專利名稱：：高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種水性電纜防火涂料及制備工藝，屬于涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：電是當(dāng)代社會(huì)的主要能源，電力輸送離不開電線電纜，由于電線電纜的護(hù)套和絕緣層一般都是由塑料或橡膠材料制成的，具有易燃性，因此當(dāng)電纜在過載、短路、局部過熱等故障狀態(tài)或外熱作用下，就會(huì)引發(fā)火災(zāi)事故，因此在電纜密集的場(chǎng)所，存在巨大的火災(zāi)隱患，當(dāng)火災(zāi)一旦發(fā)生，火勢(shì)將順著電纜的延燃而蔓延，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。電纜防火涂料的作用機(jī)理就是涂膜遇火時(shí)膨脹發(fā)泡，生成碳質(zhì)泡沫隔熱層，封閉被保護(hù)的電纜，阻止火焰的蔓延，防止火災(zāi)的發(fā)生和擴(kuò)大。目前國(guó)內(nèi)使用的電纜防火涂料主要是溶劑型的電纜防火涂料，市場(chǎng)占有率在95%以上，它的缺點(diǎn)主要在以下幾個(gè)方面1、涂料的固含量低，只有50%，也就是說50%的有機(jī)溶劑會(huì)完全揮發(fā)掉，一方面污染大氣環(huán)境，另一方面在生產(chǎn)和施工過程中嚴(yán)重危害涂料制備工人和施工人員的身體健康；2、尤其是在電纜豎井、電纜溝、電纜隧道等空間狹窄或通風(fēng)條件差的場(chǎng)合施工作業(yè)過程中，由于通風(fēng)不好，施工人員很難連續(xù)施工，因此會(huì)影響工程的施工進(jìn)度；對(duì)人體而言具有更深程度的傷害；3、由于溶劑易燃，在施工階段和涂料干燥期間的火災(zāi)隱患相當(dāng)大，而高溫施工作業(yè)時(shí)加劇了火災(zāi)隱患的嚴(yán)重性，只有防火涂料處于完全干燥的情況下，才不具備火災(zāi)隱患；有鑒于此，為克服溶劑型電纜防火涂料的種種不足，一些科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)著力開發(fā)水性電纜防火涂料，但由于存在以下技術(shù)問題在業(yè)界得不到推廣應(yīng)用1)涂料的耐水性和耐油性差，在潮濕環(huán)境中施工或施工過程中涂料遇油易導(dǎo)致涂層開裂；2)由于涂料的防火阻燃體系比例較大，以及顏基比高，導(dǎo)致涂料的耐候性差；3)普通聚磷酸銨(晶體I型)的聚合度低，微溶于水，PH值低，影響涂料成膜，尤其導(dǎo)致防火性能變差和防火性能的衰減；4)涂料固含量低，施工效率低，影響工程進(jìn)度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種防火性能和防火耐久性好、耐候性優(yōu)異、耐水性耐油性好且施工條件不受限制的無有機(jī)溶劑揮發(fā)的經(jīng)優(yōu)化的組分配比的水性電纜防火涂料。本發(fā)明還要解決這種防火涂料的制備工藝。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料，配方組份包括丙烯酸酯彈性乳液、含氯量70%的氯化石蠟、季戊四醇或雙季戊四醇、三聚氰胺、鈦白粉、消泡劑和成膜助劑，其中配方組份還包括，聚磷酸銨(晶體n型，n>500)、三氧化二銻、氟碳表面活性劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。本發(fā)明的涂料組成采用基料為丙烯酸酯彈性乳液為主要成膜物質(zhì)，摻入高聚合度聚磷酸銨，成膜效果好，抗水性好，特別是選擇了70#氯化石蠟和三氧化二銻作為協(xié)同阻燃劑，大幅提升了防火性能，顏料和基料的配比低，以及優(yōu)化了阻燃體系的配伍，涂料具有耐候性，其中，阻燃體系為高聚合度聚磷酸銨(晶體n型，n〉500)、季戊四醇或雙季戊四醇和三聚氰胺，特別是選擇了氟碳表面活性劑，涂料具有耐油性，還提高了其耐水、耐候性，以及采用鈦酸酯偶聯(lián)劑，使得顏料、基料和電纜基材的結(jié)合牢度好，涂料的耐候性再上一層樓。具體組份按重量百分比計(jì)為7jC10%—25%;丙烯酸酯彈性乳液18%—30%;含氯量70°/。的氯化石蠟3%—8%;聚磷酸銨(晶體II型，n>500)14%—24%;季戊四醇或雙季戊四醇12%—20%;三聚氰胺6%—10%;鈦白粉1%—5%;三氧化二銻4%—8%;氟碳表面活性劑0.05%—1%;鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5%—4%;澇淑y0.5%—1.5%;成膜助劑1%—4%。作為優(yōu)選，上述晶體II型聚磷酸銨，n=1000。本發(fā)明的的制備工藝包括以下步驟第一步為分散按配方稱取丙烯酸酯彈性乳液、氟碳表面活性劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、成膜助劑、部分消泡劑和部分水，倒入配料缸內(nèi)，由分散攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌速度控制在300轉(zhuǎn)/分一500轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為5分鐘，然后將攪拌速度提高至800轉(zhuǎn)/分，按配方加入經(jīng)計(jì)量的含氯量70%的氯化石蠟、聚磷酸銨(晶體n型，n=1000)，季戊四醇或雙季戊四醇、三聚氰胺、鈦白粉和三氧化二銻，攪拌時(shí)間5分鐘，直至成粘糊狀的均勻槳料。第二步為碾磨將槳料加入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研磨后槳料的細(xì)度控制在《90拜。第三步為分散符合細(xì)度的槳料轉(zhuǎn)移至分散桶中，在攪拌狀態(tài)下加入剩余的消泡劑，加水調(diào)節(jié)涂料半成品的稠度，攪拌均勻后得本發(fā)明成品。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、本發(fā)明采用晶體II型的聚磷酸銨，n>500，優(yōu)選是11=1000，它不溶于水，PH值接近中性，涂料成膜好，由它與季戊四醇或雙季戊四醇及三聚氰胺這三種成份組成的阻燃體系的涂料，在受熱膨脹發(fā)泡過程中獲得的碳化層具有質(zhì)地密實(shí)、導(dǎo)熱系數(shù)低，防火性能佳的特點(diǎn)，同時(shí)還大大提高了防火耐久性。2、本發(fā)明采用三氧化二銻與70#氯化石蠟協(xié)同阻燃劑，70#氯化石蠟有碳核作用，它受熱分解放出HCL氣體與Sb203發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成SbCl3，SbCl3由固體直接升華成的氣體覆蓋在電纜表層，起到大大稀釋了氧氣濃度的作用，極大地降低燃燒反應(yīng)的速度，同時(shí)，由于這個(gè)過程消耗環(huán)境中大量的熱量，阻止了火焰的熱量傳遞，所以使用Sb203極大地提高了電纜防火涂料的防火性能。3、本發(fā)明使用綠色環(huán)保的水作為溶劑，降低了成本，且本發(fā)明固含量高，一方面在制備或施工時(shí)由于剔除了有機(jī)溶劑而不污染環(huán)境和不再有損作業(yè)人員的健康，具有減排、綠色環(huán)保的社會(huì)效益，另一方面由于涂料固含量高，施工效率高。4、本發(fā)明采用了氟碳表面活性劑，它以化學(xué)成鍵的方式與涂層交聯(lián)固化，結(jié)合牢固，效果持久，涂料的耐候性優(yōu)異，同時(shí)，也極大地提高了涂層的耐水和耐油性，眾所周知，氟碳鍵是己知鍵能最高的共價(jià)鍵，所以它具有極高的穩(wěn)定性，所以它很難被破壞，另一方面，氟原子對(duì)碳一碳鍵(C"C)具有屏蔽保護(hù)作用，減少碳一碳鍵(C"C)，被破壞的可能，使涂層具有更好的耐候性，同時(shí)氟碳鏈的極性又很低，正是這種低極性，使氟碳鏈?zhǔn)杷饔眠h(yuǎn)比碳?xì)滏湉?qiáng)烈，而且也具有極佳的疏油作用，能使涂料在潮濕環(huán)境或電纜基材有油污的情況下還能正常作業(yè)，涂層不會(huì)產(chǎn)生開裂、脫落等現(xiàn)象。5、本發(fā)明采用了鈦酸酯偶聯(lián)劑，它的一端親水性和另一端親油性，能把涂料中的基料粘結(jié)劑和防火助劑象橋一樣連接起來，使涂料的基料和顏料以及涂料和電纜基材的結(jié)合更牢固，提高了電纜防火涂料的耐候性。6、本發(fā)明采用了丙烯酸酯彈性乳液作為基料粘結(jié)劑，能使涂膜干燥后有彈性，抗彎性優(yōu)異，不影響涂覆涂料后的電纜檢修移動(dòng)的需要。7、本發(fā)明的水性電纜防火涂料對(duì)電纜防火的阻燃功能是從對(duì)電纜進(jìn)行涂覆施工時(shí)就開始實(shí)現(xiàn)，而溶劑型電纜防火涂料則要等涂層完全干燥后才會(huì)對(duì)電纜起防火阻燃作用。本發(fā)明高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料技術(shù)性能見表1:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料各實(shí)施例的配方如下:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以上6個(gè)實(shí)施例的制備工藝相同，具體步驟如下-第一歩是按表2的用量，先將50%的水，丙烯酸酯彈性乳液，鈦酸酯偶聯(lián)劑，成膜助劑(十二碳醇酯)，氟碳表面活性劑，50%的消泡劑加入配料缸中，通過分散攪拌機(jī)在400轉(zhuǎn)/分速度下進(jìn)行攪拌5分鐘，然后將攪拌速度提高至800轉(zhuǎn)/分，再按表2所述的重量份數(shù)加入70#氯化石蠟，聚磷酸銨(晶體n型，n-1000)、季戊四醇、三聚氰胺、鈦白粉、三氧化二銻，繼續(xù)攪拌5分鐘，直至成粘糊狀的均勻槳料。第二步是將攪拌好的漿料送至三輥機(jī)上研磨二次，研磨完畢的槳料經(jīng)三輥機(jī)的出料口匯集到集料桶，用細(xì)度刮板計(jì)檢測(cè)槳料的細(xì)度符合《90Pm。第三步是將符合細(xì)度的槳料加入分散料桶中，用高速分散機(jī)攪拌，并在攪拌狀態(tài)下加入剩余的消泡劑，加水調(diào)節(jié)稠粘度，均勻攪拌5分鐘，即得高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料成品，然后通過管道過濾器過濾后灌裝為成品。權(quán)利要求1、高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料，配方組份包括丙烯酸酯彈性乳液、含氯量70％的氯化石蠟、季戊四醇或雙季戊四醇、三聚氰胺、鈦白粉、消泡劑和成膜助劑，其特征在于配方組份還包括高聚合度聚磷酸銨、三氧化二銻、氟碳表面活性劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑，具體組份按重量百分比計(jì)為水10％-25％；丙烯酸酯彈性乳液18％-30％；含氯量70％的氯化石蠟3％-8％；高聚合度聚磷酸銨(晶體II型，n＞500)14％-24％；季戊四醇或雙季戊四醇12％-20％；三聚氰胺6％-10％；鈦白粉1％-5％；三氧化二銻4％-8％；氟碳表面活性劑0.05％-1％；鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5％-4％；消泡劑0.5％-1.5％；成膜助劑1％-4％。2、如權(quán)利要求1所述的高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料，其特征在于所述晶體II型高聚合度聚磷酸銨，n=1000。3、制備權(quán)利要求1所述的高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料的工藝，其特征是包括以下歩驟-(1)分散按配方稱取丙烯酸酯彈性乳液、氟碳表面活性劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、成膜助劑、部分消泡劑和部分水，倒入配料缸內(nèi)，由分散攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌速度控制在300轉(zhuǎn)/分一500轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為5分鐘，然后將攪拌速度提高至800轉(zhuǎn)/分，按配方加入經(jīng)計(jì)量的含氯量70%的氯化石蠟、高聚合度聚磷酸銨、季戊四醇或雙季戊四醇、三聚氰胺、鈦白粉和三氧化二銻，攪拌時(shí)間5分鐘，直至成粘糊狀的均勻槳料；(2)碾磨將槳料加入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，研磨后槳料的細(xì)度控制在小于或等于90nm;(3)分散符合細(xì)度的槳料轉(zhuǎn)移至分散桶中，在攪拌狀態(tài)下加入剩余的消泡劑，加水調(diào)節(jié)半成品的稠度，攪拌均勻5分鐘后得本發(fā)明成品。全文摘要本發(fā)明公開了一種高耐候性的環(huán)保水性電纜防火涂料及制備工藝，屬于涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
。采用基料為丙烯酸酯彈性乳液為主要成膜物質(zhì)，摻入高聚合度聚磷酸銨，成膜效果好，抗水性好，特別是選擇了70#氯化石蠟和三氧化二銻作為協(xié)同阻燃劑，大幅提升了防火性能，顏料和基料的配比低，以及優(yōu)化了阻燃體系的配伍，涂料具有耐候性，而選擇氟碳表面活性劑，涂料具有耐油性，還提高了其耐水、耐候性，以及采用鈦酸酯偶聯(lián)劑，提高了顏料、基料和電纜基材的結(jié)合牢度，涂料的耐候性再上一層樓。用綠色環(huán)保的水作為溶劑，降低了成本，制備或施工時(shí)由于剔除了有機(jī)溶劑而不污染環(huán)境和不再有損作業(yè)人員的健康。文檔編號(hào)C09D133/04GK101597454SQ20091010016公開日2009年12月9日申請(qǐng)日期2009年6月25日優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日發(fā)明者斌宋,應(yīng)向東,張紅斌申請(qǐng)人:裘陸軍