TWI835665B - 防火隔熱塗料 - Google Patents
防火隔熱塗料 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI835665B TWI835665B TW112121082A TW112121082A TWI835665B TW I835665 B TWI835665 B TW I835665B TW 112121082 A TW112121082 A TW 112121082A TW 112121082 A TW112121082 A TW 112121082A TW I835665 B TWI835665 B TW I835665B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- heat
- fire
- retardant
- insulating coating
- phosphate
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title description 35
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 33
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 33
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- RGPUVZXXZFNFBF-UHFFFAOYSA-K diphosphonooxyalumanyl dihydrogen phosphate Chemical compound [Al+3].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O RGPUVZXXZFNFBF-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 15
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims abstract description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 15
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 5
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- MSRJTTSHWYDFIU-UHFFFAOYSA-N octyltriethoxysilane Chemical compound CCCCCCCC[Si](OCC)(OCC)OCC MSRJTTSHWYDFIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000004079 fireproofing Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018626 Al(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229940008099 dimethicone Drugs 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- RSKGMYDENCAJEN-UHFFFAOYSA-N hexadecyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC RSKGMYDENCAJEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQFLQYOOQVLGTQ-UHFFFAOYSA-L magnesium;dihydrogen phosphate Chemical compound [Mg+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O QQFLQYOOQVLGTQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000401 monomagnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019785 monomagnesium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N n-(3-trimethoxysilylpropyl)aniline Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC1=CC=CC=C1 KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- POWFTOSLLWLEBN-UHFFFAOYSA-N tetrasodium;silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] POWFTOSLLWLEBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Abstract
一種防火隔熱塗料，是由包含磷酸鹽基黏著劑、固化劑、填料及防水劑的組成物所形成，其中，該磷酸鹽基黏著劑包括磷酸二氫鋁，該固化劑包括二氧化鈦及二氧化鋯，該填料包括三氧化二鋁及硼酸，該防水劑選自於由烷氧基矽烷及聚醚改性矽油所組成的群組。透過該磷酸鹽基黏著劑、固化劑、填料及防水劑相互作用產生的協同效應，該防火隔熱塗料所形成的防火隔熱層具有良好的防火性及隔熱性並還具有耐濕性。
Description
本發明是有關於一種塗料，特別是指一種防火隔熱塗料。
公開專利CN104530782A是關於一種磷酸鹽塗層溶液，該公開專利是將磷酸、氫氧化鋁、氧化鎂和鉻酐混合配製成磷酸鹽基液，再將該磷酸鹽基液、矽溶膠、聚醚改性矽油和水混合獲得該磷酸鹽塗層溶液，其中，該磷酸鹽基液的成分包括磷酸二氫鋁、磷酸二氫鎂和鉻酐。該磷酸鹽塗層溶液中的該磷酸二氫鋁起成膜作用而有利於附著性及絕緣性。該聚醚改性矽油讓該磷酸鹽塗層溶液與空氣接觸的表面形成一層薄膜，能防止或減少該磷酸鹽塗層溶液在矽鋼板表面乾燥形成塗層的過程中起泡及形成凹穴，以及能降低所形成的塗層的熱膨脹係數，增大矽鋼板表面產生的拉應力使得鐵損進一步降低從而改善矽鋼板的磁性。該磷酸鹽塗層溶液形成的塗層具有良好的附著性、絕緣性及耐蝕性，但並無防火性及隔熱性。
公告專利TW I695869B是關於一種防火塗料，其包含水、正矽酸鈉、偏矽酸鈉、氫氧化鋁、二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、硼酸鋅、氧化鐵、石墨粉、鋁粉、水性PU樹脂及批土。由該防火塗料塗布於木材、塑膠或金屬等建材基材上所形成的防火塗層，在該防火塗層的厚度約0.25 cm的條件下，該防火塗層被1300℃的火焰噴射燃燒下具有5分鐘內燃燒不穿透的效果。
因此，本發明之目的，即在提供一種防火隔熱塗料。
於是，本發明防火隔熱塗料，是由包含以下成分的組成物所形成：
磷酸鹽基黏著劑，包括磷酸二氫鋁；
固化劑，包括二氧化鈦及二氧化鋯；
填料，包括三氧化二鋁及硼酸；及
防水劑，選自於由烷氧基矽烷及聚醚改性矽油所組成的群組。
本發明之功效在於：本發明防火隔熱塗料透過該磷酸二氫鋁、二氧化鈦、二氧化鋯、三氧化二鋁、硼酸及防水劑相互作用產生的協同效應，該防火隔熱塗料所形成的防火隔熱層具有良好的防火性及隔熱性並還具有耐濕性。且該防火隔熱塗料透過上述各成分的相互作用，該防火隔熱層的厚度約0.2 mm至0.5 mm即能達到良好的防火性及隔熱性。
本發明防火隔熱塗料是由包含磷酸鹽基黏著劑、固化劑、填料及防水劑的組成物反應所形成。該磷酸鹽基黏著劑包括磷酸二氫鋁[Al(H
2PO
4)
3]。該固化劑包括二氧化鈦(TiO
2)及二氧化鋯(ZrO
2)。該填料包括三氧化二鋁(Al
2O
3)及硼酸(H
3BO
3)。該防水劑選自於由烷氧基矽烷及聚醚改性矽油所組成的群組。該防火隔熱塗料形成的一防火隔熱層具有良好的隔熱性及防火性。
其中，該磷酸二氫鋁與該固化劑會進行交聯反應生成交聯結構及水，該交聯結構的強度會隨溫度增加而提昇，因此當該防火隔熱層接觸到火焰時，該防火隔熱層中的該交聯結構會變得更強，足以讓該防火隔熱層的結構不被火焰破壞且穿透，因此該防火隔熱層具有良好的防火性，再者該交聯反應生成的水可以吸收火焰產生的熱量，也有助於該防火隔熱層的防火性及隔熱性。較佳地，以該組成物的總量為100wt%計，該磷酸二氫鋁的含量範圍為70wt%至90wt%。
該二氧化鈦除了參與該交聯反應，還賦予該防火隔熱層機械強度及高溫穩定性，讓該防火隔熱層在火焰造成的高溫環境中不易破裂及脫落從而達到防火效果。較佳地，以該組成物的總量為100wt%計，該二氧化鈦的含量範圍為1wt%至10wt%。
該二氧化鋯除了參與該交聯反應，還賦予該防火隔熱層機械強度。且當該防火隔熱層在火焰造成的高溫環境中時，該二氧化鋯會從正方晶系轉變成單斜晶系，使得該防火隔熱層發生些微的熱膨脹而伴隨生成多個微小孔洞，這些微小孔洞提供抗熱震性及降低熱傳導性，因此有助於該防火隔熱層的隔熱性。較佳地，以該組成物的總量為100wt%計，該二氧化鋯的含量範圍為1wt%至10wt%。
硼酸於約200℃下會轉變成三氧化二硼及水，因此當該防火隔熱層接觸到火焰產生的高溫時，該防火隔熱層中的該硼酸會轉變成三氧化二硼及水，在火焰產生的高溫下該三氧化二硼又會與該三氧化二鋁形成彈性模量高的化合物9Al
2O
3•2B
2O
3，該化合物9Al
2O
3•2B
2O
3會讓該防火隔熱層的彈性模量提高，且能讓該防火隔熱層在高溫環境中因水氣的蒸發而具有膨脹性，因此該防火隔熱層在有限的膨脹性下具有良好的剛性，從而有助於該防火隔熱層的隔熱性及防火性。較佳地，以該組成物的總量為100wt%計，該硼酸的含量範圍為1wt%至5wt%，能使該防火隔熱層在高溫環境中具有最適化的膨脹性。
該三氧化二鋁具耐高溫衝擊性而能提供強度來穩定上述的微小孔洞，從而降低該防火隔熱層接觸火焰時及在高溫環境中的熱傳導，因此有助於該防火隔熱層的隔熱性。並由於該三氧化二鋁會與該三氧化二硼成為該化合物9Al
2O
3•2B
2O
3，較佳地，以該組成物的總量為100wt%計，該三氧化二鋁的含量範圍為1wt%至5wt%，能使該防火隔熱層在高溫環境中具有最適化的膨脹性。
該防水劑會物理性地包覆且潤濕該填料及該固化劑的表面，降低該填料及該固化劑的表面能，從而起到讓該填料及該固化劑均勻分散在該磷酸鹽基黏著劑中的作用。另一方面，該磷酸二氫鋁與該固化劑接觸即會開始進行交聯反應，透過添加該防水劑能降低在製備該防火隔熱塗料的階段、製備該防火隔熱層的階段及該防火隔熱層未接觸火焰高溫的狀態下該磷酸二氫鋁與該固化劑進行該交聯反應的速率，因而讓該防火隔熱塗料具有較低的黏度而於塗布以製備該防火隔熱層時工作性良好，且所製得的該防火隔熱層的緻密性佳，再者也能讓該防火隔熱層接觸火焰高溫時還存在該磷酸二氫鋁與該固化劑在持續進行該交聯反應，更進一步提昇該防火隔熱層的緻密性，從而有助於該防火隔熱層的隔熱性及防火性。此外，該防水劑還賦予該防火隔熱層耐濕性。較佳地，該烷氧基矽烷是選自於由具有苯環的烷氧基矽烷及具有碳鏈的烷氧基矽烷所組成的群組。該具碳鏈的烷氧基矽烷的具體種類例如但不限於正辛基三乙氧基矽烷、十六烷基三甲氧基矽烷等。該具有苯環的烷氧基矽烷的具體種類例如但不限於苯基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基矽烷等。更佳地，該烷氧基矽烷是選自於具有碳鏈的烷氧基矽烷。該聚醚改性矽油例如但不限於聚乙二醇-12 聚二甲基矽氧烷(PEG-12 dimethicone)等。較佳地，以該組成物的總量為100wt%計，該防水劑的含量範圍為1wt%至3wt%，能使該防火隔熱塗料具有更佳的工作性、符合綠色塗料定義(有機成分的含量小於5wt%)，以及該防火隔熱層在高溫環境中時不易燃及不易產生煙霧。
該磷酸鹽基黏著劑是由磷酸及氫氧化鋁反應所形成，該磷酸及氫氧化鋁反應會生成該磷酸二氫鋁，反應式為Al(OH)
3+ 3 H
3PO
4→ Al(H
2PO
4)
3+ 3H
2O。在本發明的一些實施態樣中，該磷酸與該氫氧化鋁的用量比例為磷與鋁的莫耳比值在0.5至3.0的範圍內；以及，是讓該磷酸與該氫氧化鋁在溫度範圍120℃至170℃反應。該磷與鋁的莫耳比值在0.5至3.0的範圍內時，該磷酸鹽基黏著劑中的該磷酸二氫鋁的含量較高，從而使該防火隔熱層具較佳的機械強度及高溫穩定性，另一方面，於此範圍內，該氫氧化鋁為過量，所以該磷酸鹽基黏著劑中還包括氫氧化鋁，當該防火隔熱層接觸到火焰時，該氫氧化鋁在約300℃會分解成氧化鋁及水並伴隨吸熱反應，因此有助於使該防火隔熱層具有更佳的防火性及隔熱性。
該防火隔熱塗料的製備是在該磷酸鹽基黏著劑中依序加入該防水劑、該填料及該固化劑而組成該組成物，並且讓該組成物在50℃至70℃反應30分鐘至60分鐘。
該防火隔熱層的製備是讓一層該防火隔熱塗料在50℃至100℃下乾燥。該防火隔熱塗料對例如但不限於鋼材、塑膠、木材或石材等基材都有好的附著性。該防火隔熱塗料可經由例如但不限於刷塗或噴塗等任何塗布手段被塗布在該基材的表面。
該防火隔熱塗料形成的該防火隔熱層具有良好的防火性及隔熱性，且該防火隔熱層接觸火焰時不會釋出有毒氣體及黑煙。該防火隔熱塗料可應用在航太、電子元件、車輛、建築等領域的防火隔熱需求。
該防火隔熱層的厚度不限，任何厚度的該防火隔熱層皆具有良好的防火性及隔熱性。尤為值得一提的是，本發明防火隔熱塗料中各成分的相互作用產生的協同效應，得以讓該防火隔熱層的厚度即使僅0.2 mm至0.5 mm就具有優異的防火性及隔熱性，有別於現有的無機防火隔熱塗料所形成的防火隔熱層需要較厚的厚度(至少5 mm)才能滿足防火的要求。因此，本發明防火隔熱塗料很適合應用來製作電動車中的防火隔熱板。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，所述實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制 。
[
製備例
]
磷酸鹽基黏著劑
以磷與鋁的莫耳比值為0.85的條件，取磷酸與氫氧化鋁並在60℃反應，製得含有磷酸二氫鋁及氫氧化鋁的磷酸鹽基黏著劑。利用X光繞射儀(廠牌： Bruker，型號： D8 Advance)分析該磷酸鹽基黏著劑，所得的X光繞射圖譜如圖1所示。由圖1的結果顯示，該磷酸鹽基黏著劑中含有氫氧化鋁及磷酸二氫鋁。
[
實施例
1]
防火隔熱塗料
在該製備例的磷酸鹽基黏著劑中依序加入防水劑、填料及固化劑並在60℃反應至少20分鐘直到沒有明顯的顆粒，即製得防火隔熱塗料。其中，該製備例的磷酸鹽基黏著劑的用量是85wt%，該防水劑是1 wt%的聚醚改性矽油(廠牌：帝寶化學有限公司，型號：BRB 526)，該填料是2wt%的三氧化二鋁及2wt%的硼酸，該固化劑是9wt%的二氧化鈦及1wt%的二氧化鋯。
[
實施例
2]
防火隔熱塗料
實施例2與實施例1的差別在於，實施例2的防水劑不是聚醚改性矽油，而是正辛基三乙氧基矽烷(n-octyltriethoxysilane，廠牌：富祥達，型號：OFS-6341)。
[
實施例
3]
防火隔熱塗料
實施例3與實施例1的差別在於，實施例3中的該固化劑是1wt%的二氧化鈦及9wt%的二氧化鋯。
[
比較例
1]
防火隔熱塗料
比較例1與實施例1的差別在於，比較例1沒有添加防水劑，並相應將該製備例的磷酸鹽基黏著劑的用量調整為86wt%。
以下用實施例1的防火隔熱塗料為例說明實施例1至3及比較例1的防火隔熱塗料的隔熱性、防火性及耐濕性的測試方式。測試結果如表1所示。
防火隔熱測試：
將實施例1的防火隔熱塗料均勻塗布在一鋼材基板(厚度：1.6 mm，面積：7cm × 15cm，材質：304冷軋不銹鋼)的其中一表面而形成一厚度0.2 mm的塗層，然後一起放到一烘箱中以80℃烘乾以使該塗層乾燥而形成一附著於該鋼材基板的防火隔熱層，即製得一待測試片。讓該待測試片的防火隔熱層與一火焰噴槍的噴口之間的距離為10cm，用該火焰噴槍對著該待測試片的防火隔熱層持續噴射1000℃的火焰30分鐘，同時利用熱電偶(廠牌：TECPEL，型號：DTM-318)量測該待測試片的相反於該防火隔熱層的一表面(以下稱量測面)在這30分鐘內的溫度，且該量測面的最高溫度需低於450℃才能視為隔熱性合格。並在對著該防火隔熱層持續噴射1000℃的火焰30分鐘後，觀察該防火隔熱層的外觀，且該防火隔熱層的表面不破裂或不脫落才能視為防火性合格。另外，將該鋼材基板換成塑膠基板(厚度：1.6 mm，面積：7cm × 15cm，材質：聚氯乙烯)並與上述相同的測試方式量測。
耐濕性
：
將實施例1的防火隔熱塗料均勻塗布在一鋼材基板(厚度：1.6 mm，面積：7cm × 15cm，材質：304冷軋不銹鋼)的其中一表面而形成一厚度0.2mm的塗層，然後一起放到一烘箱中以80℃烘乾以使該塗層乾燥而形成一附著於該鋼材基板的防火隔熱層，即製得一待測試片。然後，將該待測試片置於25℃及濕度65%的環境中共8天，並量測該待測試片從第0天至第7天的重量。該待測試片從第0天至第7天的重量的變化越小，表示防火隔熱層的耐濕性越好。
表1
| 防火隔熱塗料 | 實施例 | 比較例 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | |||
| 組 成 物 | 磷酸鹽基黏著劑 | 85 | 85 | 85 | 86 | |
| 固化劑(wt%) | 二氧化鈦 | 9 | 9 | 1 | 9 | |
| 二氧化鋯 | 1 | 1 | 9 | 1 | ||
| 防水劑 (wt%) | 聚醚改性矽油 | 1 | 0 | 1 | 0 | |
| 烷氧基矽烷 | 0 | 1 | 0 | 0 | ||
| 填料 (wt%) | 三氧化二鋁 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| 硼酸 | 2 | 2 | 2 | 2 | ||
| 總量(wt%) | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
| 鋼材基板 | 隔熱性 | 量測面最高溫度(℃) | 403 | 412 | 410 | 515 |
| 防火性 | 防火隔熱層外觀 | 無破裂及無脫落 | 無破裂及無脫落 | 無破裂及無脫落 | 破裂及脫落 | |
| 塑膠基板 | 隔熱性 | 量測面最高溫度(℃) | 381 | 405 | 397 | 502 |
| 防火性 | 防火隔熱層外觀 | 無破裂及無脫落 | 無破裂及無脫落 | 無破裂及無脫落 | 破裂及脫落 | |
| 耐濕 性 | 待測試片重量 (g) | 第0天 | 227.0034 | 154.5570 | 218.6341 | 223.2204 |
| 第1天 | 227.0062 | 154.5592 | 218.6763 | 224.7825 | ||
| 第2天 | 227.0075 | 154.5599 | 218.6892 | 224.7814 | ||
| 第3天 | 227.0080 | 154.5603 | 218.7011 | 224.9073 | ||
| 第4天 | 227.0081 | 154.5605 | 218.7018 | 225.3348 | ||
| 第5天 | 227.0083 | 154.5605 | 218.7020 | 225.3905 | ||
| 第6天 | 227.0083 | 154.5606 | 218.7048 | 225.8461 | ||
| 第7天 | 227.0083 | 154.5606 | 218.7048 | 225.8712 |
參閱表1，實施例1至3的防火隔熱塗料所形成的防火隔熱層的隔熱性及防火性皆合格，且防火隔熱層的厚度僅0.2mm。有添加防水劑的實施例1至3的防火隔熱塗料所形成的防火隔熱層第7天的重量與第0天的重量差異極小，顯示實施例1至3的防火隔熱層還具有耐濕性。
參照沒有添加防水劑的比較例1，可知有添加防水劑的實施例1至3的防火隔熱塗料所形成的防火隔熱層具有更佳的隔熱性及防火性。
依據表1的防火性及隔熱性結果，取防火性及隔熱性表現最好的實施例1防火隔熱塗料，依據GB12441-2018《飾面型防火塗料》標準中所規範的檢測方法，分別在五片尺寸300 mm × 150 mm × 5 mm的柳桉木三層膠合板上形成防火隔熱層，製得五個待測試片，再燃燒該五個待測試片並記錄燃燒前後的重量差，所得結果紀錄於表2。依據GB12441-2018(飾面型防火塗料) 標準中所規範的評價標準，該五個待測試片的重量損失的平均值需為5.0g以下，才能視為合格。
表2
| 待測試片 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 平均 |
| 重量損失(g) | 2.19 | 4.7 | 2.34 | 5.60 | 3.88 | 3.74 |
綜上所述，本發明防火隔熱塗料透過該磷酸鹽基黏著劑、固化劑、填料及防水劑相互作用產生的協同效應，該防火隔熱塗料所形成的防火隔熱層具有良好的防火性及隔熱性，尤其該防火隔熱層的厚度僅需0.2 mm至0.5 mm就能具有良好的防火性及隔熱性，透過該防水劑，該防火隔熱層還具有耐濕性，因此，確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是本發明的製備例的磷酸鹽基黏著劑的X光繞射圖譜。
Claims (10)
- 一種防火隔熱塗料，是由包含以下成分的組成物所形成： 磷酸鹽基黏著劑，包括磷酸二氫鋁； 固化劑，包括二氧化鈦及二氧化鋯； 填料，包括三氧化二鋁及硼酸；及 防水劑，選自於由烷氧基矽烷及聚醚改性矽油所組成的群組。
- 如請求項1所述的防火隔熱塗料，其中，以該組成物的總量為100wt%計，該二氧化鈦的含量範圍為1wt%至10wt%。
- 如請求項1所述的防火隔熱塗料，其中，以該組成物的總量為100wt%計，該二氧化鋯的含量範圍為1wt%至10wt%。
- 如請求項1所述的防火隔熱塗料，其中，以該組成物的總量為100wt%計，該三氧化二鋁的含量範圍為1wt%至5wt%。
- 如請求項1所述的防火隔熱塗料，其中，以該組成物的總量為100wt%計，該硼酸的含量範圍為1wt%至5wt%。
- 如請求項1所述的防火隔熱塗料，其中，以該組成物的總量為100wt%計，該防水劑的含量範圍為1wt%至3wt%。
- 如請求項1所述的防火隔熱塗料，其中，該烷氧基矽烷是選自於由具有苯環的烷氧基矽烷及具有碳鏈的烷氧基矽烷所組成的群組。
- 如請求項7所述的防火隔熱塗料，其中，該烷氧基矽烷是選自於具有碳鏈的烷氧基矽烷。
- 如請求項1所述的防火隔熱塗料，其中，該磷酸鹽基黏著劑還包括氫氧化鋁。
- 如請求項1所述的防火隔熱塗料，其中，該磷酸鹽基黏著劑由磷酸及氫氧化鋁反應所形成，且該磷酸與該氫氧化鋁的用量比例為磷與鋁的莫耳比值在0.5至3.0範圍內。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112121082A TWI835665B (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 防火隔熱塗料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112121082A TWI835665B (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 防火隔熱塗料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI835665B true TWI835665B (zh) | 2024-03-11 |
Family
ID=91269685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112121082A TWI835665B (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 防火隔熱塗料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI835665B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111019416A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-04-17 | 立邦涂料(四川)有限公司 | 一种外墙防火反射隔热无机涂料及其制备方法 |
| CN115044232A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-13 | 中铁城建集团第一工程有限公司 | 一种钢结构防火涂料及其制备方法、使用方法 |
| CN115093725A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-23 | 上海箬宇新材料有限公司 | 一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料及其制备方法 |
-
2023
- 2023-06-06 TW TW112121082A patent/TWI835665B/zh active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111019416A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-04-17 | 立邦涂料(四川)有限公司 | 一种外墙防火反射隔热无机涂料及其制备方法 |
| CN115044232A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-13 | 中铁城建集团第一工程有限公司 | 一种钢结构防火涂料及其制备方法、使用方法 |
| CN115093725A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-23 | 上海箬宇新材料有限公司 | 一种耐1800℃磷酸盐隔热防火涂料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5039454A (en) | Zinc-containing magnesium oxychloride cements providing fire resistance and an extended pot-life | |
| US4144074A (en) | Inorganic coating composition | |
| US4496469A (en) | Heat-insulating refractory material consisting alkali titanate and silicon resin | |
| KR100791052B1 (ko) | 방염도료용 조성물 및 이를 이용한 방염도료 제조방법 | |
| TWI504734B (zh) | 防火耐燃複合材料、板材與塗層 | |
| RU2540645C1 (ru) | Состав для огнезащитных покрытий резин | |
| TW200909566A (en) | Multilayer fire-resistant material | |
| Amir et al. | Synergistic effects of titanium dioxide and zinc borate on thermal degradation and water resistance of epoxy based intumescent fire retardant coatings | |
| KR20190030148A (ko) | 불연성 코팅층이 형성된 건축용 판넬 및 불연성 코팅층 형성 방법 | |
| RU2523818C1 (ru) | Огнестойкое теплозащитное покрытие и способ его получения | |
| TW201422737A (zh) | 無機矽酸鹽防火塗料及其應用方法 | |
| TWI835665B (zh) | 防火隔熱塗料 | |
| Zhang et al. | In-situ polymerized zinc phytate chelated Si-CP geopolymer hybrid coating constructed by incorporating chitosan oligosaccharide and DOPO for flame-retardant plywood | |
| EP0132078A2 (en) | Coating or moulding compositions | |
| Mustapa et al. | Performance of palm oil clinker as a bio-filler with hybrid fillers in intumescent fire protective coatings for steel | |
| CN104610843A (zh) | 防火涂料 | |
| KR20160061043A (ko) | 불연 단열 도료 | |
| RU2540650C1 (ru) | Способ получения огнезащитного покрытия для резин | |
| US7045080B1 (en) | Intumescent ceramic fire retardant coating containing intumescent ceramic particles | |
| JP2006001267A (ja) | 不燃ｍｄｆおよびその製造方法 | |
| US8268062B2 (en) | Coating and method for producing resistant and insulated pipeline structures | |
| RU2224775C1 (ru) | Огнезащитная вспучивающаяся краска | |
| KR101437636B1 (ko) | 수성 세라믹 불연도료 조성물의 제조방법 | |
| Shahidi et al. | Synergistic effect of nano hybrid multi-layered graphene oxide/talc and silica fume on the fire and water-resistance of intumescent coatings | |
| JPH07188592A (ja) | 耐火被覆用組成物及び耐火被覆材 |