無機(jī)硅酸鹽防火涂料及無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無機(jī)硅酸鹽防火涂料，其包含M2O·nSiO2及一無機(jī)溶劑，n介于2.8至5.5間，M2O為Na2O、K2O或Li2O。由于本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料并未添加任何有機(jī)物質(zhì)，故能避免涂布的基板發(fā)生發(fā)霉與老化等問題。此外，本發(fā)明另提供一種無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的制備方法，其包括將無機(jī)硅酸鹽防火涂料施用于一基板上，并于該基板上形成一無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層。所述的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層能提供防火與阻燃效果；且由于該無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層并未添加有機(jī)物質(zhì)，故其能具體克服傳統(tǒng)有機(jī)防火保護(hù)層受熱后會產(chǎn)生毒性氣體與濃煙等問題，進(jìn)而有效降低火災(zāi)發(fā)生所造成的傷亡嚴(yán)重性。
【專利說明】無機(jī)硅酸鹽防火涂料及無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種無機(jī)硅酸鹽防火涂料，尤指一種不含有機(jī)物質(zhì)的無機(jī)硅酸鹽防火涂料。此外，本發(fā)明另關(guān)于一種無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
[0003]是以，如何發(fā)展一種良好的防火涂料，并利用此防火涂料保護(hù)建筑物表面，借此有效降低火勢蔓延的速度及火災(zāi)造成的傷亡嚴(yán)重性，甚而減少火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)便成為目前十分重要的課題。
[0004]市面上常見的防火涂料為有機(jī)防火涂料或有機(jī)/無機(jī)防火涂料，其防火涂料中多半以有機(jī)黏結(jié)劑(如:聚氣酷、有機(jī)硅氧烷、環(huán)氧樹脂、酌醒樹脂等)為基底，另添加有機(jī)難燃劑、有機(jī)分散劑、顏料等助劑，利用防火涂料受熱燃燒后所生成的氧化物作為隔絕層，以提供所需的防火與阻燃效果。
[0005]然而，以傳統(tǒng)有機(jī)防火涂料為例，其因含有一定含量以上的有機(jī)物質(zhì)而具有下列幾項缺點:(1)有機(jī)物質(zhì)有助于霉菌滋生，而使基板(如:墻壁)發(fā)霉；(2)有機(jī)物質(zhì)(如:甲醛、甲苯、苯酚等)受熱燃燒后易釋放毒性氣體，并且產(chǎn)生大量濃煙；(3)易老化問題。
[0006]因此，目前亟需發(fā)展一種無機(jī)防火涂料，其能借由無機(jī)材料提供所需的防火效果，并且同時克服上述有機(jī)防火涂料或有機(jī)/無機(jī)防火涂料所存在的缺點與問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于提供一種未添加有任何有機(jī)物質(zhì)的無機(jī)硅酸鹽防火涂料及無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的制備方法，該無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層能有效隔絕熱源與受熱基板之間的熱傳導(dǎo)作用，進(jìn)而提供良好的防火與阻燃效果。
[0008]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種無機(jī)硅酸鹽防火涂料，其包含M2O -HSiO2及一無機(jī)溶劑，且n( 即，M2O相對于SiO2的莫耳比值)介于2.8至5.5之間。
[0009]較佳的,本發(fā)明的無機(jī)娃酸鹽防火涂料由上述無機(jī)物質(zhì)(M20.nSi02及無機(jī)溶劑)所組成，且并未添加有任何有機(jī)物質(zhì)或有機(jī)助劑。
[0010]較佳的，η為3.3。
[0011]較佳的，M2O可為一氧化二鈉(Na2O)、一氧化二鉀(K2O)或一氧化二鋰(Li2O)。
[0012]較佳的，該無機(jī)溶劑可為水。
[0013]較佳的，以整體無機(jī)硅酸鹽防火涂料的總重為基準(zhǔn)，M20.HSiO2占30重量百分比至40重量百分比。
[0014]依據(jù)本發(fā)明，所述的無機(jī)硅酸鹽防火涂料可更進(jìn)一步添加金屬或無機(jī)化合物于其中，以達(dá)到相輔相成的附加效果及價值。較佳的，本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料更包含有鋅、硅酸鎂水合物(3Mg.4Si02.H2O)、碳酸鈣、奈米光觸媒或色料粉。于此，于無機(jī)硅酸鹽防火涂料中添加鋅可更進(jìn)一步提供基板防銹的功能；于無機(jī)硅酸鹽防火涂料中添加硅酸鎂水合物或碳酸鈣可使本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料成為室內(nèi)裝潢墻壁的內(nèi)漆；于無機(jī)硅酸鹽防火涂料中添加奈米光觸媒則可進(jìn)一步提供殺菌、除臭的功能。
[0015]較佳的，當(dāng)無機(jī)溶劑為水時，水與M20.nSi02作用后可形成如M20.nSi02.mH20的水合物，其中水占整體M20.nSi02.mH20水合物的含量介于50重量百分比至70重量百分比之間。
[0016]較佳的，本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料為水溶性無機(jī)硅酸鹽防火涂料。
[0017]較佳的，本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料可適用于涂布于各種大型基板上，例如:墻壁、屋頂、木板、樓層隔板、鋼筋、家具、電纜等，以提供所需的防火與阻燃效果，以期能降低火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)。
[0018]本發(fā)明另提供一種無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的制備方法，其包括將一種如前述的無機(jī)硅酸鹽防火涂料施用于一基板上，并且固化該基板上的無機(jī)硅酸鹽防火涂料，借以于該基板上形成一無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層。
[0019]較佳的，所述的制備方法可將本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料以噴涂、滾涂或刷涂等方式涂布于一基板上，并待其固化后形成該無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層。
[0020]較佳的，該無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層形成于基板上的厚度可介于50微米(um)至2毫米(mm)之間。
[0021]較佳的，本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層為透明性的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層。
[0022]依據(jù)本發(fā)明， 所述的無機(jī)硅酸鹽防火涂料主要是于空氣中透過碳化反應(yīng)使硅膠含量增加，再借由自由水分子的蒸發(fā)和硅膠脫水成固體二氧化硅，而凝結(jié)硬化，借以形成透明性無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層，其碳化反應(yīng)式如下所示:
[0023]M20.nSi02+C02+mH20 — M2C03+nSi02.mH20
[0024]于此，由于空氣中所含的二氧化碳濃度低，使無機(jī)硅酸鹽防火涂料進(jìn)行碳化反應(yīng)及凝結(jié)固化反應(yīng)的過程緩慢，故能有利于搭配進(jìn)行其它加工處理。
[0025]較佳的，當(dāng)無機(jī)硅酸鹽防火涂料的金屬氧化物(M2O)為一氧化二鈉(Na2O)，8卩，無機(jī)硅酸鹽防火涂料的主成分為Na2O -HSiO2時，形成于基板上的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層包含碳酸鈉(Na2CO3)及 SiO2.H2O0
[0026]較佳的，當(dāng)無機(jī)硅酸鹽防火涂料的金屬氧化物(M2O)為一氧化二鉀(K2O)，即，無機(jī)硅酸鹽防火涂料的主成分為K20.nSi02時，形成于基板上的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層包含碳酸鉀(K2CO3)及 SiO2.H2O。
[0027]較佳的，當(dāng)無機(jī)硅酸鹽防火涂料的金屬氧化物(M2O)為一氧化二鋰(Li2O), 即，無機(jī)硅酸鹽防火涂料的主成分為Li2O -HSiO2時，形成于基板上的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層包含碳酸鋰(Li2CO3)及 SiO2.H2O0
[0028]依據(jù)本發(fā)明的一實施態(tài)樣，當(dāng)形成在基板上的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層受熱時，其結(jié)晶水與OH基脫水產(chǎn)生水氣，使外層交聯(lián)的硅酸鈉、硅酸鉀或硅酸鋰受熱后膨脹產(chǎn)生空氣簾。所述的空氣簾由多個白色密閉氣室所組成，由于各個密閉氣室都處于半真空狀態(tài)，故本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層可借由該等密閉氣室阻止氧氣傳遞(即，避免可燃物與空氣接觸)，借此達(dá)到良好的防火與阻燃效果。
[0029]此外，由于本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層受熱后會瞬間膨脹為原有體積的數(shù)十倍至數(shù)百倍，故所形成的空氣簾更能阻絕火災(zāi)發(fā)生時熱傳導(dǎo)的連鎖反應(yīng)，避免熱源由無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層傳導(dǎo)至基板，甚而避免熱源傳導(dǎo)至基板相對于無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的另一表面，借此達(dá)到良好的防火與阻燃效果。
[0030]綜上所述，本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料及無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的制備方法所制得的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層可具有下列幾項優(yōu)點:
[0031](I)本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料涂布于基板上并且固化后可形成一無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層，所述的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層以200° C以上的溫度加熱后，便會形成由多個半真空狀態(tài)的密閉氣室所組成的空氣簾，故能具有良好的防火與阻燃效果；
[0032]( 2 )由于本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料都由無機(jī)物質(zhì)所組成，并不包含有機(jī)物質(zhì)，故所形成的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層在阻火時不會釋放大量的毒性氣體與濃煙，故能延長逃生時間及提高存活率，進(jìn)而有效降低火災(zāi)發(fā)生所造成的傷亡嚴(yán)重性；
[0033]( 3 )由于本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料都由無機(jī)物質(zhì)所組成，并不包含有機(jī)物質(zhì)，故能避免涂布有無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的基板產(chǎn)生發(fā)霉的問題；
[0034](4)由于本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料主要包含天然的無機(jī)物質(zhì)，并未添加有任何有機(jī)物質(zhì)，故本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層不會有老化的問題，可大幅提升其時效性。
[0035](5)本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層能完整包覆于基板表面，故能避免基板受到氧化或侵蝕等影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為測試本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的防火與阻燃效果時，使用形成有無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的金屬基板封閉高溫爐的開口的示意圖。
[0037]圖2為本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層以200° C以上的溫度加熱前與加熱后的
厚度變化不意圖。
[0038]圖3為本發(fā)明的實施例1的無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層于不同溫度加熱后，其防火阻燃性測試結(jié)果圖。
[0039]其中，附圖標(biāo)記:
[0040]I 基板
[0041 ] 2無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層
[0042]2’無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層
[0043]A高溫爐
[0044]A，開口
【具體實施方式】
[0045]以下，將借由下列具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可經(jīng)由本說明書的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明所能達(dá)成的優(yōu)點與功效，并且于不悖離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更，以施行或應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)容。
[0046]1.本發(fā)明的無機(jī)硅酸鹽防火涂料的制作方法[0047]首先，將硅酸鉀和水放置于高壓釜中，以蒸氣壓力5kg/cm2，溫度為140° C下，配制成一硅酸鉀水溶液，即獲得本發(fā)明實施例1至4的無機(jī)硅酸鹽防火涂料。于此，所選用的無機(jī)溶劑為水。
[0048]各實施例所制得的無機(jī)硅酸鹽防火涂料中二氧化硅與一氧化二鉀的含量、其等的重量比及娃酸鉀(K20.nSi02)的η值如下表1所示。
[0049]表1:制備本發(fā)明實施例1至4的無機(jī)硅酸鹽防火涂料中二氧化硅與一氧化二鉀的含量、其等的重量比及硅酸鉀的η值。
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種無機(jī)硅酸鹽防火涂料，其特征在于，包含M2O ^nSiO2及一無機(jī)溶劑，其中η介于2.8至5.5之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)硅酸鹽防火涂料，其特征在于，M2O為一氧化二鈉、一氧化二鉀或一氧化二鋰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無機(jī)硅酸鹽防火涂料，其特征在于，以整體無機(jī)硅酸鹽防火涂料的總重為基準(zhǔn)，M20.nSi02占30重量百分比至40重量百分比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無機(jī)硅酸鹽防火涂料，其特征在于，該無機(jī)溶劑為水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無機(jī)硅酸鹽防火涂料，其特征在于，更包含有一硅酸鎂水合物。
6.一種無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的制備方法，其特征在于，包括將一種權(quán)利要求1至5中任一項所述的無機(jī)硅酸鹽防火涂料施用于一基板上，并且固化該基板上的無機(jī)硅酸鹽防火涂料，借以于該基板上形成一無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，該無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層的厚度介于50微米至2毫米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，M2O為一氧化二鈉，且該無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層包含碳酸鈉及SiO2.H2O0
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，M2O為一氧化二鉀，且該無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層包含碳酸鉀及SiO2.H2O0
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方`法，其特征在于,M2O為一氧化二鋰，且該無機(jī)硅酸鹽防火保護(hù)層包含碳酸鋰及SiO2.H2O0
【文檔編號】C09D1/02GK103865304SQ201210576751
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】高則威, 時建煒 申請人:中興應(yīng)用材料科技股份有限公司