂汽油中，通过高压雾化装置分批进入密闭容器中，高速分散60min后，静置，减压抽除溶剂汽油，得改性的复合纳米材料。

（2）按配比将溶剂汽油、流变剂加入高速分散剂中，高速分散20—30min。

（3）分批加入复合聚合物基料和增塑剂，待充分溶解、分散后，将物料转移至超声波分散器中。

（4）缓慢加入改性的复合纳米材料，超声波振荡后，出料、包装。

产品应用：

具有表面功能性修饰的纳米涂料涂饰于防火涂料上。

产品特性：

（1）遇高温时，复合纳米材料逐步烧结，产生晶体结构变化及贮能性能，消耗大量能量，延缓了隧道防火涂料的温升，进一步阻止了隧道钢筋混凝土砌体的温升。

（2）纳米材料分布在聚合物涂膜中时，对涂层起到增强、增韧作用，显著提高涂层的力学性能。

（3）纳米涂层与隧道防火涂料表面产生强大而持久的界面作用力，提高粘接强度。

（4）纳米材料在一定能量作用下，产生自由电子空穴对，使空气中的氧活化，产生自由基，当汽车尾气等有机污染物吸附于其表面时，就会与自由电子或空穴结合，发生氧化还原反应，达到减少污染的目的。

3、一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述纳米TiO2阻燃防火光催化抗静电涂料，按下列质量份配比组成%

纳米TiO₂光催化抗菌剂 0.2—0.6；十二烷基苯磺酸钠 0.2—0.6；

岩棉 0.2—0.6；偶联剂 0.2—0.6；

膨胀珍珠岩 0.5—1.5；硬脂酸钙 0.1—0.3；

邻苯二甲酸二丁酯 0.2—0.6；十溴联苯醚 2—6；

乙醇 0.2—0.6；三氧化二锑 0.5—1.5；

环氧树脂 1—3；抗氧剂1098 0.4—1.2；

铁粉 0.3—0.9；抗氧剂168 0.4—1.2；

乙炔炭黑 0.3—0.9；乙二胺 0.4—1.2；

鳞片石墨 0.3—0.9；磷酸 2—6；

水加至100。

制备方法：

（1）将邻苯二甲酸二丁酯和乙醇加入环氧树脂中，搅拌均匀，形成溶液。将十二烷基苯磺酸钠溶于水中，将岩棉放入十二烷基苯磺酸钠溶液中浸泡30min，即为A液。

（2）在铁粉、岩棉、膨胀珍珠岩、鳞片石墨和乙炔炭黑中加入偶联剂和硬脂酸钙，搅拌均匀后，加入A溶液。

（3）在十溴联苯醚、纳米TiO₂光催化抗菌和三氧化二锑中加入抗氧剂，搅拌均匀后，加入B溶液。

（4）将乙二胺加所述的C液搅拌均匀，再进行纳米化研磨，即得本品。

产品特性：本涂料具有良好的吸附力，并同时能满足阻燃、防火和抗静电效果互不干扰，具有保温、隔热、吸声、抗菌、杀菌、消毒、防腐、防辐射等功能；生产工艺简便，常温常压下直接物理复配即可；性能优；应用范围广；配方中纳米TiO₂光催化抗菌剂，所述TiO₂是目前最常见的光催化型抗菌剂，尤其是锐钛型TiO₂。该材料毒性低，对人体安全，对皮肤无刺激。抗菌能力强，抗菌谱广，具有即效抗菌效果，如银系抗菌剂的效果发挥需要24h左右，TiO₂抗菌作用发挥仅需1h左右。TiO₂抗菌作用发挥是通过催化作用进行的，本身并不像其他抗菌剂会随着抗菌剂使用逐渐消耗而效果慢慢下降，所以光催化剂型抗菌剂具有持久的抗菌性能。光催化型抗菌剂无毒、无特殊气味、无刺激性，本身为白色，而且颜色稳定性好，高温下不变色、不分解，价格低廉，资源丰富，因此光催化型抗菌剂也成为抗菌材料，应用涂料生产的实用研究热点之一。

下面结合具体实施方法对本发明作进一步阐明

具体实施方法：

实施例1：一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述高岭土纳米阻燃防火透明隔热涂料，按下列质量配比组成%

纳米二氧化钛TiO₂ 0.2—0.6；三聚磷酸铝 2—6；

纳米氮化硅 0.2—0.6；水玻璃 2—6；

高岭土 1—3；膨胀珍珠岩 3—9；

硅酸铝纤维 1—3；粉煤灰玻璃微珠 2—6；

氢氧化铝 5—15；云母粉 1—3；

氢氧化镁 5—15；纳米氧化铟锡 1—3；

聚醋酸乙烯醋乳液 2—6；高强度等级水泥加至100。

实施例2：一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述纳米二氧化钛有机膨润土阻燃防火表面功能修饰涂料，按下列质量配比组成%

纳米二氧化钛 0.1—0.3；有机膨润土 0.2—0.6；

氮基硅烷 0.1—0.3；改性氨基树脂 10—30；

纳米氮化硅 0.2—0.6；氯化橡胶 3—9；

碳纳米管 0.3—0.9；粉煤灰玻璃微珠 2—6；

磷酸三丁酯 1—3；云母粉 1—3；

溶剂汽油加至100。

实施例3：一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述纳米TiO2阻燃防火光催化抗静电涂料，按下列质量份配比组成%

岩棉 0.2—0.6；偶联剂 0.2—0.6；

膨胀珍珠岩 0.5—1.5；硬脂酸钙 0.1—0.3；

邻苯二甲酸二丁酯 0.2—0.6；十溴联苯醚 2—6；

乙醇 0.2—0.6；三氧化二锑 0.5—1.5；

环氧树脂 1—3；抗氧剂1098 0.4—1.2；

铁粉 0.3—0.9；抗氧剂168 0.4—1.2；

乙炔炭黑 0.3—0.9；乙二胺 0.4—1.2；

鳞片石墨 0.3—0.9；磷酸 2—6；

水加至100。

Claims

1.一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述高岭土纳米阻燃防火透明隔热涂料，按下列质量配比组成%

纳米二氧化钛TiO₂ 0.2—0.6；三聚磷酸铝 2—6；

纳米氮化硅 0.2—0.6；水玻璃 2—6；

高岭土 1—3；膨胀珍珠岩 3—9；

硅酸铝纤维 1—3；粉煤灰玻璃微珠 2—6；

氢氧化铝 5—15；云母粉 1—3；

氢氧化镁 5—15；纳米氧化铟锡 1—3；

聚醋酸乙烯醋乳液 2—6；高强度等级水泥加至100。

2.一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述纳米二氧化钛有机膨润土阻燃防火表面功能修饰涂料，按下列质量配比组成%

纳米二氧化钛 0.1—0.3；有机膨润土 0.2—0.6；

氮基硅烷 0.1—0.3；改性氨基树脂 10—30；

纳米氮化硅 0.2—0.6；氯化橡胶 3—9；

碳纳米管 0.3—0.9；粉煤灰玻璃微珠 2—6；

磷酸三丁酯 1—3；云母粉 1—3；

溶剂汽油加至100。

3.一种特殊功能的纳米阻燃防火涂料，其特征是：所述纳米TiO2阻燃防火光催化抗静电涂料，按下列质量份配比组成%

岩棉 0.2—0.6；偶联剂 0.2—0.6；

膨胀珍珠岩 0.5—1.5；硬脂酸钙 0.1—0.3；

邻苯二甲酸二丁酯 0.2—0.6；十溴联苯醚 2—6；

乙醇 0.2—0.6；三氧化二锑 0.5—1.5；

环氧树脂 1—3；抗氧剂1098 0.4—1.2；

铁粉 0.3—0.9；抗氧剂168 0.4—1.2；

乙炔炭黑 0.3—0.9；乙二胺 0.4—1.2；

鳞片石墨 0.3—0.9；磷酸 2—6；

水加至100。