CN114539839A - 一种抗菌超薄防火水性涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗菌超薄防火水性涂料及其制备方法,包括有以下组成成分:磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液15‑35%、硅酸盐水泥10‑30%、三聚氰胺改性纤维素10‑25%、脱胶脱脂动物骨粉10‑15%、硼硅酸盐陶瓷微粉10‑20%、壳聚糖微粉5‑15%、氯化石蜡5‑15%、消泡剂3‑8%、成膜剂3‑5%、纳米碳基复合物3‑8%、催干剂2‑5%、增韧剂2‑4%、流平剂1‑3%、分散剂1‑2%、水10‑40%。通过将防水防火树脂与硅酸盐水泥混合,通过硅酸盐和氮磷的防火性能,大大提高了涂料的耐火耐温性能,通过添加三聚氰胺改性、动物骨粉进一步对涂料的防火性能进行补充,通过加入壳聚糖起到了很好的抗菌防霉的效果,通过加入纳米碳剂复合物,对整个涂料的强韧性起到了很好的提升作用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料生产制备技术领域,具体涉及一种微抗菌超薄防火水性涂料及制备方法。
背景技术
钢材不具备可燃性,但是钢材的导热系数大,常温导热系数达58.2W/m·K。遇火或遇热温度达到500℃左右时,钢材的弹性模量、屈服强度和极限强度将显著降低,应变急剧增大,致使其迅速扭曲变形,导致钢结构部分或全部塌陷破坏。实验表明,钢材具有耐热而不耐高温的特性,并随着温度的升高,钢材的强度会逐渐降低。如在火灾的作用下,钢结构构件温度达到350℃、500℃、600℃时,强度分别下降1/3、1/2和2/3。当温度一旦达到500℃以上,钢结构构件就会发生软化而导致建筑瞬时崩溃倒塌。而涂覆在钢结构表面的膨胀型防火涂料能够延长火灾中钢结构建筑的支撑时间,为人们赢得撤离火灾现场的时间。
钢结构防火涂料发展到现在,可用不同的方法来对其分类:从所用的分散体系进行分类,可分为水溶型和溶剂型;从防火形式进行分类,可分为膨胀型和非膨胀型;在应用范围上,进行分类分室外型和室内型;从厚度来分类,分为厚涂型、薄涂型和超薄型。目前常用的品种中厚涂型和薄涂型涂料大多是水溶型的,超薄型有水溶型和溶剂型两类。薄涂型和超薄型基本上都是膨胀型,厚涂型是非膨胀型的。
近年来,随着人们环保意识的不断增强,水性防火涂料受到了越来越多的关注。水性防火涂料以水做溶剂,因此价格较油性防火涂料低并且降低了对大气的污染;水性涂料仅采用少量或者不采用有机溶剂,改善了作业环境,同时,在降低污染、节省资源方面的效果也比较显著;水性涂料涂层附着力强,对材质表面的适应性也比较好;水性涂料施工涂装工具可用水清洗,从而减少清洗溶剂的消耗;水性防火涂料的展平性好,在内腔、焊缝、棱角、棱边等部位都能进行施工,具有很好的防护性。
水性防火涂料阻燃原理如下:(1)本身具有难燃性或不燃性。涂层遇火受热后,可以通过熔融、膨胀等物理变化以及聚合物等组分的分解和炭化等化学作用吸收大量热量,抵消一部分作用于物体的热,从而延缓基材的受热升温过程;(2)遇火受热分解出不可燃的惰性气体,冲淡被保护基材受热分解出的易燃气体和空气中的氧气,抑制燃烧;(3)遇热释放活性自由基。该活性自由基与有机自由基结合后能减缓或终止燃烧连锁反应;(4)遇热膨胀,形成隔热隔氧的膨胀炭层,封闭基材,从而阻止基材着火燃烧。
专利CN102675992B介绍了一种以苯丙乳液,聚磷酸铵,季戊四醇,三聚氰胺,钛白粉,氢氧化铝,硼酸锌,氯化石蜡,防腐杀菌剂,分散剂,成膜助剂,纤维素醚,羟基硅油和水制备的膨胀型水性饰面防火涂料。在水中浸泡72小时,不开裂、不起泡、不脱落,耐火时间为40min。但是该防火涂料耐火时间较短,原因是火灾中产生的膨胀炭缺乏强度和耐久性。
另外,现有市场中的防火涂料在实际应用中,涂层厚度一般要20mm,涂层过厚会导致装饰性差和施工不方便的问题。
因此,如何制备涂层轻薄且耐火时间长的防火涂料是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明为了解决上述的技术问题,提供一种抗菌超薄防火水性涂料及制备方法,通过将防水防火树脂与硅酸盐水泥混合,通过硅酸盐和氮磷的防火性能,大大提高了涂料的耐火耐温性能,通过添加三聚氰胺改性、动物骨粉进一步对涂料的防火性能进行补充,通过加入壳聚糖起到了很好的抗菌防霉的效果,通过加入纳米碳剂复合物,对整个涂料的强韧性起到了很好的提升作用。
为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种抗菌超薄防火水性涂料,包括有以下组成成分:
磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液15-35%
硅酸盐水泥10-30%
三聚氰胺改性纤维素10-25%
脱胶脱脂动物骨粉10-15%
硼硅酸盐陶瓷微粉10-20%
壳聚糖微粉5-15%
氯化石蜡5-15%
消泡剂3-8%
成膜剂3-5%
水10-40%。
进一步地,抗菌超薄防火水性涂料还包括有3-8%的纳米碳基复合物,其中,纳米碳基复合纤维粉为氧化石墨烯、纳米碳纤维和碳纳米管的混合物。
进一步地,抗菌超薄防火水性涂料还包括有2-5%的催干剂。
进一步地,抗菌超薄防火水性涂料还包括有2-4%的增韧剂。
进一步地,抗菌超薄防火水性涂料还包括有1-3%的流平剂。
进一步地,抗菌超薄防火水性涂料还包括有1-2%的分散剂。
一种如上所述的抗菌超薄防火水性涂料的制备方法,包括有以下步骤:
(1)、干混:按照配方准确称取所需重量份数的硅酸盐水泥、三聚氰胺改性纤维素、脱胶脱脂动物骨粉、硼硅酸盐陶瓷微粉、壳聚糖微粉,将其搅拌混合均匀,并过200-400目筛,过筛后再次混合均匀备用;
(2)、分散:在预混合分散缸中加入全部的磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液和1/2-2/3的氯化石蜡,开启分散机在转速500-1000min下加入1/2-2/3的溶剂水,充分搅拌均匀后加入全部的步骤1的混合物料,再加入全部的消泡剂、成膜剂、催干剂、增韧剂、流平剂和分散剂,静置30-60min,将分散机的转速500-1000r/min进行充分搅拌,形成预分散涂料;
(3)、调粘:将剩余的溶剂水和氯化石蜡以及纳米碳基复合物加入涂料中,开启分散机进行搅拌分散,控制转速为500-1000r/min,分散10-25min,调整涂料的粘度,将分散后的涂料进行过200-400目筛过滤除去大颗粒或将分散后的涂料在10-20℃下超声20-30min,制成成品抗菌超薄防火水性涂料;
(4)、包装:将得到的成品抗菌超薄防火水性涂料使用100-200目筛进行低温二次过滤回笼5-10min,并进行低温真空包装,然后包装入库。
其中,制备方法步骤4中低温二次过滤回笼时的温度为5-15℃,低温真空包装时的温度为5-10℃。
本发明的有益效果:本发明制备得到的抗菌超薄防火水性涂料通过将防水防火树脂与硅酸盐水泥混合,通过硅酸盐和氮磷的防火性能,大大提高了涂料的耐火耐温性能,通过添加三聚氰胺改性、动物骨粉进一步对涂料的防火性能进行补充,通过加入壳聚糖起到了很好的抗菌防霉的效果,通过加入纳米碳剂复合物,对整个涂料的强韧性起到了很好的提升作用,本发明通过将多种物料进行组合得到的防火涂料具有优良的多功能效果,能够运用至多种场合。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施例,对本发明所要求保护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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗菌超薄防火水性涂料,包括有以下组成成分:
磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液15%
硅酸盐水泥10%
三聚氰胺改性纤维素10%
脱胶脱脂动物骨粉10%
硼硅酸盐陶瓷微粉10%
壳聚糖微粉5%
氯化石蜡5%
纳米碳基复合物3%
消泡剂3%
成膜剂3%
催干剂2%
增韧剂2%
流平剂1%
分散剂1%
水20%。
其中,纳米碳基复合纤维粉为氧化石墨烯、纳米碳纤维和碳纳米管的混合物。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于:
一种抗菌超薄防火水性涂料,包括有以下组成成分:
磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液25%
硅酸盐水泥10%
三聚氰胺改性纤维素10%
脱胶脱脂动物骨粉10%
硼硅酸盐陶瓷微粉10%
壳聚糖微粉5%
氯化石蜡5%
纳米碳基复合物3%
消泡剂3%
成膜剂3%
催干剂2%
增韧剂2%
流平剂1%
分散剂1%
水10%。
实施例3
本实施例与实施例1、2的不同之处在于:
一种抗菌超薄防火水性涂料,包括有以下组成成分:
磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液15%
硅酸盐水泥15%
三聚氰胺改性纤维素10%
脱胶脱脂动物骨粉10%
硼硅酸盐陶瓷微粉10%
壳聚糖微粉5%
氯化石蜡5%
纳米碳基复合物3%
消泡剂3%
成膜剂3%
催干剂2%
增韧剂2%
流平剂1%
分散剂1%
水15%。
实施例4
本实施例与实施例1、2、3的不同之处在于:
一种抗菌超薄防火水性涂料,包括有以下组成成分:
磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液15%
硅酸盐水泥20%
三聚氰胺改性纤维素10%
脱胶脱脂动物骨粉10%
硼硅酸盐陶瓷微粉10%
壳聚糖微粉5%
氯化石蜡5%
纳米碳基复合物3%
消泡剂3%
成膜剂3%
催干剂2%
增韧剂2%
流平剂1%
分散剂1%
水10%。
基于上述实施例的一种抗菌超薄防火水性涂料的制备方法,包括有以下步骤:
(1)、干混:按照配方准确称取所需重量份数的硅酸盐水泥、三聚氰胺改性纤维素、脱胶脱脂动物骨粉、硼硅酸盐陶瓷微粉、壳聚糖微粉,将其搅拌混合均匀,并过200目筛,过筛后再次混合均匀备用;
(2)、分散:在预混合分散缸中加入全部的磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液和2/3的氯化石蜡,开启分散机在转速1000min下加入2/3的溶剂水,充分搅拌均匀后加入全部的步骤1的混合物料,再加入全部的消泡剂、成膜剂、催干剂、增韧剂、流平剂和分散剂,静置60min,将分散机的转速1000r/min进行充分搅拌,形成预分散涂料;
(3)、调粘:将剩余的溶剂水和氯化石蜡以及纳米碳基复合物加入涂料中,开启分散机进行搅拌分散,控制转速为1000r/min,分散25min,调整涂料的粘度,将分散后的涂料进行过200目筛过滤除去大颗粒或将分散后的涂料在20℃下超声20min,制成成品抗菌超薄防火水性涂料;
(4)、包装:将得到的成品抗菌超薄防火水性涂料使用200目筛进行低温二次过滤回笼10min,并进行低温真空包装,然后包装入库。
更进一步地,制备方法步骤4中低温二次过滤回笼时的温度为15℃,低温真空包装时的温度为10℃。
对每一实施例所产出的抗菌超薄防火水性涂料作性能介绍,产品经检测和应用,其结果如下表:
本发明制备得到的抗菌超薄防火水性涂料通过将防水防火树脂与硅酸盐水泥混合,通过硅酸盐和氮磷的防火性能,大大提高了涂料的耐火耐温性能,通过添加三聚氰胺改性、动物骨粉进一步对涂料的防火性能进行补充,通过加入壳聚糖起到了很好的抗菌防霉的效果,通过加入纳米碳剂复合物,对整个涂料的强韧性起到了很好的提升作用,本发明通过将多种物料进行组合得到的防火涂料具有优良的多功能效果,能够运用至多种场合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种抗菌超薄防火水性涂料,其特征在于,所述抗菌超薄防火水性涂料包括有以下组成成分:
磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液15-35%
硅酸盐水泥10-30%
三聚氰胺改性纤维素10-25%
脱胶脱脂动物骨粉10-15%
硼硅酸盐陶瓷微粉10-20%
壳聚糖微粉5-15%
氯化石蜡5-15%
消泡剂3-8%
成膜剂3-5%
水10-40%。
2.根据权利要求1所述的抗菌超薄防火水性涂料,其特征在于,所述抗菌超薄防火水性涂料还包括有3-8%的纳米碳基复合物,其中,纳米碳基复合纤维粉为氧化石墨烯、纳米碳纤维和碳纳米管的混合物。
3.根据权利要求1所述的抗菌超薄防火水性涂料,其特征在于,所述抗菌超薄防火水性涂料还包括有2-5%的催干剂。
4.根据权利要求1所述的抗菌超薄防火水性涂料,其特征在于,所述抗菌超薄防火水性涂料还包括有2-4%的增韧剂。
5.根据权利要求1所述的抗菌超薄防火水性涂料,其特征在于,所述抗菌超薄防火水性涂料还包括有1-3%的流平剂。
6.根据权利要求1所述的抗菌超薄防火水性涂料,其特征在于,所述抗菌超薄防火水性涂料还包括有1-2%的分散剂。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的抗菌超薄防火水性涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括有以下步骤:
(1)、干混:按照配方准确称取所需重量份数的硅酸盐水泥、三聚氰胺改性纤维素、脱胶脱脂动物骨粉、硼硅酸盐陶瓷微粉、壳聚糖微粉,将其搅拌混合均匀,并过200-400目筛,过筛后再次混合均匀备用;
(2)、分散:在预混合分散缸中加入全部的磷氮掺杂单壁碳纳米管改性酚醛树脂乳液和1/2-2/3的氯化石蜡,开启分散机在转速500-1000min下加入1/2-2/3的溶剂水,充分搅拌均匀后加入全部的步骤1的混合物料,再加入全部的消泡剂、成膜剂、催干剂、增韧剂、流平剂和分散剂,静置30-60min,将分散机的转速500-1000r/min进行充分搅拌,形成预分散涂料;
(3)、调粘:将剩余的溶剂水和氯化石蜡以及纳米碳基复合物加入涂料中,开启分散机进行搅拌分散,控制转速为500-1000r/min,分散10-25min,调整涂料的粘度,将分散后的涂料进行过200-400目筛过滤除去大颗粒或将分散后的涂料在10-20℃下超声20-30min,制成成品抗菌超薄防火水性涂料;
(4)、包装:将得到的成品抗菌超薄防火水性涂料使用100-200目筛进行低温二次过滤回笼5-10min,并进行低温真空包装,然后包装入库。
8.根据权利要求7所述的抗菌超薄防火水性涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法步骤4中低温二次过滤回笼时的温度为5-15℃,低温真空包装时的温度为5-10℃。
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