CN110294991A - 一种防火门窗型材用防火涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了防火涂料技术领域的一种防火门窗型材用防火涂料及其制备方法包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺、基质树脂、混合乳液、发泡剂、增稠剂、流平剂、分散剂、防锈剂、填料，基质树脂由环氧树脂和份苯丙树脂按质量比2:1混合而成，混合乳液由丙烯酸乳液、硅丙乳液和聚醋酸乳液按质量比1:1:1混合而成，发泡剂为偶氮二甲酰胺，除锈剂由聚乙二醇二油酸酯、石油磺酸钠、酰胺咪唑啉和环烷酸碱土金属盐按质量比2:1:1:2混合而成，延长了涂料的存放时间，改善了防火性能，具有附着力强、成膜性能好、燃烧膨胀优、碳层硬度高和防锈效果显著的特点，提高炭化层的膨胀率。

Description

一种防火门窗型材用防火涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防火涂料技术领域，具体为一种防火门窗型材用防火涂料及其制备方法。

背景技术

随着建筑的高层化、集群化、工业大型化的发展和有机合成材料的广泛应用，预防火灾的要求越来越高，并且也越来越引起人们的重视，此外，不少工业生产是在火焰或高温下进行的，防火工作不仅防止火灾的需要，同时也是工业生产和科学技术发展本身的需要，防火涂料就是在这种需求的基础上发展起来的。防火涂料具有一般涂料所共有的装饰性能和保护性能，还有两种特殊性能，其一是涂层本身具有不燃性或难燃性，即能防止被火焰点燃；其二是能阻止燃烧或燃烧的拓展有延滞作用，即在一定时间内阻止燃烧和一直燃烧的扩展，从而使人们有充分时间进行灭火。

门窗防火涂料主要用于涂覆于门窗表面，在遇火时涂膜本身难燃或不燃，对基底具有较好的保护作用，为灭火和人员撤离赢得了宝贵的时间，因此对它的研究和应用越来越成为建筑领域的热点。我国门窗防火阻燃涂料的研究起步晚，目前的防火涂料主要有两种，一种是采用难燃的有机聚合物为基料，另外一种则是在涂料添加阻燃剂，具有代表性的卤系、磷系防火涂料处于不断发展中，但卤系中一些溴类防火涂料因环保问题一直备受争议。而对于无机防火涂料虽然能经得住高温的烘烤，但其存在附着较差，强度低，涂膜较脆等缺陷。

在目前防火涂料实验中，发现在防火涂料前期，基料的软化熔融温度低于防火助剂的分解温度，目前炭化层的炭质层过于分散，使得炭化层的膨胀率较低，使得在防火过程中，没有大量的气体产生，涂层发生软化而不能发泡，使得涂层由于受热而分解，降低了涂料的膨胀前期的防火性能，而且现有技术制备的防火涂料，只能适用于钢材或者塑料等单独的材料上防火，适用范围小，并且原材料成本较高，制备方法复杂，不适合推广生产。

基于此，本发明设计了一种防火门窗型材用防火涂料及其制备方法，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防火门窗型材用防火涂料及其制备方法，延长了涂料的存放时间，改善了防火性能，具有附着力强、成膜性能好、燃烧膨胀优、碳层硬度高和防锈效果显著的特点，提高炭化层的膨胀率，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防火门窗型材用防火涂料，包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵6-12份、双季戊四醇5-9份、三聚氰胺5-9份、基质树脂28-36份、混合乳液20-26、发泡剂3-5份、增稠剂6-8份、流平剂1-3份、分散剂2-4份、防锈剂3-7份、填料30-40份。

优选的，所述涂料聚磷酸铵6份、双季戊四醇5份、三聚氰胺5份、基质树脂28份、混合乳液20、发泡剂3份、增稠剂6份、流平剂1份、分散剂2份、防锈剂3份、填料30份。

优选的，所述涂料包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵9份、双季戊四醇7份、三聚氰胺7份、基质树脂32份、混合乳液23、发泡剂4份、增稠剂7份、流平剂2份、分散剂3份、防锈剂5份、填料35份。

优选的，所述涂料包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵12份、双季戊四醇9份、三聚氰胺9份、基质树脂36份、混合乳液26、发泡剂5份、增稠剂8份、流平3份、分散剂4份、防锈剂7份、填料40份。

优选的，所述基质树脂由环氧树脂和份苯丙树脂按质量比2:1混合而成。

优选的，所述混合乳液由丙烯酸乳液、硅丙乳液和聚醋酸乳液按质量比1:1:1混合而成。

优选的，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。

优选的，所述除锈剂由聚乙二醇二油酸酯、石油磺酸钠、酰胺咪唑啉和环烷酸碱土金属盐按质量比2:1:1:2混合而成。

优选的，所述填料为氯化石蜡、珍珠岩粉、钛白粉、水玻璃、200号溶剂汽油、乳化硅油和硬脂酸铝其中的一种或者两种以上。

一种防火门窗型材用防火涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将基料树脂加到搅拌釜中，在150-180℃温度条件下搅拌1-2小时，搅拌后移入球磨机中球磨2-3小时；

S2：将聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺填入到搅拌釜中搅拌0.5-1小时，搅拌后移入球磨机中球磨1-2小时，球磨机的转速为150-200r/min；

S3：将步骤S1中制得的混合物加到装有混合乳液的高速分散机中，以300-500r/min的转速搅拌10-15min，将转速调整到500-800r/min，搅拌的同时加入步骤S2制得的混合物，搅拌15-20min，再将转速提高到800-1000r/min，搅拌的同时然后再加入填料、发泡剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、分散剂、防锈剂，搅拌20-30min；

S4：将步骤3得到的混合物移入100-120℃反应釜中反应2-4小时，然后将混合物冷却至室温，移入砂磨机中砂磨，在转速2500-3000r/min的条件下高速砂磨1-2小时，在超声下分散处理12-15min，即可得到成品；

S5：将最终得到的成品包装入库。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、基质树脂由环氧树脂和份苯丙树脂按质量比混合而成，经加热、研磨处理，使得环氧树脂和份苯丙树脂交联程度大大增加，延长了涂料的存放时间和改善了防火性能；

2、混合乳液由丙烯酸乳液、硅丙乳液和聚醋酸乳液按质量比混合而成，多种乳液的混合使得附着力极好、膨胀速度较慢、持续时间长、膨胀倍率高，并且炭化物多，泡孔均匀，膨胀层致密而硬度高，使得制备的成品的防火效果好。

3、填料为氯化石蜡、珍珠岩粉、钛白粉、水玻璃、200号溶剂汽油、乳化硅油和硬脂酸铝其中的一种或者两种以上，良好的化学稳定性，具有抗风化效果，具有附着力强、成膜性能好、燃烧膨胀优、碳层硬度高的特点。

4、采用聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺和防锈剂，成本低，达到的阻燃效果也较为优异且防锈效果显著、时间持久。

5、增加泡剂偶氮二甲酰胺，通过氮气的释放而发泡，实现防火涂料的无卤化，满足环保型水性防火涂料的要求，可以提高炭化层的膨胀率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明防火涂料与比较例性能对比表图。

具体实施方式

对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种防火门窗型材用防火涂料，包括如下重量份数的组分：所述涂料聚磷酸铵6份、双季戊四醇5份、三聚氰胺5份、基质树脂28份、混合乳液20、发泡剂3份、增稠剂6份、流平剂1份、分散剂2份、防锈剂3份、填料30份。

其中，所述基质树脂由环氧树脂和份苯丙树脂按质量比2:1混合而成。

其中，所述混合乳液由丙烯酸乳液、硅丙乳液和聚醋酸乳液按质量比1:1:1混合而成。

其中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。

其中，所述除锈剂由聚乙二醇二油酸酯、石油磺酸钠、酰胺咪唑啉和环烷酸碱土金属盐按质量比2:1:1:2混合而成。

其中，所述填料为氯化石蜡、珍珠岩粉、钛白粉、水玻璃、200号溶剂汽油、乳化硅油和硬脂酸铝其中的一种或者两种以上。

一种防火门窗型材用防火涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将基料树脂加到搅拌釜中，在150℃温度条件下搅拌1小时，搅拌后移入球磨机中球磨2小时；

S2：将聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺填入到搅拌釜中搅拌0.5小时，搅拌后移入球磨机中球磨1小时，球磨机的转速为150r/min；

S3：将步骤S1中制得的混合物加到装有混合乳液的高速分散机中，以300r/min的转速搅拌10min，将转速调整到500r/min，搅拌的同时加入步骤S2制得的混合物，搅拌15min，再将转速提高到800r/min，搅拌的同时然后再加入填料、发泡剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、分散剂、防锈剂，搅拌20min；

S4：将步骤3得到的混合物移入100-120℃反应釜中反应2小时，然后将混合物冷却至室温，移入砂磨机中砂磨，在转速2500r/min的条件下高速砂磨1小时，在超声下分散处理12min，即可得到成品；

S5：将最终得到的成品包装入库。

实施例二

一种防火门窗型材用防火涂料，包括如下重量份数的组分：所述涂料包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵9份、双季戊四醇7份、三聚氰胺7份、基质树脂32份、混合乳液23、发泡剂4份、增稠剂7份、流平剂2份、分散剂3份、防锈剂5份、填料35份。

其中，所述基质树脂由环氧树脂和份苯丙树脂按质量比2:1混合而成。

其中，所述混合乳液由丙烯酸乳液、硅丙乳液和聚醋酸乳液按质量比1:1:1混合而成。

其中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。

其中，所述除锈剂由聚乙二醇二油酸酯、石油磺酸钠、酰胺咪唑啉和环烷酸碱土金属盐按质量比2:1:1:2混合而成。

其中，所述填料为氯化石蜡、珍珠岩粉、钛白粉、水玻璃、200号溶剂汽油、乳化硅油和硬脂酸铝其中的一种或者两种以上。

一种防火门窗型材用防火涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将基料树脂加到搅拌釜中，在160℃温度条件下搅拌1.5小时，搅拌后移入球磨机中球磨2.5小时；

S2：将聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺填入到搅拌釜中搅拌0.8小时，搅拌后移入球磨机中球磨1.5小时，球磨机的转速为175r/min；

S3：将步骤S1中制得的混合物加到装有混合乳液的高速分散机中，以400r/min的转速搅拌12.5min，将转速调整到650r/min，搅拌的同时加入步骤S2制得的混合物，搅拌17.5min，再将转速提高到900r/min，搅拌的同时然后再加入填料、发泡剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、分散剂、防锈剂，搅拌25min；

S4：将步骤3得到的混合物移入110℃反应釜中反应23小时，然后将混合物冷却至室温，移入砂磨机中砂磨，在转速2750r/min的条件下高速砂磨1.5小时，在超声下分散处理13.5min，即可得到成品；

S5：将最终得到的成品包装入库。

实施例三

一种防火门窗型材用防火涂料，包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵12份、双季戊四醇9份、三聚氰胺9份、基质树脂36份、混合乳液26、发泡剂5份、增稠剂8份、流平3份、分散剂4份、防锈剂7份、填料40份。

其中，所述基质树脂由环氧树脂和份苯丙树脂按质量比2:1混合而成。

其中，所述混合乳液由丙烯酸乳液、硅丙乳液和聚醋酸乳液按质量比1:1:1混合而成。

其中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。

其中，所述除锈剂由聚乙二醇二油酸酯、石油磺酸钠、酰胺咪唑啉和环烷酸碱土金属盐按质量比2:1:1:2混合而成。

其中，所述填料为氯化石蜡、珍珠岩粉、钛白粉、水玻璃、200号溶剂汽油、乳化硅油和硬脂酸铝其中的一种或者两种以上。

一种防火门窗型材用防火涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将基料树脂加到搅拌釜中，在180℃温度条件下搅拌2小时，搅拌后移入球磨机中球磨3小时；

S2：将聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺填入到搅拌釜中搅拌1小时，搅拌后移入球磨机中球磨2小时，球磨机的转速为200r/min；

S3：将步骤S1中制得的混合物加到装有混合乳液的高速分散机中，以500r/min的转速搅拌15min，将转速调整到800r/min，搅拌的同时加入步骤S2制得的混合物，搅拌20min，再将转速提高到1000r/min，搅拌的同时然后再加入填料、发泡剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、分散剂、防锈剂，搅拌30min；

S4：将步骤3得到的混合物移入120℃反应釜中反应4小时，然后将混合物冷却至室温，移入砂磨机中砂磨，在转速3000r/min的条件下高速砂磨2小时，在超声下分散处理15min，即可得到成品；

S5：将最终得到的成品包装入库。

采用现有技术中的门窗用防火涂料进行检测，如图1所示的本发明防火涂料与比较例性能对比表图可知。

检测以上实施例和对比例制备的成品，根据所得的实验数据，可以得出，本发明的制备方法制备的成品的各项性能显著优异于现有技术中的普通产品，并且在本发明的实施例二中优选的制备方案，其得到的成品性能最为优异。

基质树脂由环氧树脂和份苯丙树脂按质量比混合而成，经加热、研磨处理，使得环氧树脂和份苯丙树脂交联程度大大增加，延长了涂料的存放时间和改善了防火性能；

混合乳液由丙烯酸乳液、硅丙乳液和聚醋酸乳液按质量比混合而成，多种乳液的混合使得附着力极好、膨胀速度较慢、持续时间长、膨胀倍率高，并且炭化物多，泡孔均匀，膨胀层致密而硬度高，使得制备的成品的防火效果好。

填料为氯化石蜡、珍珠岩粉、钛白粉、水玻璃、200号溶剂汽油、乳化硅油和硬脂酸铝其中的一种或者两种以上，良好的化学稳定性，具有抗风化效果，具有附着力强、成膜性能好、燃烧膨胀优、碳层硬度高的特点。

采用聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺和防锈剂，成本低，达到的阻燃效果也较为优异且防锈效果显著、时间持久。

增加泡剂偶氮二甲酰胺，通过氮气的释放而发泡，实现防火涂料的无卤化，满足环保型水性防火涂料的要求，可以提高炭化层的膨胀率。

发泡剂偶氮二甲酰胺在防火涂料遇火膨胀前期，通过氮气的释放而发泡，实现防火涂料的无卤化，满足环保型水性防火涂料的要求，可以提高炭化层的膨胀率，为进一步研究发泡剂偶氮二甲酰胺对防火涂料的特性，再实验中，保证其他配方用量固定的前提下，对偶氮二甲酰胺在进行3份、4份和5份的实验，根据所得的实验数据，可以得出，保证其他配方用量固定的前提下，偶氮二甲酰胺为4份时，对炭化层的膨胀率最高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵6-12份、双季戊四醇5-9份、三聚氰胺5-9份、基质树脂28-36份、混合乳液20-26、发泡剂3-5份、增稠剂6-8份、流平剂1-3份、分散剂2-4份、防锈剂3-7份、填料30-40份。

2.根据权利要求1所述的一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于：所述涂料聚磷酸铵6份、双季戊四醇5份、三聚氰胺5份、基质树脂28份、混合乳液20、发泡剂3份、增稠剂6份、流平剂1份、分散剂2份、防锈剂3份、填料30份。

3.根据权利要求1所述的一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于：所述涂料包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵9份、双季戊四醇7份、三聚氰胺7份、基质树脂32份、混合乳液23、发泡剂4份、增稠剂7份、流平剂2份、分散剂3份、防锈剂5份、填料35份。

4.根据权利要求1所述的一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于：所述涂料包括如下重量份数的组分：聚磷酸铵12份、双季戊四醇9份、三聚氰胺9份、基质树脂36份、混合乳液26、发泡剂5份、增稠剂8份、流平3份、分散剂4份、防锈剂7份、填料40份。

5.根据权利要求1所述的一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于：所述基质树脂由环氧树脂和份苯丙树脂按质量比2:1混合而成。

6.根据权利要求1所述的一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于：所述混合乳液由丙烯酸乳液、硅丙乳液和聚醋酸乳液按质量比1:1:1混合而成。

7.根据权利要求1所述的一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。

8.根据权利要求1所述的一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于：所述除锈剂由聚乙二醇二油酸酯、石油磺酸钠、酰胺咪唑啉和环烷酸碱土金属盐按质量比2:1:1:2混合而成。

9.根据权利要求1所述的一种防火门窗型材用防火涂料，其特征在于：所述填料为氯化石蜡、珍珠岩粉、钛白粉、水玻璃、200号溶剂汽油、乳化硅油和硬脂酸铝其中的一种或者两种以上。

10.一种防火门窗型材用防火涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将基料树脂加到搅拌釜中，在150-180℃温度条件下搅拌1-2小时，搅拌后移入球磨机中球磨2-3小时；

S2：将聚磷酸铵、双季戊四醇、三聚氰胺填入到搅拌釜中搅拌0.5-1小时，搅拌后移入球磨机中球磨1-2小时，球磨机的转速为150-200r/min；

S3：将步骤S1中制得的混合物加到装有混合乳液的高速分散机中，以300-500r/min的转速搅拌10-15min，将转速调整到500-800r/min，搅拌的同时加入步骤S2制得的混合物，搅拌15-20min，再将转速提高到800-1000r/min，搅拌的同时然后再加入填料、发泡剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、分散剂、防锈剂，搅拌20-30min；

S4：将步骤3得到的混合物移入100-120℃反应釜中反应2-4小时，然后将混合物冷却至室温，移入砂磨机中砂磨，在转速2500-3000r/min的条件下高速砂磨1-2小时，在超声下分散处理12-15min，即可得到成品；

S5：将最终得到的成品包装入库。