專利名稱：一種膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超薄型鋼結構防火涂料技術，具體為一種膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料及其制備方法。
背景技術：
常規(guī)的超薄型鋼結構防火涂料由于含有季戊四醇、磷酸鹽、氨基樹脂等水溶性較高、易降解的組分，當其用于露天環(huán)境、潮濕環(huán)境和海洋氣候等戶外場所進行防火保護時，復合阻燃劑由于鹽析會與空氣中的成分反應，發(fā)生潮解或化學變化。應用在戶外，一般有效期在2年左右，即失效，涂料脫落、龜裂。一旦發(fā)生火災，鋼結構建筑十幾分鐘即塌陷，后果十分嚴重。常規(guī)超薄型鋼結構防火涂料應用在戶外，必須在它上面加蓋一層聚氨酯涂料，聚氨酯涂料燃燒時放出HCN氣體，它毒性很大，而且在防火涂料上加蓋防火層給施工帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對鋼結構建筑的長效防火、長期耐侯、防老化和防水等問題研制的一種新型高效膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料。
本發(fā)明的技術方案是一種膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料，涂料配方按重量份數(shù)計如下丙烯酸樹脂16-25份，其數(shù)均分子量Mn＝20000-70000，重均分子量Mw＝80000-150000；氨基樹脂5-8份；環(huán)氧改性氯化高聚物5-8份；納米復合阻燃劑母液3-6份，納米復合阻燃劑母液包括1-5份納米二氧化鈦、2-6份納米二氧化硅、2-5份納米氫氧化鎂、70-100份有機溶劑、占上述納米粒子總量1％-10％的偶聯(lián)劑、占上述納米粒子總量1％-10％的高分子分散劑和5-15份聚合物；超細復合阻燃劑漿料35-45份，超細復合阻燃劑漿料包括由5-20份季戊四醇或二季戊四醇、10-30份聚磷酸銨、5-20份三聚氰胺組成的阻燃劑、占阻燃劑總量3％-8％的螯合型有機鈦酸酯和/或硅氧烷偶聯(lián)劑、30-60份烴類溶劑、10-40份丙烯酸樹脂和/或環(huán)氧改性氯化高聚物，干漿料粒徑0.5-1μm；增強玻璃纖維4-7份；消煙劑2-4份；
氯化石蠟2-4份；鈦白粉3-5份；阻燃增韌劑2-4份；消泡劑0.3-0.6份；流平劑0.3-0.6份；混合溶劑15-20份。
本發(fā)明偶聯(lián)劑為硅氧烷類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑。
本發(fā)明高分子分散劑為聚羧酸鹽類或聚氨酯類高分子分散劑。
本發(fā)明聚合物為環(huán)氧類、丙烯酸類或有機硅類聚合物。
本發(fā)明消泡劑為硅氧烷類、硅酮類消泡劑。
本發(fā)明流平劑為硅氧烷類或丙烯酸酯類流平劑。
本發(fā)明有機溶劑為丙酮或正丁醇；所述烴類溶劑為石油醚、200號溶劑油、抽余油、環(huán)己烷或醋酸丁酯；所述消煙劑為二茂鐵、氧化鋅或三氧化鉬；所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉；所述阻燃增韌劑為三苯基磷酸酯或52號液體氯化石蠟；所述混合溶劑為200號溶劑油∶醋酸丁酯＝4-6∶1。
上述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料的制備方法，具體步驟如下1)納米復合阻燃劑母液的制備按重量份數(shù)計，將1-5份納米二氧化鈦、2-6份納米二氧化硅和2-5份納米氫氧化鎂加入70-100份有機溶劑中，進行超聲波分散10-30分鐘，溫度T＝30-60℃，再在其中加入占上述納米粒子總量1％-10％的偶聯(lián)劑，占上述納米粒子總量1％-10％的高分子分散劑和5-15份聚合物進行超聲波分散0.5-3小時，溫度T＝30-60℃，制得納米復合阻燃劑母液；2)超細復合阻燃劑漿料制備按重量份數(shù)計，將5-20份季戊四醇或二季戊四醇、10-30份聚磷酸銨、5-20份三聚氰胺、占阻燃劑總量3％-8％的螯合型有機鈦酸酯和/或硅氧烷偶聯(lián)劑加入到30-60份烴類溶劑、10-40份丙烯酸樹脂和/或環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物中；然后，將混合物在球磨機中經(jīng)過研磨制備成含復合阻燃劑粒徑0.5-1μm的超細復合阻燃劑漿料；3)超薄型鋼結構耐候防火納米涂料制備將丙烯酸樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧改性氯化高聚物、步驟1)制備的納米復合阻燃劑母液、步驟2)制備的超細復合阻燃劑漿料、增強玻璃纖維、氯化石蠟、金紅石型鈦白粉、阻燃增韌劑、消煙劑、阻燃增韌劑、消泡劑、流平劑、混合溶劑按所述比例配好，經(jīng)分散、研磨到粒徑為60μm以下，制備成超薄型鋼結構耐候防火納米涂料。
所述步驟3)中加料過程為將環(huán)氧改性氯化高聚物在常溫下加入到混合溶劑中，進行溶解后，加入氨基樹脂、丙烯酸樹脂、納米復合阻燃劑母液、超細復合阻燃劑漿料、增強玻璃纖維、消煙劑、氯化石蠟、金紅石型鈦白粉、阻燃增韌劑、消泡劑、流平劑。
所述步驟3)中分散、研磨為先用高速攪拌分散機在400～2000rpm高速分散15～60分鐘，然后在球磨機中充分研磨5-15小時。
本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果如下1、本發(fā)明利用材料復合技術、表面改性技術和納米改性技術等制備含有高效、低水溶性的脫水成炭催化劑、發(fā)泡劑和成炭劑的超細復合阻燃劑漿料和含有納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氫氧化鎂的納米復合阻燃劑母液，再將它們和復合樹脂、增強玻璃纖維、鈦白粉、阻燃增韌劑、消煙劑、助劑(包括阻燃增韌劑、消泡劑、流平劑)、混合溶劑等按比例復配制備成可長期在戶外鋼結構上使用的超薄型鋼結構耐候防火納米涂料，該納米防火涂料具有很好的防火隔熱性能，與基材附著力好，炭質(zhì)層強度高，涂膜能承受高低溫循環(huán)的影響，耐水、耐油、耐鹽霧腐蝕性能優(yōu)良，且具有不易脫落，貯存穩(wěn)定，裝飾性好，施工方便的優(yōu)點。
2、目前工業(yè)企業(yè)廠房建設的多元化、擴大化也使以往的工業(yè)建筑由鋼筋混凝土構件作為主要承重構件的格局被打破，許多大型全鋼結構建筑紛紛建起，所以，即耐候防水又高效阻燃防火涂料的研制迫在眉捷。該超薄型鋼結構耐候防火納米涂料可廣泛應用在民用和工業(yè)鋼結構建筑。該涂料的研制成功是防火涂料領域中一次革命性飛躍，填補國內(nèi)戶外使用的鋼結構防火涂料的空白，可廣泛應用在建筑、石油化工、軍工、航海航天、工農(nóng)業(yè)等領域。超薄型鋼結構耐候防火納米涂料將伴隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展、國內(nèi)阻燃法規(guī)的完善和經(jīng)濟建設的需要，將越來越多發(fā)揮它的作用。
3、本發(fā)明可采用噴涂、刷涂或輥涂施工，成為鋼結構底面合一的表面涂層。它采用成膜性能優(yōu)良、防腐性能好的丙烯酸樹脂、氨基樹脂和環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物為粘合劑，超細復合阻燃劑漿料為阻燃發(fā)泡劑，增強玻璃纖維和納米粒子為炭化層的增強劑，形成P-N-C-Si防火體系。所得膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料在鋼結構表面形成的涂層厚度在2mm，耐火極限在100min以上，涂層薄，堅實致密，膨脹率在10-30倍。
4、隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，國家大力提倡新材料研發(fā)應用和環(huán)保節(jié)能意識的加強，超薄型鋼結構耐候防火納米涂料將會很好的服務于工業(yè)和民用鋼結構建筑，填補國內(nèi)戶外使用鋼結構防火涂料空白，為國家?guī)砭薮蟮纳鐣б婧徒?jīng)濟效益。
具體實施例方式
1、納米復合阻燃劑母液的制備經(jīng)表面改性的納米級阻燃劑均勻分散和儲存穩(wěn)定后，不僅可大大提高泡沫炭質(zhì)層的強度和防火阻燃性，而且可提高涂膜的機械性能、耐候性和防水性。
對于溶劑型涂料，納米粒子相的引入可以通過在樹脂合成階段加入，也可以在涂料配制時加入，本發(fā)明采用在涂料配制過程中加入。分散的方法可以是超聲波、高速攪拌、球磨或高速噴嘴分散。不管哪一種制備方法，單靠機械力的方法來分散納米粒子的效果是非常有限的，因此必須對納米粒子的表面改性，以改善其與單體、涂料用樹脂或有機溶劑之間的相容性。表面改性所采用的改性劑有偶聯(lián)劑、高分子分散劑、聚合物。在選擇表面改性劑時，除了其易與納米粒子鍵合外，最關鍵是要使其與所選用的涂料體系相容。
按重量份數(shù)計，將1-5份納米二氧化鈦、2-6份納米二氧化硅和2-5份納米氫氧化鎂加入70-100份有機溶劑中超聲波(溫度T＝30-60℃，功率P＝100％)分散10min，再在其中加入占上述納米粒子總量1％-10％的偶聯(lián)劑，占上述納米粒子總量1％-10％的高分子分散劑和5-15份聚合物超聲波(T＝30-60℃，P＝100％)分散0.5-3h。
2、超細復合阻燃劑漿料制備為了達到最佳的阻燃、防火效果，成炭劑、脫水成炭催化劑、發(fā)泡劑和無機阻燃劑等不僅應具有高效、多效的復合功能，而且它們的反應作用溫度應相匹配，使配方最優(yōu)化，最大限度發(fā)揮它們的作用。此外，還必須改善復合膨脹劑的親水和易潮解性。
本發(fā)明利用球磨分散法經(jīng)過多次研磨制備成0.5-1μm的超細復合阻燃劑(季戊四醇或二季戊四醇、聚磷酸銨，三聚氰胺)，但其表面能較大，易凝聚，且易吸水潮解。用有機鈦酸酯或硅氧烷偶聯(lián)劑、高分子分散劑等助劑與超細復合阻燃劑和丙烯酸樹脂配成復合阻燃劑漿料，通過偶聯(lián)劑和高分子分散劑的雙電層的穩(wěn)定機制和空間位阻穩(wěn)定機制使超細阻燃劑達到良好分散，使體系穩(wěn)定。
按重量份數(shù)計，將5-20份季戊四醇或二季戊四醇、10-30份聚磷酸銨、5-20份三聚氰胺、占阻燃劑總量3％-8％的螯合型有機鈦酸酯和/或硅氧烷偶聯(lián)劑加入到30-60份烴類溶劑和10-40份丙烯酸樹脂和/或環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物中，在球磨機中經(jīng)過多次研磨制備成含復合阻燃劑粒徑0.5-1μm的超細復合阻燃劑漿料。
3、超薄型鋼結構耐候防火納米涂料制備將丙烯酸樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧改性氯化高聚物、納米復合阻燃劑母液、超細復合阻燃劑漿料、增強玻璃纖維、氯化石蠟、金紅石型鈦白粉、阻燃增韌劑、助劑、混合溶劑按下述比例(重量份數(shù))配好，助劑包括阻燃增韌劑、消泡劑、流平劑；經(jīng)過分散、研磨到粒徑為60μm以下，制備成超薄型鋼結構耐候防火納米涂料，其中分散、研磨可以先用高速攪拌分散機在400～2000rpm高速分散15～60分鐘，然后在球磨機中充分研磨5-15小時。
丙烯酸樹脂(Mn＝20000-70000，Mw＝80000-150000)16-25份氨基樹脂5-8份環(huán)氧改性氯化高聚物5-8份納米復合阻燃劑母液3-6份(納米復合阻燃劑母液包括1-5份納米二氧化鈦、2-6份納米二氧化硅、2-5份納米氫氧化鎂、70-100份有機溶劑、占上述納米粒子總量1％-10％的偶聯(lián)劑、占上述納米粒子總量1％-100％的高分子分散劑和5-15份聚合物)超細復合阻燃劑漿料35-45份(超細復合阻燃劑漿料包括由5-20份季戊四醇或二季戊四醇、10-30份聚磷酸銨、5-20份三聚氰胺組成的阻燃劑、占阻燃劑總量3％-8％的螯合型有機鈦酸酯和/或硅氧烷偶聯(lián)劑、30-60份烴類溶劑、10-40份丙烯酸樹脂和/或環(huán)氧改性氯化高聚物；)增強玻璃纖維4-7份消煙劑2-4份氯化石蠟2-4份金紅石型鈦白粉3-5份阻燃增韌劑2-4份消泡劑0.3-0.6份流平劑0.3-0.6份混合溶劑(200號溶劑油∶醋酸丁酯＝4-6∶1)15-20份其制備方法為按重量百分比計，將5-8％的環(huán)氧改性氯化高聚物在25℃下加入到15-20％的混合溶劑中，進行溶解后，加入5-8％氨基樹脂，16-25％丙烯酸樹脂，3-6％納米復合阻燃劑母液，35-45％超細復合阻燃劑漿料，4-7％增強玻璃纖維，2-4％消煙劑，2-4％氯化石蠟，3-5％金紅石型鈦白粉，2-4％阻燃增韌劑，0.3-0.6％消泡劑，0.3-0.6％流平劑等其它組分，用分散機進行分散后，用球磨機進行研磨至均勻即可。
本發(fā)明中納米二氧化鈦、納米二氧化硅和納米氫氧化鎂選自舟山納米材料公司。
本發(fā)明中有機溶劑為丙酮或正丁醇。
本發(fā)明中偶聯(lián)劑為硅氧烷類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑。如KH560、KH570型硅氧烷偶聯(lián)劑，NDZ-311型鈦酸酯偶聯(lián)劑等。
本發(fā)明中高分子分散劑為聚羧酸鹽類或聚氨酯鹽類高分子分散劑。如英國ICI公司的Solsperse-2000、Solsperse-4000，德國畢克化學公司的Disperbyk180等。
本發(fā)明中聚合物為環(huán)氧類、丙烯酸類或有機硅類聚合物。如E51、E44環(huán)氧樹脂，江蘇三木化工公司的962、963丙烯酸樹脂(用于納米復合阻燃劑母液的制備)，美國杜邦公司的365丙烯酸樹脂，美國道康寧公司的840、850有機硅樹脂。
本發(fā)明烴類溶劑為石油醚、200號溶劑油、抽余油、環(huán)己烷或醋酸丁酯等。
本發(fā)明用于超細復合阻燃劑漿料制備和超薄型鋼結構耐侯防火納米涂料制備的丙烯酸樹脂為上海新大化工廠BD801或江蘇三木化工公司962丙烯酸樹脂等。
本發(fā)明氨基樹脂為上海新大化工廠582氨基樹脂等。
本發(fā)明消煙劑為二茂鐵、氧化鋅或三氧化鉬。
本發(fā)明阻燃增韌劑為三苯基磷酸酯或52號液體氯化石蠟。
本發(fā)明消泡劑為硅氧烷類或硅酮類消泡劑。其中，硅氧烷類如德國漢高公司的E1型或E8型；硅酮類如天津市駿博精細化工有限公司的Surfynol DF-58消泡劑、Surfynol DF-60消泡劑等。
本發(fā)明流平劑為硅氧烷類或丙烯酸酯類流平劑。如德國漢高公司的S4硅氧烷流平劑，臺灣德謙公司的432或TSP流平劑。
本發(fā)明聚磷酸銨的聚合度n為800-1000。
本發(fā)明混合溶劑為200號溶劑油∶醋酸丁酯＝4-6∶1。
實施例11、納米復合阻燃劑母液的制備將2份納米二氧化鈦、3份納米二氧化硅和3份納米氫氧化鎂加入80份丙酮中超聲波(溫度T＝40℃)分散10min，再在其中加入占上述納米粒子總量1％的KH570型硅氧烷偶聯(lián)劑，占上述納米粒子總量1％的Disperbyk180高分子分散劑和15份江蘇三木化工公司的962丙烯酸樹脂(Mn＝40000，Mw＝80000)，進行超聲波(T＝40℃)分散1.5h。
2、超細復合阻燃劑漿料制備先將10份季戊四醇、20份聚磷酸銨(聚磷酸銨的聚合度n為900)、10份三聚氰胺、占阻燃劑總量6％的螯合型有機鈦酸酯NDZ-311，加入到50份200號溶劑油和20份BD801丙烯酸樹脂(Mn＝50000，Mw＝120000)的混合物中，在球磨機中經(jīng)過多次研磨制備成含復合阻燃劑粒徑0.5-1μm的超細復合阻燃劑漿料。
3、超薄型鋼結構耐侯防火納米涂料制備BD801丙烯酸樹脂(Mn＝50000，Mw＝120000)18份582氨基樹脂8份環(huán)氧改性氯化高聚物8份納米復合阻燃劑母液4份超細復合阻燃劑漿料35份增強玻璃纖維5份消煙劑(氧化鋅)2份氯化石蠟3份金紅石型鈦白粉4份阻燃增韌劑(三苯基磷酸酯)4份消泡劑(德國漢高公司的E1型消泡劑)03份流平劑(德國漢高公司的S4硅氧烷流平劑)0.5份混合溶劑(200號溶劑油∶醋酸丁酯＝5∶1)15份將以上材料按比例配好，先用高速攪拌分散機在500rpm高速分散60分鐘，然后在球磨機中充分研磨10小時，制得超薄型鋼結構耐侯防火納米涂料，該涂料細度在50微米，粘度在80-100秒(涂-4杯)。
本實施例可采用噴涂、刷涂或輥涂施工，成為鋼結構底面和一的表面涂層。它采用成膜性能優(yōu)良、防腐性能好的丙烯酸樹脂、氨基樹脂和環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物為粘合劑，超細復合阻燃劑漿料為阻燃發(fā)泡劑，增強玻璃纖維和納米粒子為炭化層的增強劑，形成P-N-C-Si防火體系。所得膨脹型鋼結構耐候防火納米涂料在鋼結構表面形成的涂層厚度在2mm，耐火極限在110min以上，涂層薄，堅實致密，膨脹率為18倍。該涂層具有優(yōu)異的防火性能，優(yōu)異的耐水性、耐侯性、耐老化性能。
實施例21、納米復合阻燃劑母液的制備將3份納米二氧化鈦、4份納米二氧化硅和4份納米氫氧化鎂加入90份丙酮中超聲波(溫度T＝50℃)分散20min，再在其中加入占上述納米粒子總量5％的KH560型硅氧烷偶聯(lián)劑，占上述納米粒子總量10％的Solsperse-2000高分子分散劑和10份E44環(huán)氧樹脂超聲波(T＝50℃)分散1h。
2、超細復合阻燃劑漿料制備先將12份二季戊四醇、24份聚磷酸銨(聚磷酸銨的聚合度n為800)、8份三聚氰胺、占阻燃劑總量4％的螯合型有機鈦酸酯NDZ-311、占阻燃劑總量2％的KH570型硅氧烷偶聯(lián)劑，加入到40份醋酸丁酯、30份BD801丙烯酸樹脂(Mn＝50000，Mw＝120000)和10份環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物中，在球磨機中經(jīng)過多次研磨制備成含復合阻燃劑粒徑0.5-1μm的超細復合阻燃劑漿料。
3、超薄型鋼結構耐侯防火納米涂料制備BDS01丙烯酸樹脂(Mn＝50000，Mw＝120000)20份582氨基樹脂5份環(huán)氧改性氯化高聚物5份納米復合阻燃劑母液6份超細復合阻燃劑漿料40份增強玻璃纖維4份消煙劑(二茂鐵)3份氯化石蠟2份金紅石型鈦白粉5份阻燃增韌劑(52號液體氯化石蠟)2份消泡劑(德國漢高公司的E8型消泡劑)0.5份流平劑(臺灣德謙公司的432流平劑)0.6份混合溶劑(200號溶劑油∶醋酸丁酯＝4∶1)20份將以上材料按比例配好，先用高速攪拌分散機在1800rpm高速分散20分鐘，然后在球磨機中充分研磨6小時，制得超薄型鋼結構耐侯防火納米涂料，該涂料細度在40微米，粘度在80-100秒(涂-4杯)。
本實施例可采用噴涂、刷涂或輥涂施工，成為鋼結構底面合一的表面涂層。它采用成膜性能優(yōu)良、防腐性能好的丙烯酸樹脂、氨基樹脂和環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物為粘合劑，超細復合阻燃劑漿料為阻燃發(fā)泡劑，增強玻璃纖維和納米粒子為炭化層的增強劑，形成P-N-C-Si防火體系。所得膨脹型鋼結構耐候防火納米涂料在鋼結構表面形成的涂層厚度在2mm，耐火極限在115min，涂層薄，堅實致密，膨脹率為20倍。該涂層具有優(yōu)異的防火性能，優(yōu)異的耐水性、耐侯性、耐老化性能。
實施例31、納米復合阻燃劑母液的制備將5份納米二氧化鈦、5份納米二氧化硅和5份納米氫氧化鎂加入100份正丁醇中超聲波(溫度T＝30℃)分散30min，再在其中加入占上述納米粒子總量1％的NDZ-311型鈦酸酯偶聯(lián)劑，占上述納米粒子總量5％的Solsperse-4000高分子分散劑和8份美國道康寧公司的850有機硅樹脂超聲波(T＝30℃)分散2h。
2、超細復合阻燃劑漿料制備先將20份二季戊四醇、30份聚磷酸銨(聚磷酸銨的聚合度n為1000)、15份三聚氰胺、占阻燃劑總量5％的KH570硅氧烷偶聯(lián)劑，加入到60份環(huán)己烷、30份環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物中，在球磨機中經(jīng)過多次研磨制備成含復合阻燃劑粒徑0.5-1μm的超細復合阻燃劑漿料。
3、超薄型鋼結構耐侯防火納米涂料制備962丙烯酸樹脂(Mn＝40000，Mw＝80000)25份582氨基樹脂7份環(huán)氧改性氯化高聚物6份納米復合阻燃劑母液5份超細復合阻燃劑漿料45份增強玻璃纖維6份消煙劑(三氧化鉬)4份氯化石蠟4份金紅石型鈦白粉3份阻燃增韌劑(52號液體氯化石蠟)3份消泡劑(天津市駿博精細化工有限公司的Surfynol DF-58消泡劑)0.4份流平劑(臺灣德謙公司的TSP流平劑)03份混合溶劑(200號溶劑油∶醋酸丁酯＝6∶1)18份將以上材料按比例配好，先用高速攪拌分散機在1000rpm高速分散30分鐘，然后在球磨機中充分研磨12小時，制得超薄型鋼結構耐侯防火納米涂料，該涂料細度在45微米，粘度在80-100秒(涂-4杯)。
本實施例可采用噴涂、刷涂或輥涂施工，成為鋼結構底面合一的表面涂層。它采用成膜性能優(yōu)良、防腐性能好的丙烯酸樹脂、氨基樹脂和環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物為粘合劑，超細復合阻燃劑漿料為阻燃發(fā)泡劑，增強玻璃纖維和納米粒子為炭化層的增強劑，形成P-N-C-Si防火體系。所得膨脹型鋼結構耐候防火納米涂料在鋼結構表面形成的涂層厚度在2mm，耐火極限在120min，涂層薄，堅實致密，膨脹率在23倍。該涂層具有優(yōu)異的防火性能，優(yōu)異的耐水性、耐侯性、耐老化性能。
權利要求
1.一種膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料，其特征在于涂料配方按重量份數(shù)計如下丙烯酸樹脂16-25份，其數(shù)均分子量Mn＝20000-70000，重均分子量Mw＝80000-150000；氨基樹脂5-8份；環(huán)氧改性氯化高聚物5-8份；納米復合陽燃劑母液3-6份，納米復合阻燃劑母液包括1-5份納米二氧化鈦、2-6份納米二氧化硅、2-5份納米氫氧化鎂、70-100份有機溶劑、占上述納米粒子總量1％-10％的偶聯(lián)劑、占上述納米粒子總量1％-10％的高分子分散劑和5-15份聚合物；超細復合阻燃劑漿料35-45份，超細復合陽燃劑漿料包括由5-20份季戊四醇或二季戊四醇、10-30份聚磷酸銨、5-20份三聚氰胺組成的阻燃劑、占阻燃劑總量3％-8％的螯合型有機鈦酸酯和/或硅氧烷偶聯(lián)劑、30-60份烴類溶劑、10-40份丙烯酸樹脂和/或環(huán)氧改性氯化高聚物，干漿料粒徑0.5-1μm；增強玻璃纖維4-7份；消煙劑2-4份；氯化石蠟2-4份；鈦白粉3-5份；阻燃增韌劑2-4份；消泡劑0.3-0.6份；流平劑0.3-0.6份；混合溶劑15-20份。
2.按照權利要求1所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料，其特征在于所述偶聯(lián)劑為硅氧烷類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑。
3.按照權利要求1所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料，其特征在于所述高分子分散劑為聚羧酸鹽類或聚氨酯類高分子分散劑。
4.按照權利要求1所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料，其特征在于所述聚合物為環(huán)氧類、丙烯酸類或有機硅類聚合物。
5.按照權利要求1所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料，其特征在于所述消泡劑為硅氧烷類、硅酮類消泡劑。
6.按照權利要求1所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料，其特征在于所述流平劑為硅氧烷類或丙烯酸酯類流平劑。
7.按照權利要求1所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料，其特征在于所述有機溶劑為丙酮或正丁醇；所述烴類溶劑為石油醚、200號溶劑油、抽余油、環(huán)己烷或醋酸丁酯；所述消煙劑為二茂鐵、氧化鋅或三氧化鉬；所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉；所述阻燃增韌劑為三苯基磷酸酯或52號液體氯化石蠟；所述混合溶劑為200號溶劑油∶醋酸丁酯＝4-6∶1。
8.按照權利要求1～7之一所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料的制備方法，其特征在于具體步驟如下1)納米復合阻燃劑母液的制備按重量份數(shù)計，將1-5份納米二氧化鈦、2-6份納米二氧化硅和2-5份納米氫氧化鎂加入70-100份有機溶劑中，進行超聲波分散10-30分鐘，溫度T＝30-60℃，再在其中加入占上述納米粒子總量1％-10％的偶聯(lián)劑，占上述納米粒子總量1％-10％的高分子分散劑和5-15份聚合物進行超聲波分散0.5-3小時，溫度T＝30-60℃，制得納米復合阻燃劑母液；2)超細復合阻燃劑漿料制備按重量份數(shù)計，將5-20份季戊四醇或二季戊四醇、10-30份聚磷酸銨、5-20份三聚氰胺、占阻燃劑總量3％-8％的螯合型有機鈦酸酯和/或硅氧烷偶聯(lián)劑加入到30-60份烴類溶劑、10-40份丙烯酸樹脂和/或環(huán)氧改性氯化高聚物的混合物中；然后，將混合物在球磨機中經(jīng)過研磨制備成含復合阻燃劑粒徑0.5-1μm的超細復合阻燃劑漿料；3)超薄型鋼結構耐候防火納米涂料制備將丙烯酸樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧改性氯化高聚物、步驟1)制備的納米復合阻燃劑母液、步驟2)制備的超細復合阻燃劑漿料、增強玻璃纖維、氯化石蠟、金紅石型鈦白粉、阻燃增韌劑、消煙劑、阻燃增韌劑、消泡劑、流平劑、混合溶劑按所述比例配好，經(jīng)分散、研磨到粒徑為60μm以下，制備成超薄型鋼結構耐候防火納米涂料。
9.按照權利要求8所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料的制備方法，其特征在于步驟3)中加料過程為將環(huán)氧改性氯化高聚物在常溫下加入到混合溶劑中，進行溶解后，加入氨基樹脂、丙烯酸樹脂、納米復合阻燃劑母液、超細復合阻燃劑漿料、增強玻璃纖維、消煙劑、氯化石蠟、金紅石型鈦白粉、阻燃增韌劑、消泡劑、流平劑。
10.按照權利要求8所述膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料的制備方法，其特征在于步驟3)中分散、研磨為先用高速攪拌分散機在400～2000rpm高速分散15～60分鐘，然后在球磨機中充分研磨5-15小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料及其制備方法。涂料配方如下丙烯酸樹脂16－25份；氨基樹脂5－8份；環(huán)氧改性氯化高聚物5－8份；納米復合阻燃劑母液3－6份；超細復合阻燃劑漿料35－45份；增強玻璃纖維4－7份；消煙劑2－4份；氯化石蠟2－4份；金紅石型鈦白3－5份；阻燃增韌劑2－4份；消泡劑0.3－0.6份；流平劑0.3－0.6份；混合溶劑15－20份；將其按比例配好，經(jīng)分散、研磨到粒徑為60μm以下，制備成膨脹型超薄鋼結構耐候防火納米涂料。本發(fā)明涂料防火隔熱性能好，與基材附著力好，炭質(zhì)層強度高，涂膜能承受高低溫循環(huán)的影響，耐水、耐油、耐鹽腐蝕性能優(yōu)良，且不易脫落，貯存穩(wěn)定。
文檔編號C09D133/02GK1680501SQ20041002126
公開日2005年10月12日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權日2004年4月9日
發(fā)明者王震宇, 韓恩厚, 柯偉 申請人:中國科學院金屬研究所