CN111040496A - 一种木质仿古建筑透明防火涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木质仿古建筑透明防火涂料，包括A组份和B组份，A组份:B组份的重量比为1:1‑3，A组份由氨基树脂、丙烯酸树脂和硅树脂制备而成，B组份由P‑C阻燃剂、P‑N阻燃剂、发泡剂、其他助剂和水制备而成。P‑C阻燃剂的制备方法为，取淀粉和磷酸，在50‑60℃下搅拌反应20‑30min，取三氯氧磷，按照1‑3滴/5min的速度滴加，全部加入后，搅拌反应3‑4h，反应结束后，将制得的产物离心过滤，并用蒸馏水洗涤，于50‑60℃下烘干后，得P‑C阻燃剂。本发明透明性好，可避免防火涂层吸潮、迁徙、析出导致涂层泛白，防火效果好，耐候性好、耐水性好、耐磨性好。

Description

一种木质仿古建筑透明防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及木质仿古建筑透明涂料技术领域，特别是一种木质仿古建筑透明防火涂料及其制备方法。
背景技术
中国作为一个拥有五千年文明的古国，木制建筑是中国建筑史上最辉煌的篇章。保护和研究中国木制结构对了解中国古代的人情风俗具有重大的意义。然而木制建筑最大的安全隐患——火灾，是对木制建筑最大的威胁。有效的防火措施和高效的应急灭火措施，是对木制建筑最大的保护，具有重大的意义。
国外对于防火涂料及透明防火涂料的开发较早，但是更偏向于阻燃体系的开发研究，透明防火涂料的开发只是其中一部分。近年来，国外透明防火涂料的开发更偏向于集高效性、阻燃性、透明性和环保性于一体的阻燃体系，且一般都是通用型的防火涂料，针对木质仿古建筑的防火涂料开发较少。国内对于防火涂料的开发起步较晚，到二十世纪八九十年代才有相关研究的出现。我国具有大量的木质建筑市场，但国人的防火意识比较淡薄，防火涂料的市场化进程也较慢。
木质(仿)古建筑上具有彩绘、纹饰等文化符号，其防火特点在于，不破坏建筑本身的前提下，最大限度的提供防火保护。普通木质建筑的防火，从建筑设计初始就只考虑防火问题，防火保护方式具有很大的自由性。通用饰面型防火涂料的膨胀阻燃体系增加量大，组份多，使得其透明性差；而高透明度的防火涂料采用水溶性膨胀体系，涂层固化后，阻燃成份容易吸潮、迁徙、析出导致涂层泛白，防火效果差，耐候性差、耐水性差和耐磨性差。
因此，现有的木质建筑防火涂料中，还没有专用于木质仿古建筑的透明防火涂料，通用的饰面型涂料透明性差，透明的饰面型防火涂料阻燃成份容易吸潮、迁徙、析出导致涂层泛白，防火效果差、耐候性差、耐水性差、耐磨性差。
发明内容
本发明的目的，在于提供了一种木质仿古建筑透明防火涂料及其制备方法。本发明透明性好，可避免防火涂层吸潮、迁徙、析出导致涂层泛白，防火效果好，耐候性好、耐水性好、耐磨性好。
本发明的技术方案：一种木质仿古建筑透明防火涂料，包括A组份和B组份，A组份:B组份的重量比为1:1-3，A组份由氨基树脂、丙烯酸树脂和硅树脂制备而成，B组份由P-C阻燃剂、P-N阻燃剂、发泡剂、其他助剂和水制备而成。经大量实验证明，A组份:B组份的重量比为1:1-3是最佳比例范围，在此范围内，本发明具有优异的防火效果。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，按重量份数计，所述A组份由氨基树脂6-8份、丙烯酸树脂2-3份和硅树脂1-1.5份制备而成。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，按重量份数计，所述B组份由P-C阻燃剂50-65份，P-N阻燃剂20-30份，发泡剂15-25份，其他助剂5-10份和水45-65份制备而成。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，所述P-N阻燃剂为磷酸脒基脲。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，所述P-C阻燃剂的制备方程式如图2所示。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，所述P-C阻燃剂的制备方法为，取8-10g淀粉和9.5-12mL质量分数为60％-70％的磷酸，在50-60℃下搅拌反应20-30min，取4-5mL三氯氧磷，按照0.1-0.3mL/m in的速度滴加，全部加入后，搅拌反应3-4h，反应结束后，将制得的产物离心过滤，并用蒸馏水洗涤，于50-60℃下烘干后，得P-C阻燃剂。采用该方法制得的P-C阻燃剂，相比现有的膨胀阻燃体系，加强了酸源与炭源的协效性，提高了两者的酯化炭化效率，增强了阻燃效果。采用本发明中三氯氧磷的滴加速度，可避免反应体系迅速升温而影响合成的最佳反应时间。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、大豆淀粉、含有活性羟基基团的改性淀粉中的一种以上。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，所述发泡剂为三聚氰胺、双氰胺、尿素中的一种以上。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，按重量份数计，所述其他助剂包括杀菌剂0.5-1份、抗紫外线剂1-3份、抗氧化剂1-4份、成膜剂1-2份、流平剂1-3份。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料中，所述杀菌剂为DL-T201、G-130或DM-21，所述抗紫外线剂为Chimassorb 81、Tinuvin P或UV-531，所述抗氧化剂为抗氧剂1076或抗氧剂1010，所述成膜剂为醇酯十二，所述流平剂为BYK-333或BYK-381。
前述的木质仿古建筑透明防火涂料的制备方法，将A组份和B组份混和均匀，得呈白色的透明防火涂料。
与现有技术比较，本发明包括A组份和B组份，A组份由氨基树脂、丙烯酸树脂和硅树脂制备而成，B组份由P-C阻燃剂、P-N阻燃剂、发泡剂、其他助剂和水制备而成，各组份含量科学配比。本发明的阻燃剂成分种类少、添加量少、增加了涂层的透明度，使其透明性好；本发明采用P-C阻燃剂和P-N阻燃剂的混合阻燃剂，添加种类少，分散效果好，各组分间协同效果更加优异，避免了单一磷系阻燃剂的使用导致涂层易吸潮、迁徙、析出导致涂层泛白的弊端，稳定性好；本发明P-C阻燃剂的制备，相比现有的膨胀阻燃体系，减少了传统膨胀阻燃体系的组分，加强了酸源与炭源的协效性，提高了两者的酯化炭化效率，增强了阻燃效果，磷、炭二合一的阻燃效果更加优异；本发明采用复合树脂而非单一树脂作为防火涂料组份，增强了成膜树脂的耐水性，耐候性，改善了涂层的强度，有益于提高涂层的耐磨性；本发明防火涂料由双组份制成，相比单组分涂料，具有更好的储存稳定性，延长了涂料的贮存时间；本发明原料来源广、成本低、制备过程温和环保、能耗低。本发明集中攻克了饰面防火涂料的缺点，尤其适用于(仿)古建筑的防火保护，具有较大的通用性。本发明透明性好，可避免防火涂层吸潮、迁徙、析出导致涂层泛白，防火效果好，耐候性好、耐水性好、耐磨性好。
附图说明
图1为本发明的阻燃效果示意图；
图2为本发明P-C阻燃剂合成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。
木质仿古建筑透明防火涂料，包括A组分和B组分，按重量比，A组分:B组分＝1:1.5。
按重量份数，A组分由氨基树脂7份，丙烯酸树脂1.5份，硅树脂1.5份混匀而成。
按重量份数，B组分由P-C阻燃剂50份，磷酸脒基脲25份，双氰胺20份，其他助剂8份，水50份混匀而成。
P-C阻燃剂的制备步骤为：将8g玉米淀粉、10ml质量分数65％的磷酸放入洁净的四口瓶中，在55℃下搅拌反应25min。量取4.5ml三氯氧磷，按照0.1mL/min的速度滴加，全部加入后，搅拌反应3.5h。反应结束后，将制得的产物离心，并用蒸馏水洗涤3次，55℃烘箱烘干10h后，即可得到P-C阻燃剂。所述P-C阻燃剂的制备方程式如图2所示。
其他助剂按重量份数，由杀菌剂0.7份，抗紫外线剂1.5份，抗氧化剂2份，成膜剂1.5份，流平剂2份组成。
所述杀菌剂为DL-T201，所述抗紫外线剂为Chimassorb 81，所述抗氧化剂为抗氧剂1076，所述成膜剂为醇酯十二，所述流平剂为BYK-333。
所述木质仿古建筑透明防火涂料的制备方法，将A组份和B组份混匀，得到呈白色的透明防火涂料。
实施例2
一种木质仿古建筑透明防火涂料，包括A组分和B组分，按重量比，A组分:B组分＝1:2。
按重量份数，A组分由氨基树脂7份，丙烯酸树脂1.5份，硅树脂1.5份混匀而成。
按重量份数，B组分由P-C阻燃剂50份，磷酸脒基脲25份，双氰胺20份，其他助剂8份，水50份混匀而成。
P-C阻燃剂的制备步骤为：将8g木薯淀粉、10ml质量分数65％的磷酸放入洁净的四口瓶中，在55℃下搅拌反应25min。量取4.5ml三氯氧磷，按照0.2mL/min的速度滴加，全部加入后，搅拌反应3.5h。反应结束后，将制得的产物离心，并用蒸馏水洗涤3次，55℃烘箱烘干10h后，即可得到P-C阻燃剂。所述P-C阻燃剂的制备方程式如图2所示。
其他助剂按重量份数，由杀菌剂0.7份，抗紫外线剂1.5份，抗氧化剂2份，成膜剂1.5份，流平剂2份组成。
所述杀菌剂为G-130，所述抗紫外线剂为Tinuvin P，所述抗氧化剂为抗氧剂1010，所述成膜剂为醇酯十二，所述流平剂为BYK-381。
所述木质仿古建筑透明防火涂料的制备方法，将A组份和B组份混匀，得到呈白色的透明防火涂料。
实施例3
木质仿古建筑透明防火涂料，包括A组分和B组分，按重量比，A组分:B组分＝1:3。
按重量份数，A组分由氨基树脂7份，丙烯酸树脂1.5份，硅树脂1.5份混匀而成。
按重量份数，B组分由P-C阻燃剂50份，磷酸脒基脲25份，双氰胺20份，其他助剂8份，水50份混匀而成。
P-C阻燃剂的制备步骤为：将8g淀粉、10ml质量分数65％的磷酸放入洁净的四口瓶中，在55℃下搅拌反应25min。量取4.5ml三氯氧磷，按照0.3mL/min的速度滴加，全部加入后，搅拌反应3.5h。反应结束后，将制得的产物离心，并用蒸馏水洗涤3次，55℃烘箱烘干10h后，即可得到P-C阻燃剂。所述P-C阻燃剂的制备方程式如图2所示。
其他助剂按重量份数，由杀菌剂0.7份，抗紫外线剂1.5份，抗氧化剂2份，成膜剂1.5份，流平剂2份组成。
所述杀菌剂为DM-21，所述抗紫外线剂为UV-531，所述抗氧化剂为抗氧剂1076，所述成膜剂为醇酯十二，所述流平剂为BYK-333。
所述木质仿古建筑透明防火涂料的制备方法，将A组份和B组份混匀，得到呈白色的透明防火涂料。
实施例4
木质仿古建筑透明防火涂料，包括A组分和B组分，按重量比，A组分:B组分＝1:2。
按重量份数，A组分由氨基树脂7份，丙烯酸树脂1份，硅树脂2份混匀而成。
按重量份数，B组分由P-C阻燃剂50份，磷酸脒基脲25份，双氰胺20份，其他助剂8份，水50份混匀而成。
P-C阻燃剂的制备步骤为：将8g大豆淀粉、10ml质量分数65％的磷酸放入洁净的四口瓶中，在55℃下搅拌反应25min。量取4.5ml三氯氧磷，按照0.2mL/min的速度滴加，全部加入后，搅拌反应3.5h。反应结束后，将制得的产物离心，并用蒸馏水洗涤3次，55℃烘箱烘干10h后，即可得到P-C阻燃剂。所述P-C阻燃剂的制备方程式如图2所示。
其他助剂按重量份数，由杀菌剂0.7份，抗紫外线剂1.5份，抗氧化剂2份，成膜剂1.5份，流平剂2份组成。
所述杀菌剂为G-130，所述抗紫外线剂为Chimassorb 81，所述抗氧化剂为抗氧剂1010，所述成膜剂为醇酯十二，所述流平剂为BYK-333。
所述木质仿古建筑透明防火涂料的制备方法，将A组份和B组份混匀，得到呈白色的透明防火涂料。
实施例5。
木质仿古建筑透明防火涂料，包括A组分和B组分，按重量比，A组分:B组分＝1:2。
按重量份数，A组分由氨基树脂7份，丙烯酸树脂1.5份，硅树脂1.5份混匀而成。
按重量份数，B组分由P-C阻燃剂60份，磷酸脒基脲30份，双氰胺30份，其他助剂8份，水50份混匀而成。
P-C阻燃剂的制备步骤为：将8g大豆淀粉、10ml质量分数65％的磷酸放入洁净的四口瓶中，在55℃下搅拌反应25min。量取4.5ml三氯氧磷，按照0.3mL/min的速度滴加，全部加入后，搅拌反应3.5h。反应结束后，将制得的产物离心，并用蒸馏水洗涤3次，55℃烘箱烘干10h后，即可得到P-C阻燃剂。所述P-C阻燃剂的制备方程式如图2所示。
其他助剂按重量份数，由杀菌剂0.7份，抗紫外线剂1.5份，抗氧化剂2份，成膜剂1.5份，流平剂2份组成。
所述杀菌剂为DL-T201，所述抗紫外线剂为Tinuvin P，所述抗氧化剂为抗氧剂1076，所述成膜剂为醇酯十二，所述流平剂为BYK-333。
所述木质仿古建筑透明防火涂料的制备方法，将A组份和B组份混匀，得到呈白色的透明防火涂料。
表一是本发明实施例所制备木质(仿)古建筑透明防火涂层的性能指标，各项指标按照国家标准GB/T12441-2005进行检测。
表一本发明实施例主要性能指标
Figure BDA0002333193760000081
Figure BDA0002333193760000091
检测结果显示，上述各实施例均符合GB/T12441-2005的要求。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：包括A组份和B组份，A组份:B组份的重量比为1:1-3，A组份由氨基树脂、丙烯酸树脂和硅树脂制备而成，B组份由P-C阻燃剂、P-N阻燃剂、发泡剂、其他助剂和水制备而成。
2.根据权利要求1所述的木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：按重量份数计，所述A组份由氨基树脂6-8份、丙烯酸树脂2-3份和硅树脂1-1.5份制备而成。
3.根据权利要求1所述的木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：按重量份数计，所述B组份由P-C阻燃剂50-65份，P-N阻燃剂20-30份，发泡剂15-25份，其他助剂5-10份和水45-65份制备而成。
4.根据权利要求1所述的木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：所述P-N阻燃剂为磷酸脒基脲。
5.根据权利要求1所述的木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：所述P-C阻燃剂的制备方程式如下，
Figure FDA0002333193750000011
6.根据权利要求1所述的木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：所述P-C阻燃剂的制备方法为，取8-10g淀粉和9.5-12mL质量分数为60％-70％的磷酸，在50-60℃下搅拌反应20-30min，取4-5mL三氯氧磷，按照0.1-0.3mL/min的速度滴加，全部加入后，搅拌反应3-4h，反应结束后，将制得的产物离心过滤，并用蒸馏水洗涤，于50-60℃下烘干后，得P-C阻燃剂。
7.根据权利要求1所述的木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、大豆淀粉、含有活性羟基基团的改性淀粉中的一种以上。
8.根据权利要求1所述的木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：所述发泡剂为三聚氰胺、双氰胺、尿素中的一种以上。
9.根据权利要求1所述的木质仿古建筑透明防火涂料，其特征在于：按重量份数计，所述其他助剂包括杀菌剂0.5-1份、抗紫外线剂1-3份、抗氧化剂1-4份、成膜剂1-2份、流平剂1-3份。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的木质仿古建筑透明防火涂料的制备方法，其特征在于：将A组份和B组份混和均匀，得呈白色的透明防火涂料。
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