CN110157284A - 透明防火涂料及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供透明防火涂料及其加工方法，涉及建筑保护及防火涂料生产领域，防火涂料中采用大量有机材料，能很好的展示古建筑木质结构的纹路，展示古建筑的美；通过碳酸钙、氧化镁等材料提高阻燃性能，降低导热系数；而防火涂料的加工方法中，通过分别混合主要的有机材料和无机材料，然后混合溶解后加入聚乙烯醇，提高涂料稳定性和均一性。

Description

透明防火涂料及其加工方法
技术领域
本发明涉及建筑保护及防火涂料生产领域，具体涉及透明防火涂料及其加工方法。
背景技术
我国具有悠久的历史文化，古建筑众多，而古建筑的大多数是木质的建筑为主。
木质建筑面临防火的问题，以及白蚁为害；严重威胁古建筑的安全；另外我国的古建筑的木质结构外表大多都涂有涂料，涂料会覆盖木质结构；但是涂料大多都不具有防火阻燃的性能。
因此，现在急需一种具有防火功能的仿古涂料，在保证古建筑木质结构安全的前提下，起到防火的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供透明防火涂料及其加工方法，该涂料具有很好的防火效果，起到保护古建筑木质结构的安全。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本申请的第一方面，提供了一种透明防火涂料，包括氨基树脂6-11重量份、聚乙烯醇5-8重量份、甘油8-12重量份、硅酸乙酯1-2重量份、硝酸银0.5-1重量份、魔芋葡甘露聚糖0.2-0.5重量份、改性碳酸钙2-4重量份、氧化镁1-4份和羧甲基纤维素0.3-0.8重量份。
在实施例中，本申请提供的透明防火涂料中，通过提供聚乙烯醇、硅酸乙酯有机阻燃剂以及氧化镁、改性碳酸钙等无机阻燃剂。而有机阻燃剂的量多与无机阻燃剂的用量，避免无机阻燃剂对涂料防火性能的影响。
本申请的第二方面，提供了一种上述的透明防火涂料的加工方法，包括第一次混合和第二次混合，
第一次混合包括：将魔芋葡甘露聚糖0.2-0.5重量份、羧甲基纤维素0.3-0.8重量份、聚乙烯醇2-3重量份混合，得到混合物A，将混合物A与溶剂混合得到混合物A的溶液；将硅酸乙酯1-2重量份、改性碳酸钙2-4重量份、氧化镁1-4份、甘油8-12重量份和硝酸银0.5-1重量份混合，得到混合物B；
第二次混合包括：将氨基树脂6-11重量份、聚乙烯醇3-5重量份与混合物A的溶液和混合物B混合，得到透明防火涂料。
在实施例中，先将魔芋葡甘露聚糖、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等有机材料混合，得到混合物A，将有机防火材料混合，避免直接与无机材料混合影响有机材料的聚合等。然后混合硅酸乙酯、改性碳酸钙和氧化镁、甘油、硝酸银等无机材料混合，得到混合物B，硅酸乙酯和甘油可以有效的包裹改性碳酸钙、氧化镁和硝酸银的微粒，避免改性碳酸钙、氧化镁和硝酸银的微粒造成涂料表面的粗糙，同时由于改性碳酸钙、氧化镁等本来的导热系数小的材料的存在，能寄到的提高涂料的阻燃性能；由于硝酸银具有杀菌作用，能避免木质古建筑结构被微生物破坏，同时还能避免白蚁的影响，起到保护木质结构的效果。
在前述第二方面的一些实施例中，混合物A的溶液是将混合物A与溶剂混合后，置于40-60℃超声环境下超声20-30min,然后升温至70-75℃搅拌20-25min得到。
在实施例中，混合物A与溶剂混合后，通过超声处理，使得混合物A中的魔芋葡甘露聚糖、羧甲基纤维素、聚乙烯醇在溶剂中均匀分散，使涂料的性能稳定，效果均一。
在前述第二方面的一些实施例中，第一次混合步骤中混合物A和混合物B中均包含有消泡剂0.5-0.9重量份和分散剂0.3-0.4重量份。
在实施例中，使用消泡剂避免在制备或使用的过程中形成气泡影响涂料的使用；使用分散剂有助于有机组分等的分散，形成均匀的涂料保证材料性能的稳定。
在前述第二方面的一些实施例中，消泡剂为二甲基硅油和二甲基亚砜，分散剂为SP-762湿润分散剂。
在实施例中，二甲基硅油和二甲基亚砜作为消泡剂，能很好消除混合过程中产生的气泡，通过二甲基硅油和二甲基亚砜混合作为消泡剂，具备较好的消泡性能。SP-762湿润分散剂能很好的使各个组分均匀分散混合，涂料的分散性。
在前述第二方面的一些实施例中，二甲基硅油和二甲基亚砜的重量比为1:8-10。
在实施例中，二甲基硅油具有优异的憎水防潮性、良好的透光性、化学稳定性，既能作为消泡剂，还能起到稳定涂料性能的作用。二甲基亚砜使用量较多，而二甲基亚砜是一种即溶于水又溶于有机溶剂的极为重要的非质子极性溶剂，也是一种渗透性保护剂，能够降低细胞冰点，减少冰晶的形成；同时作为防冻剂，避免涂料在低温下形成结晶而影响涂料的性能。
在前述第二方面的一些实施例中，溶剂为水或短链醇中的至少一种，所述混合物A与溶剂的重量比为1:2-3。
在实施例中，水或者短链醇能起到较好的溶解涂料原料组分的作用，过量的溶剂，方便完全溶解原料，形成均匀的介质。
在前述第二方面的一些实施例中，二次混合时，先将氨基树脂100重量份、混合物A的溶液和混合物B均匀混合后，再向其中加入聚乙烯醇。
在实施例中，将氨基树脂6-11重量份、混合物A的溶液和混合物B均匀混合，形成稳定的浆料的时候，加入聚乙烯醇，继续混合，聚乙烯醇起到粘合剂的作用，同时还能帮助形成成膜性能，提高的涂料的效果。
在前述第二方面的一些实施例中，二次混合的温度为60-70摄氏度，保温时间为35-40min。
在实施例中，提高混合温度，加剧分子运动速度，提高分子交联的速度和效率。
在前述第二方面的一些实施例中，第二次混合步骤中还向混合物中加入有加强阻燃剂4-11重量份，所述加强阻燃剂包括磷酸酯1-3重量份、磷酸胍1-4重量份和硼酸锆2-4重量份。
在实施例中，通过进一步的加入阻燃剂，能更好的保护古建筑的木质结构，保护木质结构免受火灾的威胁。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
本申请提供透明防火涂料及其加工方法，防火涂料中采用大量有机材料，能很好的展示古建筑木质结构的纹路，展示古建筑的美；通过碳酸钙、氧化镁等材料提高阻燃性能，降低导热系数；而防火涂料的加工方法中，通过分别混合主要的有机材料和无机材料，然后混合溶解后加入聚乙烯醇，提高涂料稳定性和均一性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明对比例提供的涂料隔热实验的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供一种透明防火涂料，透明防火涂料有涂料原料制成，涂料原料包括氨基树脂6kg、聚乙烯醇5kg、甘油8kg、硅酸乙酯1kg、硝酸银0.5kg、魔芋葡甘露聚糖0.2kg、改性碳酸钙2kg、氧化镁1kg和羧甲基纤维素0.3kg。
本实施例还提提供一种透明防火涂料的加工方法，包括以下步骤：
1.1将二甲基硅油和二甲基亚砜的重量比为1:8混合得到消泡剂0.9kg、SP-762分散剂0.3kg、魔芋葡甘露聚糖0.2kg、聚乙烯醇2kg和羧甲基纤维素0.3kg混合，得到混合物A；
1.2将二甲基硅油和二甲基亚砜的重量比为1:8混合得到的消泡剂0.9kg、SP-762分散剂0.3kg、硅酸乙酯1kg、改性碳酸钙2kg、氧化镁1kg、甘油8kg和硝酸银0.5kg混合，得到混合物B；
1.3将混合物A与溶剂水按照1:2的比例混合，在40℃条件下超声处理30min；
1.4升温至70℃搅拌25min，得到混合物A的溶液；
1.5将6kg的氨基树脂、3kg的聚乙烯醇与混合物A的溶液以及混合物B，同时加入由磷酸酯1kg、磷酸胍1kg和硼酸锆2kg制备得到的加强阻燃剂，在60℃条件下混合保温40min，得到透明防火涂料。
实施例2：
本实施例提供一种透明防火涂料，透明防火涂料有涂料原料制成，涂料原料包括氨基树脂11kg、聚乙烯醇8kg、甘油12kg、硅酸乙酯2kg、硝酸银1kg、魔芋葡甘露聚糖0.5kg、改性碳酸钙4kg、氧化镁4kg和羧甲基纤维素0.8kg。
本实施例还提提供一种透明防火涂料的加工方法，包括以下步骤：
1.1将二甲基硅油和二甲基亚砜的重量比为1:10混合得到消泡剂0.55kg、SP-762分散剂0.4kg、魔芋葡甘露聚糖0.5kg、聚乙烯醇5kg和羧甲基纤维素0.8kg混合，得到混合物A；
1.2将二甲基硅油和二甲基亚砜的重量比为1:9混合得到的消泡剂0.5kg、SP-762分散剂0.3kg、硅酸乙酯2kg、改性碳酸钙4kg、氧化镁4kg、甘油12kg和硝酸银1kg混合，得到混合物B；
1.3将混合物A与溶剂乙醇按照1:3的比例混合，在60℃条件下超声处理20min；
1.4升温至75℃搅拌20min，得到混合物A的溶液；
1.5将11kg的氨基树脂、5kg的聚乙烯醇与混合物A的溶液以及混合物B，同时加入由磷酸酯3kg、磷酸胍4kg和硼酸锆4kg制备得到的加强阻燃剂，在70℃条件下混合保温35min，得到透明防火涂料。
实施例3：
本实施例提供一种透明防火涂料，透明防火涂料有涂料原料制成，涂料原料包括氨基树脂8kg、聚乙烯醇7kg、甘油10kg、硅酸乙酯1kg、硝酸银0.7kg、魔芋葡甘露聚糖0.3kg、改性碳酸钙3kg、氧化镁2kg和羧甲基纤维素0.5kg。
本实施例还提提供一种透明防火涂料的加工方法，包括以下步骤：
1.1将二甲基硅油和二甲基亚砜的重量比为1:9混合得到消泡剂0.7kg、SP-762分散剂0.3kg、魔芋葡甘露聚糖0.5kg、聚乙烯醇3kg和羧甲基纤维素0.8kg混合，得到混合物A；
1.2将二甲基硅油和二甲基亚砜的重量比为1:9混合得到的消泡剂0.6kg、SP-762分散剂0.4kg、硅酸乙酯1kg、改性碳酸钙3kg、氧化镁2kg、甘油10kg和硝酸银0.7kg混合，得到混合物B；
1.3将混合物A与溶剂乙醇按照1:3的比例混合，在50℃条件下超声处理25min；
1.4升温至70℃搅拌20min，得到混合物A的溶液；
1.5将8kg的氨基树脂、4kg的聚乙烯醇与混合物A的溶液以及混合物B，同时加入由磷酸酯2kg、磷酸胍2kg和硼酸锆3kg制备得到的加强阻燃剂，在65℃条件下混合保温40min，得到透明防火涂料。
对比例
本对比例中，对实施例1-3提供的透明防火涂料的隔热防火性能进行检查和验证。
选择市售的3中普通涂料(分别命名为对比例1、对比例2和对比例3)和本申请实施例中制备的涂料(分别命名为实验例1、实验例2和实验例3)。
本对比例制作一个长宽高均为80cm，水泥层厚度为2cm的水泥空腔，用厚度为2cm的木板两侧分别喷涂一层2mm厚的涂料，放在水泥腔中间，在水泥腔的一侧距离涂料版30cm的地方平行放置一排红外加热器，从20℃开始以500W的功率加热，每10min记录一次涂料板另外一侧的温度。根据涂料板另外一侧的温度变化，表征涂料的隔热性能。
结果如表1和图1所示(单位/℃)。
表1涂料防火隔热实验
实验 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 70min 80min
实验例1 20 20.3 21.3 23.4 25.6 28.9 31.5 33.8 36.7
实验例2 20 20.5 21.5 23.8 26.4 28.5 30.7 34.1 37.5
实验例3 20 20.5 21.6 23.7 26.9 29.2 31.1 34.7 36.2
对比例1 20 21.7 24.7 28.7 32.9 40.4 45.9 52.6 60.4
对比例2 20 22.1 25.1 29.5 35.8 41.6 48.6 53.9 62.9
对比例3 20 22.2 25.3 29.9 34.7 42.3 50.5 55.4 63.4
从表1和图1可看出，本申请提供的加工方法制备的防火涂料隔热性能明显优于市售的涂料，在加热10min后，本申请提供的涂料温度上升缓慢，隔热性能较好。且本申请提供的三种涂料之间温度差异变化不大，从图中可以看出，较难进行区分，而对比例中的三种涂料温度变化差异明显。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种透明防火涂料，其特征在于，包括氨基树脂6-11重量份、聚乙烯醇5-8重量份、甘油8-12重量份、硅酸乙酯1-2重量份、硝酸银0.5-1重量份、魔芋葡甘露聚糖0.2-0.5重量份、改性碳酸钙2-4重量份、氧化镁1-4份和羧甲基纤维素0.3-0.8重量份。
2.一种权利要求1所述的透明防火涂料的加工方法，其特征在于，包括第一次混合和第二次混合，
所述第一次混合包括：将魔芋葡甘露聚糖0.2-0.5重量份、羧甲基纤维素0.3-0.8重量份、聚乙烯醇2-3重量份混合，得到混合物A，将混合物A与溶剂混合得到混合物A的溶液；将硅酸乙酯1-2重量份、改性碳酸钙2-4重量份、氧化镁1-4份、甘油8-12重量份和硝酸银0.5-1重量份混合，得到混合物B；
所述第二次混合包括：将氨基树脂6-11重量份、聚乙烯醇3-5重量份与所述混合物A的溶液和混合物B混合，得到透明防火涂料。
3.根据权利要求2所述的透明防火涂料的加工方法，其特征在于，所述混合物A的溶液是将混合物A与溶剂混合后，置于40-60℃超声环境下超声20-30min,然后升温至70-75℃搅拌20-25min得到。
4.根据权利要求2所述的透明防火涂料，其特征在于，所述第一次混合步骤中混合物A和混合物B中均包含有消泡剂0.5-0.9重量份和分散剂0.3-0.4重量份。
5.根据权利要求4所述的透明防火涂料，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油和二甲基亚砜，分散剂为SP-762湿润分散剂。
6.根据权利要求5所述的透明防火涂料，其特征在于，所述二甲基硅油和二甲基亚砜的重量比为1:8-10。
7.根据权利要求2所述的透明防火涂料的加工方法，其特征在于，所述溶剂为水或短链醇中的至少一种，所述混合物A与溶剂的重量比为1:2-3。
8.根据权利要求2所述的透明防火涂料的加工方法，其特征在于，所述二次混合时，先将氨基树脂6-11重量份、混合物A的溶液和混合物B均匀混合后，再向其中加入聚乙烯醇。
9.根据权利要求2所述的透明防火涂料的加工方法，其特征在于，所述二次混合的温度为60-70摄氏度，保温时间为35-40min。
10.根据权利要求2所述的透明防火涂料的加工方法，其特征在于，所述第二次混合步骤中还向混合物中加入有加强阻燃剂4-11重量份，所述加强阻燃剂包括磷酸酯1-3重量份、磷酸胍1-4重量份和硼酸锆2-4重量份。
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