CN111363427A - 一种环保无卤水性电缆防火涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环保无卤水性电缆防火涂料，它是由以下重量份的组分组成：醋酸乙烯酯‑乙烯乳液10～50份、聚磷酸铵10～50份、三聚氰胺10～25份、季戊四醇10～25份、复合阻燃剂5～20份、填料5～15份、玻璃纤维1～5份、去离子水10～30份、分散剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂0.1～0.5份、杀菌剂0.1～0.5份。本发明还提供了该防火涂料的制备方法。本发明制备的电缆防火涂料是水基环保防火涂料，具有无卤、无毒、无腐蚀、高效阻燃、高柔韧性和耐水性等一系列优点；在生产、施工、应用等环节中，可明显减少挥发性有机化合物的排放量，降低对人体的危害和对环境的污染。

Description

一种环保无卤水性电缆防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种环保无卤水性电缆防火涂料及其制备方法。
背景技术
电缆防火涂料是在饰面型防火涂料基础上发展起来集装饰和防火于一体的新型防火涂料品种。当它涂覆于普通电缆表面时，平时可起一定的装饰和保护作用，一旦火灾发生则具有阻止火焰蔓延，防止火灾进一步发展的作用，从而达到保护电缆的目的。
目前，我国电缆防火涂料主要以溶剂型电缆防火涂料为主，市场占有率达到95％以上。但市面上的溶剂型电缆防火涂料大多固含量较低，溶剂含量较高，在生产和施工过程中，大量的有机溶剂挥发，对人体有不同程度的伤害，加之溶剂易燃，施工时的火灾隐患也相当大。因此特别是在电缆竖井、电缆沟、电缆隧道等空间狭窄或不易通风的场所使用时应加强安全防护措施。
由于溶剂型电缆防火涂料存在溶剂毒性、运输安全及环境污染等方面的问题，现很多企业和科研单位开始研究水性电缆防火涂料。目前，水性电缆防火涂料仍存在以下几个方面问题：
第一，阻燃性。电缆防火涂料的阻燃性是评判电缆防火涂料性能的主要技术指标之一。水性电缆防火涂料目前仍处于研发初期阶段，市场上具有高效阻燃性能的水性电缆防火涂料非常少。另有，部分厂家通过加入大量卤素阻燃剂以提高其阻燃性能，涂料遇火后会散发出大量有毒有害物质，对人体伤害很大。如CN200610053130.7、CN200910100163.6号中国专利均为水性电缆防火涂料，但其组分中均加有氯化石蜡。
第二，抗弯性。电缆在使用过程中，会经常受到弯曲、拉伸、扭曲等应力作用，因此，需要电缆防火涂料具有足够的柔韧性，以防止电缆在受到应力时涂膜出现开裂、脱落、剥落等现象。在生产过程中，大多厂家通过加入大量增塑剂以提高其柔韧性，而在实际应用过程中，增塑剂会随着涂膜的干燥逐渐挥发，不仅提高了挥发性有机化合物(VOC)的排放量，同时涂膜的柔韧性会逐渐降低。如CN201610122859.9号中国专利，采用邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二环己酯和邻苯二甲酸二正辛酯为增塑剂。
第三，耐水性。电缆涂料在实际应用过程中，大多处于电缆竖井、电缆沟、电缆隧道等潮湿的环境中，涂膜很容易受潮出现溶胀、起泡、粉化等不良现象。
因此，在电缆技术领域亟需研究一种具有优良性能，且无毒无害的电缆防火涂料。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保无卤水性电缆防火涂料及其制备方法。
本发明提供了一种环保无卤水性电缆防火涂料，它是由以下重量份的组分组成：醋酸乙烯酯-乙烯乳液10～50份、聚磷酸铵10～50份、三聚氰胺10～25份、季戊四醇10～25份、复合阻燃剂5～20份、填料5～15份、玻璃纤维1～5份、去离子水10～30份、分散剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂0.1～0.5份、杀菌剂0.1～0.5份。
进一步地，前述环保无卤水性电缆防火涂料是由以下重量份的组分组成：醋酸乙烯酯-乙烯乳液25份、聚磷酸铵20份、三聚氰胺10份、季戊四醇10份、复合阻燃剂10份、填料5份、玻璃纤维2份、去离子水17份、分散剂0.3份、消泡剂0.3份、增稠剂0.2份、杀菌剂0.2份。
进一步地，所述聚磷酸铵为高聚磷酸铵；所述高聚磷酸铵为晶体Ⅱ型，n>1000。
进一步地，所述复合阻燃剂为钛白粉和氢氧化铝；所述钛白粉和氢氧化铝的质量比为2:1。
进一步地，所述填料为滑石粉、轻质碳酸钙、硅微粉、高岭土、氧化铝中的一种或多种。
进一步地，所述分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物；所述消泡剂为矿物油消泡剂或者改性硅氧烷类消泡剂。
进一步地，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂或丙烯酸增稠剂。
本发明还提供了一种制备前述的环保无卤水性电缆防火涂料的方法，它包括如下步骤：
(1)按照上述重量份称取各组分；
(2)分散：将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、复合阻燃剂、填料、玻璃纤维、分散剂、去离子水、总重量份10～30％的醋酸乙烯酯-乙烯乳液、总重量份40～60％的消泡剂加入到高速分散机中，得到分散均匀的分散浆；
(3)研磨：分散浆用砂磨机进行研磨后，得防火浆料；
(4)分散：将制备的防火浆料转移至分散机中，加入剩余重量份的醋酸乙烯酯-乙烯乳液、剩余重量份的消泡剂、杀菌剂，进行分散，添加增稠剂调节黏度，搅拌均匀，制得该电缆防火涂料浆料；
(5)包装：将电缆防火涂料浆料过滤，包装，得到成品涂料。
进一步地，所述步骤(2)中，高速分散时间为30～60min；和/或，所述步骤(3)中，防火浆料的细度≤90μm。
进一步地，述步骤(2)中，高速分散时间为40min。
本发明的环保无卤水性电缆防火涂料，以聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺为膨胀阻燃体系，电缆防火涂料在高温的作用下，能够形成具有质地密实、导热系数低、防火阻燃性能优异的防火隔热层，可大大提高其防火阻燃性能。以醋酸乙烯酯-乙烯乳液为成膜物质，将其与玻璃纤维搭配使用，在无需添加任何增塑剂的情况下，可使该电缆防火涂料在长时间内具有高的柔韧性，提高其抗弯曲性能。另外，本发明用高聚合度的聚磷酸铵替代传统的低聚合度聚磷酸铵，可以从本质上提高电缆防火涂料的耐水性能。
本发明制备的电缆防火涂料是水基环保防火涂料，具有无卤、无毒、无腐蚀、高效阻燃、高柔韧性和耐水性等一系列优点；在生产、施工、应用等环节中，可明显减少挥发性有机化合物的排放量，降低对人体的危害和对环境的污染。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
具体实施方式
实施例1～5本发明水性电缆防火涂料的制备及性能检测
本发明水性电缆防火涂料各实施例的配方如表1所示
表1本发明实施例1～5水性电缆防火涂料的配方
Figure BDA0001923438760000031
Figure BDA0001923438760000041
表中，成膜物质为醋酸乙烯酯-乙烯乳液；聚磷酸铵为高聚磷酸铵(晶体Ⅱ型，n>1000)；复合阻燃剂为钛白粉、氢氧化铝按2:1的比例混合而成；分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物；消泡剂为矿物油消泡剂或者改性硅氧烷类消泡剂；增稠剂为聚氨酯增稠剂或丙烯酸增稠剂。
以上5个实施例的制备工艺相同，具体步骤如下：
(一)按表1中的用量，将去离子水、分散剂、50％消泡剂、20％醋酸乙烯酯-乙烯乳液，加入到高速分散机中，搅拌后，再将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、复合阻燃剂、填料、玻璃纤维，分别加入分散机中，高速分散40min，得到分散均匀的分散浆。
(二)分散浆用砂磨机进行研磨，使研磨后的防火浆料细度小于或等于90μm。将制备的防火浆料转移至分散机中，加入剩余成膜物质醋酸乙烯酯-乙烯乳液，剩余消泡剂和杀菌剂，进行分散，添加增稠剂调节黏度，搅拌均匀制得该电缆防火涂料浆料。
(三)电缆防火涂料浆料经过滤，包装得到成品涂料。
本发明制备的环保无卤水性电缆防火涂料已通过消防产品认证，主要技术性能指标见表2。
表2本发明环保无卤水性电缆防火涂料的技术性能指标
Figure BDA0001923438760000042
Figure BDA0001923438760000051
试验结果表明，本发明制备的环保无卤水性电缆防火涂料各项技术指标均可满足GB 28374-2012的要求，具有良好的阻燃性能、抗弯性能和耐水性能。
综上，本发明制备的电缆防火涂料是水基环保防火涂料，具有无卤、无毒、无腐蚀、高效阻燃、高柔韧性和耐水性等一系列优点；在生产、施工、应用等环节中，可明显减少挥发性有机化合物的排放量，降低对人体的危害和对环境的污染。

Claims (10)

1.一种环保无卤水性电缆防火涂料，其特征在于：它是由以下重量份的组分组成：醋酸乙烯酯-乙烯乳液10～50份、聚磷酸铵10～50份、三聚氰胺10～25份、季戊四醇10～25份、复合阻燃剂5～20份、填料5～15份、玻璃纤维1～5份、去离子水10～30份、分散剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂0.1～0.5份、杀菌剂0.1～0.5份。
2.根据权利要求1所述的环保无卤水性电缆防火涂料，其特征在于：它是由以下重量份的组分组成：醋酸乙烯酯-乙烯乳液25份、聚磷酸铵20份、三聚氰胺10份、季戊四醇10份、复合阻燃剂10份、填料5份、玻璃纤维2份、去离子水17份、分散剂0.3份、消泡剂0.3份、增稠剂0.2份、杀菌剂0.2份。
3.根据权利要求1或2所述的环保无卤水性电缆防火涂料，其特征在于：所述聚磷酸铵为高聚磷酸铵；所述高聚磷酸铵为晶体Ⅱ型，n>1000。
4.根据权利要求1或2所述的环保无卤水性电缆防火涂料，其特征在于：所述复合阻燃剂为钛白粉和氢氧化铝；所述钛白粉和氢氧化铝的质量比为2:1。
5.根据权利要求1或2所述的环保无卤水性电缆防火涂料，其特征在于：所述填料为滑石粉、轻质碳酸钙、硅微粉、高岭土、氧化铝中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的环保无卤水性电缆防火涂料，其特征在于：所述分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物；所述消泡剂为矿物油消泡剂或者改性硅氧烷类消泡剂。
7.根据权利要求1或2所述的环保无卤水性电缆防火涂料，其特征在于：所述增稠剂为聚氨酯增稠剂或丙烯酸增稠剂。
8.一种制备权利要求1～7任意一项所述的环保无卤水性电缆防火涂料的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
(1)按照上述重量份称取各组分；
(2)分散：将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、复合阻燃剂、填料、玻璃纤维、分散剂、去离子水、总重量份10～30％的醋酸乙烯酯-乙烯乳液、总重量份40～60％的消泡剂加入到高速分散机中，得到分散均匀的分散浆；
(3)研磨：分散浆用砂磨机进行研磨后，得防火浆料；
(4)分散：将制备的防火浆料转移至分散机中，加入剩余重量份的醋酸乙烯酯-乙烯乳液、剩余重量份的消泡剂、杀菌剂，进行分散，添加增稠剂调节黏度，搅拌均匀，制得该电缆防火涂料浆料；
(5)包装：将电缆防火涂料浆料过滤，包装，得到成品涂料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，高速分散时间为30～60min；和/或，所述步骤(3)中，防火浆料的细度≤90μm。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，高速分散时间为40min。
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