一種納米阻燃涂料及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃涂料，尤其涉及一種納米阻燃涂料及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]阻燃涂料的意義是，有火情時(shí)能避免火災(zāi)發(fā)生，保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全；萬(wàn)一發(fā)生火災(zāi)，可最大限度減緩火的蔓延，為消防人員提供寶貴時(shí)間，使損失降到最低限度。隨著涂料應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展擴(kuò)大，對(duì)阻燃涂料的需求也越來(lái)越迫切。
[0003]木材具有舒適宜人的質(zhì)感和美麗的紋理，是目前建筑和室內(nèi)裝飾的重要材料，但木材易燃，容易造成火災(zāi)，危及人類的生命和財(cái)產(chǎn)安全。為了提高木材使用的安全性，必須對(duì)木材進(jìn)行阻燃處理，采用阻燃涂料是一種簡(jiǎn)便易行的方法。由于鋼結(jié)構(gòu)具有施工周期短、對(duì)環(huán)境污染小、抗震性好、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到人們的青睞，特別是在大跨度、超高層建筑物和構(gòu)筑物中得到日益廣泛的應(yīng)用，因此鋼結(jié)構(gòu)將在未來(lái)的建筑工程中發(fā)揮其獨(dú)特且不可替代的作用。然而鋼結(jié)構(gòu)直接裸露在高溫火焰下燒灼，不到20min，鋼結(jié)構(gòu)很快就會(huì)失去其承載能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到建筑規(guī)范中的防火要求，因此對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采用阻燃涂料是十分必要的。
[0004]納米技術(shù)是20世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的，成為21世紀(jì)三大主導(dǎo)技術(shù)之一。納米微粒的尺寸為1?lOOnm，由于納米微粒為納米量級(jí)使得它擁有許多奇異的物理和化學(xué)性質(zhì)，如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。將納米粒子添加到阻燃涂料中可以提高阻燃涂料的耐火極限、粘結(jié)強(qiáng)度、耐候性能，同時(shí)增加涂料的抗菌性能，使涂料具有更強(qiáng)的實(shí)用性能。二氧化硅(Si02)是無(wú)機(jī)物，具有不燃性，將其納米化，再經(jīng)改性處理后加入阻燃涂料中，能改善機(jī)體的力學(xué)性能、熱性能、氣體相隔性及耐溶性能，同時(shí)涂層的致密性更高，能夠減少燃燒熱向未燃燒部分反饋以及分解產(chǎn)物向火焰區(qū)域的擴(kuò)散，抑制了揮發(fā)物產(chǎn)生的速率，起到了良好的隔熱和隔氧的作用，從而延緩?fù)苛系娜紵?，具有良好的阻燃效果?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱系數(shù)低，耐火極限高，且具有很好裝飾效果的納米阻燃涂料。
[0006]同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種納米阻燃涂料的制備工藝。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種納米阻燃涂料，該涂料包含如下配方(重量份):水性聚氨酯30?35 ;納米二氧化娃5?10 ;甲苯30?35 ;去離子水15?20 ;正丁醇3?6 ;異氰酸酯3?6 ;娃燒偶聯(lián)劑1.0?1.5 ;穩(wěn)定劑0.3?0.5 ;消泡劑0.3?0.8。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述硅烷偶聯(lián)劑為六甲基二硅氮烷(HMDZ)或偶聯(lián)劑KH-550 [ (C2H503) 3Si (CH2) 3NH2]。
[0009]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述納米二氧化硅平均粒徑為28nm，比表面積為600m2/go
[0010]一種制備上述納米阻燃涂料的工藝，該工藝包括如下步驟:
1)按重量比將納米二氧化硅加入到甲苯中，經(jīng)過超聲處理55?65min后，得到均勻懸浮液；
2)將硅烷偶聯(lián)劑加入到懸浮液中，超聲處理28?32min，在78?82°C恒溫水浴槽中反應(yīng)115?125min后，得到改性納米二氧化硅；
3)按重量比向反應(yīng)釜中加入水性聚氨酯、去離子水，790?810r/min的速度攪拌58?62min ；
4)按重量比加入正丁醇，然后邊攪拌邊向反應(yīng)爸中加入異氰酸酯，490?510r/min的速度攪拌28?32min ；
5)按重量比將改性納米二氧化硅加入到反應(yīng)釜中，490?510r/min的速度攪拌28?32min ；
6)按重量比向反應(yīng)釜中加穩(wěn)定劑和消泡劑，90?110r/min的速度攪拌58?62min后，得到納米阻燃涂料。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)效果是:該納米阻燃涂料涂層厚度僅為40?50um，其導(dǎo)熱系數(shù)低于
0.025ff/m.k，耐火極限不低于60min，同時(shí)具有很好的裝飾效果。
【具體實(shí)施方式】
[0012]一種納米阻燃涂料，該涂料包含如下配方(重量份):水性聚氨酯30?35 ;納米二氧化娃5?10 ;甲苯30?35 ;去離子水15?20 ;正丁醇3?6 ;異氰酸酯3?6 ;娃燒偶聯(lián)劑1.0?1.5 ;穩(wěn)定劑0.3?0.5 ;消泡劑0.3?0.8。
[0013]硅烷偶聯(lián)劑為六甲基二硅氮烷(HMDZ)或偶聯(lián)劑KH-550 [ (C2H503) 3Si (CH2) 3NH2]，納米二氧化娃平均粒徑為28nm，比表面積為600m2/g，穩(wěn)定劑可采用光穩(wěn)定劑292，消泡劑可采用有機(jī)硅消泡劑AT-882DN。
[0014]實(shí)施例1
一種納米阻燃涂料的制備工藝，該工藝包括如下步驟:
1)稱取甲苯30kg于反應(yīng)容器中，加入5kg納米二氧化硅，經(jīng)過超聲波處理55min，得到均勻懸浮液；
2)稱取硅烷偶聯(lián)劑1kg加入到懸浮液中，超聲處理28min，在78°C恒溫水浴槽中反應(yīng)115min后，得到改性納米二氧化娃；
3)向反應(yīng)釜中加入20kg去離子水，再稱取35kg水性聚氨酯加入到反應(yīng)釜中，以790r/min的速度攪拌58min ；
4)稱取正丁醇3kg加入到反應(yīng)釜中，然后邊攪拌邊向反應(yīng)釜中加入異氰酸酯，異氰酸酯的質(zhì)量為5kg，490r/min的速度攪拌28min ；
5)將改性納米二氧化娃加入到反應(yīng)爸中，490r/min的速度攪拌28min；
6)向反應(yīng)爸中加入0.4kg穩(wěn)定劑和0.6kg消泡劑，90r/min的速度攪拌58min后，得到納米阻燃涂料。
[0015]經(jīng)檢測(cè)該納米阻燃涂料涂層厚度僅為43um，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.025ff/m*k,耐火極限不低于62min，同時(shí)具有很好的裝飾效果。
[0016]實(shí)施例2
一種納米阻燃涂料的制備工藝，該工藝包括如下步驟:
1)稱取甲苯31kg于反應(yīng)容器中，加入6kg納米二氧化娃，經(jīng)過超聲波處理60min，得到均勻懸浮液；
2)稱取硅烷偶聯(lián)劑1.1kg加入到懸浮液中，超聲處理29min，在80°C恒溫水浴槽中反應(yīng)117min后，得到改性納米二氧化娃；
3)向反應(yīng)釜中加入19kg去離子水，再稱取34kg水性聚氨酯加入到反應(yīng)釜中，以795r/min的速度攪拌59min ；
4)稱取正丁醇4kg加入到反應(yīng)釜中，然后邊攪拌邊向反應(yīng)釜中加入異氰酸酯，異氰酸酯的質(zhì)量為6kg，495r/min的速度攪拌29min ；
5)將改性納米二氧化娃加入到反應(yīng)爸中，500r/min的速度攪拌30min；