CN113683913B - 一种组合物、包含该组合物的防火涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合物、包含该组合物的防火涂料及涂料的制备方法,所述组合物中各组分质量配比包括:白色膨润土10‑30份、磷酸二锑20‑40份、磷酸铝5‑25份、及氧化铝纤维25‑45份;随着温度升高,膨润土和磷酸二锑会在700℃起逐渐起化学反应,在800‑900度之间变成玻璃态粘稠物质,随着温度继续升高,该粘稠玻璃态物质会和磷酸铝和氧化铝纤维反应,生成耐高温的陶瓷材料。温度越高,各个组分反应的越充分,生成的陶瓷化物质强度越高。由于无机物导热性差,且膨润土、磷酸铝、磷酸二锑分解会放出挥发性组分,都会使生成的陶瓷化物质内部出现微孔,使得陶瓷化物质的导热性更差,这种结构将能有效的阻止热量传递。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃材料的技术领域,具体涉及一种组合物、包含 该组合物的防火涂料及其制备方法。
背景技术
防火涂料是防止产生火灾、延缓火势蔓延的功能性涂料。防火 涂料按分散介质划分,可分为水性防火涂料和溶剂型防火涂料。水性 防火涂料不仅在涂层厚度、涂覆量、粘结强度等各个方面具有较大使 用优势,而且自身对环境污染程度比较低、产生的有机挥发物业比较 少。然而现有技术中的阻燃材料普遍存在制作困难和阻燃效果不理想 等诸多缺陷。
现有技术中专利CN112980270A公开了一种电子产品水性涂料 及其制备方法,其采用原料包括聚丙烯酸树脂乳液50~80份、石墨 烯5~10份、钛白粉10~20份、磷酸二锑阻燃剂4~8份,其中石墨 烯占了很大比例,目前石墨烯比较贵,目前一公斤都在千元以上,原料成本昂贵,获取困难;且其阻燃原理为依靠石墨烯高稳定性、强阻 隔作用、大比表面积,从而有利于阻燃。
现有技术中专利CN106633265A公开了一种低烟无卤阻燃电 缆料,其制备成分包括无卤阻燃聚烯烃50-60份、碳化硅4-10份、 抗氧剂3-8份、消烟剂2-6份、氢氧化铝5-8份、氢氧化镁3-6份、 γ射线吸收剂1-3份、氧化锌2-5份、纳米硫酸钡3-7份、热稳定剂 1-5份、钙锌复合稳定剂3-8份、抗冲改性剂2-4份、紫外线吸收剂1-2份、碳纤维4-6份、偶联剂3-5份、防老剂0.3-0.8份、改性填充 料8-12份。其原料核心是氢氧化铝和氢氧化镁,原料相对使用量大, 通过金属氢氧化物热分解吸热原理,实现阻燃抑烟目的,磷酸铝、膨 润土只是当填料,且占总组合物份数非常少,即使参与烧结,用量也 太少,无法形成硬的陶瓷体。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷与问题,本发明提出一种组合 物、包含该组合物的防火涂料及其制备方法。
本发明所提供的技术方案为:
一种组合物,所述组合物用于制备防火涂料,其特征在于:所 述组合物中各组分质量配比包括:白色膨润土10-30份、磷酸二锑 20-40份、磷酸铝5-25份、及氧化铝纤维25-45份。
进一步地,所述组合物中各组分质量配比包括:白色膨润土 15-25份、磷酸二锑25-35份、磷酸铝10-20份、及氧化铝纤维30-40 份。
进一步地,所述组合物中各固体组分粒径均在10微米以下; 一般来说涂料都有研磨工艺,其目的在于让各个组分更便于分散,本 发明使用组分粒径比较细,目的在于可以省去研磨工序,方便后续涂 料配制的操作。
进一步地,本发明还提供一种包含所述组合物的防火涂料,所 述防火涂料为水性防火涂料,其特征在于:所述防火涂料包括阻燃剂 组合物与基材,且所述阻燃剂组合物与基材的质量配比为60-140:100。
进一步地,所述基材选用丙烯酸酯乳液。
进一步地,本发明还提供一种所述防火涂料的制备方法,其特 征在于:包括以下步骤:
1)将制备组合物的各个组分按质量配比进行称量备用;
2)将步骤1)中各个组分倒入立式高速混合机混合中即得到组 合物;
3)将组合物分多次加入丙烯酸酯乳液中,充分混合搅拌 15-25min。
进一步地,所述步骤2)中立式高速混合机的混合转速为 500-700r/min。
进一步地,所述步骤2)中立式高速混合机的混合时间为4-6min。
本发明相对于现有技术所取得的技术效果为:
1)本发明提供一种组合物、包含该组合物的防火涂料及其制 备方法,制备组合物的各组分均选用无机物,在水中即可分散,无需 用有机溶剂,无有机挥发;同时白色膨润土在水中起到悬浮剂作用, 可以帮助其他无机粉料分散均匀。
2)本发明提供一种组合物、包含该组合物的防火涂料及其制 备方法,制备获得的阻燃剂组合物为白色,色彩简单单一,容易配合 其他颜料调色后共同使用。
3)本发明提供一种组合物、包含该组合物的防火涂料及其制 备方法,用于制备组合物的原料容易获得,来源广泛,采购成本低, 利于推广使用。
4)本发明提供一种组合物、包含该组合物的防火涂料及其制 备方法,所制备的阻燃剂组合物耐火极限得到有效提升(2.5h),选 用的组分中磷酸二锑没有升华现象,受热过程中无损失;磷酸二锑与 聚合物相容性好,在聚合物中容易分散,磷酸二锑的反应活性较高。 随着温度升高,膨润土和磷酸二锑会在700℃起逐渐起化学反应,在 800-900度之间变成玻璃态粘稠物质,随着温度继续升高,该粘稠玻 璃态物质会和磷酸铝和氧化铝纤维反应,生成耐高温的陶瓷材料。同 时磷酸铝和氧化铝起到成瓷骨架作用,进一步提高耐火极限。温度越 高,各个组分反应的越充分,生成的陶瓷化物质强度越高。由于无机 物导热性差,且膨润土、磷酸铝、磷酸二锑分解会放出挥发性组分, 都会使生成的陶瓷化物质内部出现微孔,使得陶瓷化物质的导热性更 差,这种结构将能有效的阻止热量传递。
5)本发明提供一种组合物、包含该组合物的防火涂料及其制 备方法,制备过程简单,制备过程简单,制备阻燃剂组合物的组分可 以称量好后采用混合设备混合均匀后使用,也可以各个原料称量后直 接加入基材中直接使用。该阻燃剂组合物在基材中容易分散,通常搅 拌15分钟以上即可均匀分散,节约制作时间。
具体实施方式
为更好的理解本发明的内容,下面的实施例是对本发明的进一 步说明,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。
实施例1:
按照以下质量配比称重各制备组分:白色膨润土10份、磷酸 二锑40份、磷酸铝5份、氧化铝纤维45份;将各组分倒入立式高速 混合机中混合后加入丙烯酸酯乳液100中搅拌15min即得到防火涂料 1。
实验测得防火涂料1的耐火极限为2.1h。
实施例2:
按照以下质量配比称重各制备组分:白色膨润土20份、磷酸 二锑30份、磷酸铝15份、氧化铝纤维35份;将各组分倒入立式高 速混合机中混合后加入丙烯酸酯乳液100份中搅拌15min即得到防火 涂料2。
实验测得防火涂料2的耐火极限为2.5h。
实施例3:
按照以下质量配比称重各制备组分:白色膨润土30份、磷酸 二锑20份、磷酸铝25份、氧化铝纤维25份;将各组分倒入立式高 速混合机中混合后加入丙烯酸酯乳液100份中搅拌15min即得到防火 涂料3。
实验测得防火涂料3的耐火极限为2.1h。
实施例4:
按照以下质量配比称重各制备组分:白色膨润土15份、磷酸 二锑35份、磷酸铝10份、氧化铝纤维40份;将各组分倒入立式高 速混合机中混合后加入丙烯酸酯乳液100份中搅拌15min即得到防火 涂料4。
实验测得防火涂料4的耐火极限为2.3h。
实施例5:
按照以下质量配比称重各制备组分:白色膨润土25份、磷酸 二锑25份、磷酸铝20份、氧化铝纤维30份;将各组分倒入立式高 速混合机中混合后加入丙烯酸酯乳液100份中搅拌15min即得到防火 涂料5。
实验测得防火涂料5的耐火极限为2.3h。
对比例1:
按照以下质量配比称重各制备组分:白色膨润土5份、磷酸二 锑10份、磷酸铝30份、氧化铝纤维55份;将各组分倒入立式高速 混合机中混合后加入丙烯酸酯乳液100份中搅拌15min即得到对比涂 料1。
实验测得对比涂料1的耐火极限为0.7h。
对比例2:
按照以下质量配比称重各制备组分:白色膨润土35份、磷酸 二锑50份、磷酸铝5份、氧化铝纤维10份;将各组分倒入立式高速 混合机中混合后加入丙烯酸酯乳液100份中搅拌15min即得到对比涂 料2。
实验测得对比涂料2的耐火极限为0.8h。
各实施例和对比例的制备组分及耐火极限如下表所示:
表1各实施例和对比例的制备组分及耐火极限
表中,耐火极限温度为小时,h。
由表1可知,白色膨润土和磷酸二锑的加入配比对组合物的耐 火极限影响较大,当白色膨润土和磷酸二锑的加入配比低于预设配比 时,玻璃态粘稠物质不易形成,当白色膨润土和磷酸二锑的加入配比 超出预设配比时,不易分解放出挥发性组分,生成的陶瓷化物质内部 微孔不易形成,因而会影响耐火极限。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容, 相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多 样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内 容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种防火涂料,所述防火涂料为水性防火涂料,其特征在于:所述防火涂料包括组合物与基材,且所述组合物与基材的质量配比为100:100;
所述组合物由以下质量配比的组分组成:
白色膨润土15-25份、磷酸二锑25-35份、磷酸铝10-20份、及氧化铝纤维30-40份;所述组合物中各固体组分粒径均在10微米以下;
所述基材选用丙烯酸酯乳液。
2.如权利要求1所述的一种防火涂料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)将制备组合物的各个组分按质量配比进行称量备用;
2)将步骤1)中各个组分倒入立式高速混合机混合中即得到组合物;
3)将组合物分多次加入丙烯酸酯乳液中,充分混合搅拌15-25min;
所述步骤2)中立式高速混合机的混合转速为500-700r/min;
所述步骤2)中立式高速混合机的混合时间为4-6min。
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