CN112251138A - 一种纳米防火隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米防火隔热涂料及其制备方法，其技术方案要点是：由A和B两种组分混合而成，所述A组分包括如下组分：交联剂A 83～90％，扩链剂A 3～5％，偶联剂A 1～6％，溶剂A 2～6％，所述B组分包括如下组分：聚酯聚氨酯8.2～19.6固化剂B 0.1～1％，聚醚改性有机硅0.8～2％，乙醇50～70％，丙二醇单甲醚5～13％，乙酸乙酯0.5～1.5％，抗氧剂264 0.1～0.3％，纯净蒸馏水5～10％，本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种纳米防火隔热涂料及其制备方法，相对成本低廉，能够长时间隔断火源。

Description

一种纳米防火隔热涂料及其制备方法

本案为分案申请，具体为申请号：2018105147956，名称为：一种纳米防火隔热油漆涂料及其制备方法，申请日为：2018.05.25的分案申请。

【技术领域】

本发明属于防火材料技术领域，具体涉及一种纳米防火隔热涂料及其制备方法。

【背景技术】

随着生活水平提高，为了满足各种色彩及装饰美观需求，建筑施工材料品类日渐增多，同时对材料的防火安全提出更高要求，在《建筑设计防火规范GB50016-2014》中明确规定了，各种场所及建筑物的防火设计要求，以及材料的耐火极限等，建筑隔板的耐火极限应在2.5H以上，说明现有建筑材料长时间在高温环境下，仍会被烧毁，而给人们的生命财产带来损失，而市场上能够长时间耐火耐高温的建筑材料，或者成本很高，或者达不到较好的装饰效果。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种纳米防火隔热涂料，相对成本低廉，能够长时间隔断火源。

本发明还提供一种纳米防火隔热涂料的制备方法。

本发明技术方案如下：

一种纳米防火隔热涂料，由A和B两种组分混合而成，所述A组分包括如下组分：

所述B组分包括如下组分：

优选的，所述交联剂A为甲基三甲氧基硅烷，所述扩链剂为二甲基二甲氧基硅烷。

优选的，所述偶联剂A为γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基、硅烷(KH-560)和铝酸酯偶联剂中的两种或三种混合而成。

优选的，所述溶剂A为甲醇。

优选的，所述聚酯聚氨酯由如下组分构成且在B组分中的质量占比分别如下：

优选的，所述固化剂B为1,4-二甲基哌嗪。

优选的，所述缓蚀剂B为2-磷酸基-1、2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)，其分子结构式为：

PBTCA含磷量低，具有磷酸和羧酸的结构特性，具有较好的阻垢和缓蚀性能，在高温下性能优于常用的有机磷酸，作为磷源具有稳定的分子结构，在A组分的催化反应中，与B组分其他原料形成结构稳定的高分子产物。

优选的，所述使用的聚己内酯二醇为PCL500、PCL1000、PCL4000、PCL6000中的一种，所述使用的增塑分散剂聚乙二醇为PEG200、PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG1500、PEG2000中的一种。

优选的，所述A组分与B组分以1:3的质量比混合。

一种纳米防火隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、制备A组份溶液，具体方法如下：

(a)、现将铝酸酯偶联剂粉末溶于适量的甲醇中，而后加入KH560硅烷偶联剂，制备铝酸酯硅烷偶联剂溶液；

(b)、将交联剂甲基三甲氧硅烷和二甲基二甲氧基硅烷扩链剂加入适量的甲醇溶剂稀释搅拌，制得用于对B组份起到催化、分散、流平作用的反应溶液；

(c)、将上述(a)、(b)两种溶液混合于密闭恒温16～20℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，既得用于催化反应的A组份溶液；

(2)、制备B组份，具体方法如下：

(d)、首先将纯净蒸馏水加热至60～70℃，将抗氧剂BHT264加入热水中并搅拌5～10min，待抗氧剂完全溶解冷却至常温待用；

(e)、将聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二醇、丁二醇按照配方组份质量分数要求取少量依次加入恒温16～20℃容器内并缓慢添加工业溶剂乙酸乙酯进行稀释搅拌15～25min，而后加入IPDI、PEG、分散稀释剂丙二醇单甲醚，并缓慢加入工业酒精乙醇进行稀释配比，再搅拌共混20～30min，然后加入缓蚀剂PBTCA和固化催化剂1,4-二甲基哌嗪并共混搅拌10-15min，加入溶解完全的抗氧剂溶液和流平消泡剂聚醚改性有机硅油；

(f)、将步骤(e)溶液，密闭容器内注入氮气排除容器内多余空气，密闭高速搅拌20～30min，得到B组份，冷却至常温，待用；

(3)、制备纳米防火隔热涂料：

(g)、将A、B两个组份的常温溶液进行共混高速搅拌1～2h，搅拌结束后待涂料中的气泡自然散逸完全，即是本发明纳米防火隔热涂料。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本发明的一种纳米防火隔热涂料，由A、B两种组份共混而成：所述的A组份为B组份所用的相关交联剂、偶联剂、扩链剂或稀释溶剂等；所述A组份交联剂、偶联剂、扩链剂按照三种原料投入质量比的80-95％、1-5％、3-5％经均混搅拌、甲醇溶解而成制得，并存放于恒温16℃密闭容器内，B组份为聚合反应型聚酯聚氨酯水溶液，原材料采购广泛，均为常见的化学品，且成本低廉，A组分催化B组分充分反应，形成在高温条件下流动性很差且阻燃效果极好的高分子聚合物，充分利用了碳源、磷源等结合体，形成稳定的聚合物，保证了涂料的防火性能，以及高附着力；又由于加入PEG原料增强了涂料的柔韧性，并且该涂料无色透明、略带酸味，确保了产品的优良高透视觉效果和防火性能，涂覆于建筑材料表面，能够在高温环境下长时间阻断火源，且成本低廉；

本发明的一种纳米防火隔热涂料的制备方法，制备工艺简单，操作方法便捷，反应条件宽松，制作该涂料的过程极其方便，且环保容易控制，品质稳定，适合工业化批量生产。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：

一种纳米防火隔热涂料的制备方法，括以下步骤：

(1)、制备A组份溶液，具体方法如下：

(a)、现将铝酸酯偶联剂粉末溶于适量的甲醇中，而后加入KH560硅烷偶联剂，制备铝酸酯硅烷偶联剂溶液；

(b)、将交联剂甲基三甲氧硅烷和二甲基二甲氧基硅烷扩链剂加入适量的甲醇溶剂稀释搅拌，制得用于对B组份起到催化、分散、流平作用的反应溶液；

(c)、将上述(a)、(b)两种溶液混合于密闭恒温16～20℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，既得用于催化反应的A组份溶液；

(2)、制备B组份，具体方法如下：

(d)、首先将纯净蒸馏水加热至60～70℃，将抗氧剂BHT264加入热水中并搅拌5～10min，待抗氧剂完全溶解冷却至常温待用；

(e)、将聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二醇、丁二醇按照配方组份质量分数要求取少量依次加入恒温16～20℃容器内并缓慢添加工业溶剂乙酸乙酯进行稀释搅拌15～25min，而后加入IPDI、PEG、分散稀释剂丙二醇单甲醚，并缓慢加入工业酒精乙醇进行稀释配比，再搅拌共混20～30min，然后加入缓蚀剂PBTCA和固化催化剂1,4-二甲基哌嗪并共混搅拌10-15min，加入溶解完全的抗氧剂溶液和流平消泡剂聚醚改性有机硅油；

(f)、将步骤(e)溶液，密闭容器内注入氮气排除容器内多余空气，密闭高速搅拌20～30min，得到B组份，冷却至常温，待用；

(3)、制备纳米防火涂料：

(g)、将A、B两个组份的常温溶液进行共混高速搅拌1～2h，搅拌结束后待涂料中的气泡自然散逸完全，即是本发明纳米防火涂料。

表1：实施例1～4中A组分构成

表2：实施例1～4中B组分构成

表3：实施例1～4所得纳米防火隔热涂料与市场现有涂料对比例1～2做对比测试(标准参考：GB12441-2005饰面型防火涂料规范)

本发明的一种纳米防火隔热涂料，由A、B两种组份共混而成：所述的A组份为B组份所用的相关交联剂、偶联剂、扩链剂或稀释溶剂等；所述A组份交联剂、偶联剂、扩链剂按照三种原料投入质量比的80-95％、1-5％、3-5％经均混搅拌、甲醇溶解而成制得，并存放于恒温16℃密闭容器内，B组份为聚合反应型聚酯聚氨酯水溶液，原材料采购广泛，均为常见的化学品，且成本低廉，A组分催化B组分充分反应，形成在高温条件下流动性很差且阻燃效果极好的高分子聚合物，充分利用了碳源、磷源等结合体，形成稳定的聚合物，保证了涂料的防火性能，以及高附着力；又由于加入PEG原料增强了涂料的柔韧性，并且该涂料无色透明、略带酸味，确保了产品的优良高透视觉效果和防火性能，涂覆于建筑材料表面，能够在高温环境下长时间阻断火源，且成本低廉，且制备工艺简单，操作方法便捷，反应条件宽松，制作该涂料的过程极其方便，且环保容易控制，品质稳定，适合工业化批量生产。

Claims (5)

1.一种纳米防火隔热涂料，其特征在于由A和B两种组分混合而成，所述A组分包括如下组分：

交联剂A 83～90％，

扩链剂A 3～5％，

偶联剂A 1～6％，

溶剂A 2～6％，

所述B组分包括如下组分：

聚酯聚氨酯 8.2～19.6％，

固化剂B 0.1～1％，

聚醚改性有机硅 0.8～2％，

乙醇 50～70％，

丙二醇单甲醚 5～13％，

乙酸乙酯 0.5～1.5％，

抗氧剂264 0.1～0.3％，

纯净蒸馏水 5～10％；

所述交联剂A为甲基三甲氧基硅烷，所述扩链剂A为二甲基二甲氧基硅烷，所述偶联剂A为γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基、硅烷KH-560和铝酸酯偶联剂的三种混合而成，所述溶剂A为甲醇；

所述聚酯聚氨酯由如下组分构成且在B组分中的质量占比分别如下：

聚己内酯二醇 3～6％，

聚四氢呋喃二醇 0.3～1％，

聚乙二醇 2～5％，

丁二醇 0.2～0.5％，

2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA) 0.1～0.6％，

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI) 2.6～6.5％。

2.根据权利要求1所述的一种纳米防火隔热涂料，其特征在于：所述固化剂B为1,4-二甲基哌嗪。

3.根据权利要求1所述的一种纳米防火隔热涂料，其特征在于：所述使用的聚己内酯二醇为PCL500、PCL1000、PCL4000、PCL6000中的一种，所述聚乙二醇为作为增塑分散剂使用，所述聚乙二醇为PEG200、PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG1500、PEG2000中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米防火隔热涂料，其特征在于：所述A组分与B组分以1:3的质量比混合。

5.一种权利要求1-4任一项所述纳米防火隔热涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、制备A组份溶液，具体方法如下：

(a)、先将铝酸酯偶联剂粉末溶于适量的甲醇中，而后加入KH560硅烷偶联剂，制备铝酸酯硅烷偶联剂溶液；

(b)、将交联剂甲基三甲氧硅烷和二甲基二甲氧基硅烷扩链剂加入适量的甲醇溶剂稀释搅拌，制得用于对B组份起到催化、分散、流平作用的反应溶液；

(c)、将上述(a)、(b)两种溶液混合于密闭恒温16～20℃的高速搅拌容器内，高速混合搅拌20～30min后，观察溶液的溶解度至透明无浑浊状物，恒温存放，既得用于催化反应的A组份溶液；

(2)、制备B组份，具体方法如下：

(d)、首先将纯净蒸馏水加热至60～70℃，将抗氧剂BHT264加入热水中并搅拌5～10min，待抗氧剂完全溶解冷却至常温待用；

(e)、将聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二醇、丁二醇按照配方组份质量分数要求取少量依次加入恒温16～20℃容器内并缓慢添加工业溶剂乙酸乙酯进行稀释搅拌15～25min，而后加入IPDI、PEG、分散稀释剂丙二醇单甲醚，并缓慢加入工业酒精乙醇进行稀释配比，再搅拌共混20～30min，然后加入缓蚀剂PBTCA和固化剂B1,4-二甲基哌嗪并共混搅拌10-15min，加入溶解完全的抗氧剂溶液和流平消泡剂聚醚改性有机硅油；

(f)、将步骤(e)溶液，密闭容器内注入氮气排除容器内多余空气，密闭高速搅拌20～30min，得到B组份，冷却至常温，待用；

(3)、制备纳米防火涂料：

(g)、将A、B两个组份的常温溶液进行共混高速搅拌1～2h，搅拌结束后待涂料中的气泡自然散逸完全。