CN117925051A - 用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法 - Google Patents
用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117925051A CN117925051A CN202410113557.XA CN202410113557A CN117925051A CN 117925051 A CN117925051 A CN 117925051A CN 202410113557 A CN202410113557 A CN 202410113557A CN 117925051 A CN117925051 A CN 117925051A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solvent
- thermal runaway
- stirrer
- coating
- weight ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 28
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 16
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 16
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 claims abstract description 16
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 14
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 239000001038 titanium pigment Substances 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 20
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 5
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 5
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 4
- -1 aliphatic amines Chemical class 0.000 description 4
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000007705 chemical test Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RREANTFLPGEWEN-MBLPBCRHSA-N 7-[4-[[(3z)-3-[4-amino-5-[(3,4,5-trimethoxyphenyl)methyl]pyrimidin-2-yl]imino-5-fluoro-2-oxoindol-1-yl]methyl]piperazin-1-yl]-1-cyclopropyl-6-fluoro-4-oxoquinoline-3-carboxylic acid Chemical compound COC1=C(OC)C(OC)=CC(CC=2C(=NC(\N=C/3C4=CC(F)=CC=C4N(CN4CCN(CC4)C=4C(=CC=5C(=O)C(C(O)=O)=CN(C=5C=4)C4CC4)F)C\3=O)=NC=2)N)=C1 RREANTFLPGEWEN-MBLPBCRHSA-N 0.000 description 1
- 244000226021 Anacardium occidentale Species 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004842 bisphenol F epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 235000020226 cashew nut Nutrition 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 1
- LGQXXHMEBUOXRP-UHFFFAOYSA-N tributyl borate Chemical compound CCCCOB(OCCCC)OCCCC LGQXXHMEBUOXRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MDCWDBMBZLORER-UHFFFAOYSA-N triphenyl borate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OB(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 MDCWDBMBZLORER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUUHFRRPHJEEKV-UHFFFAOYSA-N tripotassium borate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]B([O-])[O-] WUUHFRRPHJEEKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明公开一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法，所述涂料包括基础溶剂和改性溶剂；基础溶剂包括无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、石墨烯、纳米碳粉、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉；改性溶剂包括胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。本发明提供的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料，在钢结构和设备没有发生热失控时其处于未激化状态，为钢结构和设备提供耐腐蚀、耐候保护，当火灾发生温度上升后，涂料吸收热量并激活其内部反应，厚度增加形成炭化层，有效阻隔热量传递，并且具有质量轻，造价低，易施工等优势。
Description
【技术领域】
本发明涉及隔热涂料技术领域，尤其涉及一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法。
【背景技术】
随着我国油气化工领域的不断深化，从内陆地向沿海、海上纵深，作业环境严苛，救援条件受限，保护人民生命与财产安全需要更优的解决方案。节能减排等政策落地，对友好型涂料提出了更高的要求。烃类物质易燃易爆，燃烧温度瞬间可达到1200摄氏度，极短时间内导致金属结构失去机械强度导致垮塌，设备失去服役能力。所以需要一种性价比较高的保护在意外发生前具备海洋环境的耐腐蚀、耐候保护，意外发生后具备防火隔热能力，保护金属结构在较长时间被不失去机械性能而导致垮塌，给人员逃生和消防救援争取更多时间，保护主要设备在意外发生后仍可继续服役，保护重大危险源，防止事故扩大；保护消防救援设备，持续服役，降低事故损失。
目前市场上商业化常用于烃类池火、喷射火火灾场景基本基于环氧树脂的无溶剂涂料，环氧树脂固化后能够对钢材提供更加牢固的附着力，同时提供优异的耐久性。非常适合应用于钢结构在碳氢化合物和喷射火灾中使用。现有抗喷射火防火涂料产品往往需要在施工时加入某种形式的强化层，如缠绕金属或耐高温合成网或布的形式，提高火灾中膨胀碳层的强度，加强喷射冲蚀保护能力。通过添加金属或金属化合物增加碳层强度，获得高冲蚀性的发泡碳层和低导热系数，保证碳层喷射火下不被破坏，提高隔热性能；通过控制研磨细度改变填料粒径，增加粘度；通过调整膨胀系数等工艺以降低韧性获得致密涂层，通过添加纤维增强耐冲蚀性。
已知的是，现有提高环氧基防火涂料膨胀碳层强度以抵御喷射火的方案有施工时铺设加强网、使用双涂层体系及物理添加金属或金属化合物等方案；通过控制研磨细度，添加纤维，调整膨胀系数实现。在高耐腐蚀、耐候性方面基本可以通过NORSOK M501对喷射火用钢结构防火涂料的防腐性和防腐测试衰减的要求，但上述方案均已无法适应于满足冷热循环后机械性能的技术要求，如延展性、抗压强度、拉伸强度等。而油气化工领域遍布各种气候环境，在使用温度和气候温度差较大的环境中，柔韧性是另外一个挑战。
申请号为CN201811237386.2的发明公布了一种由多种碳基材料增强的环氧膨胀型防火涂料，被广泛应用于石油化工、海洋设施等领域。该发明的环氧膨胀型防火涂料包括以下重量份的组分：所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。所述碳基材料混合物由石墨烯类物质、膨胀石墨和碳纤维按重量比0.01-2.00：1-10：1-5混合而成。所述石墨烯类物质的指标为：片层直径5～30微米，层数≤10层，氧含量15％～33％。所述膨胀石墨选自下列的一种或两种以上以任意比混合的混合物：50目、80目、120目、200目、325目。优选80目和325目混合，比例为3:1。所述碳纤维选自下列的一种或两种以上以任意比混合的混合物：长度0.5cm、1cm、1.5cm、2cm。优选长度0.5cm和1.0cm混合，比例为1:1。所述成碳催化剂、发泡剂、增韧剂分别为聚磷酸铵、三聚氰胺、磷酸酯类。所述成碳剂为季戊四醇、双季戊四醇中的一种或两者以任意比混合的混合物。所述成碳增强剂为含锌、硼化合物、高岭土、玻璃石英类物质或纤维状物质的一种或两种以上以任意比混合的混合物。含锌、硼的物质包括氧化锌、碳酸锌、硼酸锌、磷酸锌、氧化硼、硼酸、硼酸钠、硼酸钾、硼酸丁酯和硼酸苯酯。高岭土包括水洗高岭土、煅烧高岭土。纤维状物质包括玻璃纤维、高硅氧纤维、硅酸铝棉、玻璃棉和耐火棉。所述颜填料为钛白粉、炭黑、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁、粉煤灰漂珠、玻化微珠、陶瓷微珠中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。所述固化剂选自下列的一种或两种以上以任意比混合的混合物：芳香胺、脂肪胺、多乙烯多胺、酚醛胺、聚醚胺、Versamid系列、曼尼期碱类、腰果壳油改性胺类。优选酚醛胺固化剂，活泼氢当量300-350。所述助剂为气相二氧化硅或氢化蓖麻油中的一种。
该发明的环氧膨胀型防火涂料，防火涂料作为钢结构和设备外层，可使钢结构和设备在烃类火灾发生后具有较好的防火隔热性，按照国家标准GB14907-2002《钢结构防火涂料》中室外薄型防火涂料(WB)的性能要求进行测试通过外部火烧试验，通过该技术方案通过的隔热涂层能够起到隔热效果，但是缺点为需要辅助金属或金属化合物加强碳层强度来获得冲蚀抵抗能力，韧性一般，难适应冷热循环温差导致收缩。
鉴于此，实有必要提供一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法，旨在改善现有环氧膨胀型防火涂料韧性一般且难适应冷热循环温差的问题，具有质量轻，造价低，易施工等优点。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料，包括基础溶剂和改性溶剂；所述基础溶剂包括无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、石墨烯、纳米碳粉、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉；所述改性溶剂包括胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。
在一个优选实施方式中，在所述基础溶剂中：所述无溶剂环氧树脂的重量占比为25％-35％，所述阻燃剂的重量占比为5％-10％，所述消泡剂的重量占比为3％-6％，所述季戊四醇的重量占比为5％-10％，所述石墨烯重量占比3％-8％，所述纳米碳粉重量占比2％-5％，所述水合硼酸锌的重量占比为2％-5％，所述钛白粉的重量占比为30％-40％，所述硅微粉的重量占比为5％-10％。
在一个优选实施方式中，在所述改性溶剂中：所述胺固化剂的重量占比为10％-20％，所述消泡制剂的重量占比为5％-10％，所述固化促进剂的重量占比为5％-10％，所述三聚氰胺的重量占比为5％-10％，所述氢氧化铝的重量占比为5％-10％，所述白云石的重量占比为50％-60％，所述聚磷酸铵的重量占比为5％-10％。
本发明还提供了一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法，包括：
步骤S10，基础溶剂的制备：
S11：按照预设配比准备无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉；
S12：将无溶剂环氧树脂置于容器内，然后向其中缓慢加入阻燃剂、石墨烯、纳米碳粉，加入过程中使用搅拌器进行搅拌；
S13：依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉，并持续搅拌，随后在20℃-40℃的环境下进行冷却，同时持续搅拌；
S20，改性溶剂的制备：
S21：按照预设配比准备胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵；
S22：将胺固化剂置于混合容器内，然后向其中缓慢加入消泡剂，加入过程中使用搅拌器进行搅拌；
S23：依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石并持续搅拌，随后在25℃-35℃的环境下进行冷却，同时持续搅拌，然后将搅拌器转速降低，向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌；
S30，混合处理：将分别制备好的基础溶剂和改性溶剂按照2:1的重量配比取料至混合筒内，使用搅拌器对基础溶剂和改性溶剂进行混合处理。
在一个优选实施方式中，在所述步骤S12中，搅拌器的转速为500r/min-600r/min。
在一个优选实施方式中，在所述步骤S13中，依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉的过程中，持续搅拌4min-5min，并在冷却后同时调节搅拌器转速为1400r/min-1500r/min，并持续搅拌13min-15min。
在一个优选实施方式中，在所述步骤S22中，搅拌器的转速为500r/min-600r/min。
在一个优选实施方式中，在所述步骤S23中，依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石的过程中，持续搅拌4min-5min，并在冷却后同时调节搅拌器转速为1400r/min-1500r/min，并持续搅拌13min-15min；然后将搅拌器转速降低为500r/min-600r/min，向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌4min-5min。
本发明提供的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料，在钢结构和设备没有发生热失控时其处于未激化状态，为钢结构和设备提供耐腐蚀、耐候保护，当火灾发生温度上升后，涂料吸收热量并激活其内部反应，厚度增加形成炭化层，有效阻隔热量传递，并且具有质量轻，造价低，易施工等优势。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本发明的实施例中，提供一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料，包括基础溶剂和改性溶剂。
基础溶剂包括无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、石墨烯、纳米碳粉、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉。
其中，在基础溶剂中：无溶剂环氧树脂的重量占比为25％-35％，阻燃剂的重量占比为5％-10％，消泡剂的重量占比为3％-6％，季戊四醇的重量占比为5％-10％，石墨烯重量占比3％-8％，纳米碳粉重量占比2％-5％，水合硼酸锌的重量占比为2％-5％，钛白粉的重量占比为30％-40％，硅微粉的重量占比为5％-10％。
改性溶剂包括胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。此处，胺固化剂可以是聚酰胺固化剂。
其中，在改性溶剂中：胺固化剂的重量占比为10％-20％，消泡制剂的重量占比为5％-10％，固化促进剂的重量占比为5％-10％，三聚氰胺的重量占比为5％-10％，氢氧化铝的重量占比为5％-10％，白云石的重量占比为50％-60％，聚磷酸铵的重量占比为5％-10％。
在一个示例性的实施例中，对上述用于烃类火焰的防热失控隔热涂料进行理化测试，以说明本发明的防火材料的特性。
将本发明的防火涂料按照甲乙组分1：1比例称重混合好后涂覆在长150mm、宽150mm、厚6mm的钢板上，涂层厚度8.2mm。在室温下固化24小时，然后放入50℃烘箱继续固化3天。接着依照UL1709烃类火灾升温条件对本发明的烃类火灾导致热失控防火涂料形成的涂层进行防火测试。钢板背面温度达到400℃的时间判定为涂料耐火极限。
碳层抗压强度测试：将耐火性能测试后的碳层从中心部位切取50mm*50mm的正方形炭质层，碳层要用锋利的刀片裁切到钢板基材。量测取下碳层的厚度，将碳层试块放置在万能拉力机上，以0.1kN/s的行进速度，压缩至总碳层高度的一半，记录压强值。
理化测试结果:8.2mm涂层的耐火时间90min；碳层抗压强度0.5MPa。因此，可以看出，防火涂料在钢结构和设备没有发生热失控时其处于未激化状态，为钢结构和设备提供耐腐蚀、耐候保护，当火灾发生温度上升后，涂料吸收热量并激活其内部反应，厚度增加形成炭化层，有效阻隔热量传递。
本发明还提供了一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法，如图1所示，包括步骤S10-S30。其中，步骤S10包括子步骤S11-S13，步骤S20包括子步骤S21-S23。
步骤S10，基础溶剂的制备：
S11：按照预设配比准备无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉。
S12：将无溶剂环氧树脂置于容器内，然后向其中缓慢加入阻燃剂、石墨烯、纳米碳粉，加入过程中使用搅拌器进行搅拌。其中，该搅拌器的转速为500r/min-600r/min，优选为600r/min。
S13：依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉，并持续搅拌4min-5min，优选为5min；随后在20℃-40℃的环境下进行冷却，同时持续搅拌13min-15min，优选为-15min，且调节搅拌器转速为1400r/min-1500r/min，优选为1500r/min。
S20，改性溶剂的制备：
S21：按照预设配比准备胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。
S22：将胺固化剂置于混合容器内，然后向其中缓慢加入消泡剂，加入过程中使用搅拌器进行搅拌。其中，该搅拌器的转速为500r/min-600r/min，优选为600r/min。
S23：依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石并持续搅拌4min-5min，优选为5min；随后在25℃-35℃的环境下进行冷却，同时调节搅拌器转速为1400r/min-1500r/min，持续搅拌13min-15min，优选为以1500r/min转速持续搅拌15min；然后将搅拌器转速降低为500r/min-600r/min，向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌4min-5min，优选为以600r/min转速持续搅拌5min。
S30，混合处理：将分别制备好的基础溶剂和改性溶剂按照2:1的重量配比取料至混合筒内，使用搅拌器对基础溶剂和改性溶剂进行混合处理。
进一步的，若采用基础溶剂与改性溶剂按质量比1:1的比例称量并混合搅匀得到的防火材料，并采用手工抹涂施工。其理化测试结果：8.2mm涂层的耐火时间90min；碳层抗压强度0.6MPa。
对比例1：采用阿克苏诺贝尔生产的Chartek1709进行测试。其测试结果：8.2mm涂层的耐火时间90min；碳层抗压强度0.2MPa。
对比例2采用PPG生产的PITT-CHAR XP进行测试。其测试结果：8.2mm涂层的耐火时间90min；碳层抗压强度0.3MPa。
根据上述对比可得，本技术方案可以通过石墨烯的混合均匀度提升涂层结构获得更有的耐冲蚀强度，保留了涂层韧性，和透水率，稳定涂层满足NORSOK防腐耐候的要求的同时还可以起到防火隔热作用，当烃类火灾发生后，可以有效对钢结构和设备进行防火隔热保护。
综上所述，本发明提供的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料，在钢结构和设备没有发生热失控时其处于未激化状态，为钢结构和设备提供耐腐蚀、耐候保护，当火灾发生温度上升后，涂料吸收热量并激活其内部反应，厚度增加形成炭化层，有效阻隔热量传递，并且具有质量轻，造价低，易施工等优势，为油气化工领域提供一种新的解决方案。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (8)
1.一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料，其特征在于，包括基础溶剂和改性溶剂；所述基础溶剂包括无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、石墨烯、纳米碳粉、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉；所述改性溶剂包括胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。
2.如权利要求1所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料，其特征在于，在所述基础溶剂中：所述无溶剂环氧树脂的重量占比为25％-35％，所述阻燃剂的重量占比为5％-10％，所述消泡剂的重量占比为3％-6％，所述季戊四醇的重量占比为5％-10％，所述石墨烯重量占比3％-8％，所述纳米碳粉重量占比2％-5％，所述水合硼酸锌的重量占比为2％-5％，所述钛白粉的重量占比为30％-40％，所述硅微粉的重量占比为5％-10％。
3.如权利要求1所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料，其特征在于，在所述改性溶剂中：所述胺固化剂的重量占比为10％-20％，所述消泡制剂的重量占比为5％-10％，所述固化促进剂的重量占比为5％-10％，所述三聚氰胺的重量占比为5％-10％，所述氢氧化铝的重量占比为5％-10％，所述白云石的重量占比为50％-60％，所述聚磷酸铵的重量占比为5％-10％。
4.一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S10，基础溶剂的制备：
S11：按照预设配比准备无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉；
S12：将无溶剂环氧树脂置于容器内，然后向其中缓慢加入阻燃剂、石墨烯、纳米碳粉，加入过程中使用搅拌器进行搅拌；
S13：依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉，并持续搅拌，随后在20℃-40℃的环境下进行冷却，同时持续搅拌；
S20，改性溶剂的制备：
S21：按照预设配比准备胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵；
S22：将胺固化剂置于混合容器内，然后向其中缓慢加入消泡剂，加入过程中使用搅拌器进行搅拌；
S23：依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石并持续搅拌，随后在25℃-35℃的环境下进行冷却，同时持续搅拌，然后将搅拌器转速降低，向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌；
S30，混合处理：将分别制备好的基础溶剂和改性溶剂按照2:1的重量配比取料至混合筒内，使用搅拌器对基础溶剂和改性溶剂进行混合处理。
5.如权利要求4所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S12中，搅拌器的转速为500r/min-600r/min。
6.如权利要求4所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S13中，依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉的过程中，持续搅拌4min-5min，并在冷却后同时调节搅拌器转速为1400r/min-1500r/min，并持续搅拌13min-15min。
7.如权利要求4所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S22中，搅拌器的转速为500r/min-600r/min。
8.如权利要求4所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S23中，依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石的过程中，持续搅拌4min-5min，并在冷却后同时调节搅拌器转速为1400r/min-1500r/min，并持续搅拌13min-15min；然后将搅拌器转速降低为500r/min-600r/min，向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌4min-5min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410113557.XA CN117925051A (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410113557.XA CN117925051A (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117925051A true CN117925051A (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=90764387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410113557.XA Pending CN117925051A (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117925051A (zh) |
-
2024
- 2024-01-26 CN CN202410113557.XA patent/CN117925051A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109370288B (zh) | 一种木质材料用膨胀型水性防火阻燃涂料及其制备方法 | |
| AU2004247667B2 (en) | Multi-layer fire-barrier systems | |
| CN101134854B (zh) | 一种隧道防火涂料 | |
| KR20090116042A (ko) | 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 건축물에 내화성부여 방법 | |
| CN101210123B (zh) | 防火涂料 | |
| CN110698892A (zh) | 一种钢结构水性防火涂料及其制备方法 | |
| CN115093770B (zh) | 一种高强韧耐久型双组份膨胀防火涂料及其制备方法 | |
| CN113122124B (zh) | 一种膨胀型阻燃绝热防火涂料及制备方法 | |
| CN109504232A (zh) | 一种由多种碳基材料增强的环氧膨胀型防火涂料 | |
| CN114539886B (zh) | 一种船舶及海洋设施用防火涂料、制备方法及耐火分隔结构 | |
| CN114249992B (zh) | 一种阶梯熔融耐高温隔热防火涂料及其制备方法和应用 | |
| CN114656811B (zh) | 一种防火保温隔热无机涂层材料及其制备方法 | |
| CN116120811A (zh) | 一种水性丙烯酸树脂复合改性气凝胶隔热防火涂层及其制备方法 | |
| CN112358818A (zh) | 一种防火胶及其制备方法 | |
| CN110317510B (zh) | 膨胀型的防火涂料及其制备方法 | |
| KR101769145B1 (ko) | 난연 코팅제 조성물 및 이를 이용한 가연성 소재의 난연 처리방법 | |
| CN109867948A (zh) | 一种弹性高效防火封堵板材及其制备方法 | |
| CN117925051A (zh) | 用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法 | |
| CN108559359A (zh) | 一种相变吸热、膨胀阻燃的钢结构防火涂料及其制备方法 | |
| CN109401406B (zh) | 一种水性涂料用膨胀型抑烟阻燃剂及其制备方法 | |
| CN101210111A (zh) | 有机/无机复合材料与包含该复合材料的防火板材 | |
| EP0281226B1 (en) | Endothermic fire protective material | |
| CN113354988A (zh) | 一种防腐防火涂料及其制备方法 | |
| CN1215133C (zh) | 含水膨胀涂料组合物及应用 | |
| KR101437636B1 (ko) | 수성 세라믹 불연도료 조성물의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |