本發(fā)明涉及一種隔熱效果強的防火材料及其制備工藝，屬于特種材料技術領域。
背景技術：
火災發(fā)生主要是低燃點物質沒有得到保護，如果能將一種耐高溫涂料涂覆于家具表面，降低被涂材料表面的可燃性、阻滯火災的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火極限，將可以有效保護低燃點物質延遲或防止火災的發(fā)生。本項目將鋁溶膠和硅藻土作為主要原料，發(fā)明一種具有成本低廉，綠色環(huán)保、凈化空氣、有效提高基材耐火能力的新型涂料。目前，室內墻面涂料最多的是乳膠漆，乳膠漆是一種有機涂料，會不斷排除對人體有害的揮發(fā)性氣體（VOC），雖許多涂料企業(yè)均推出環(huán)保、凈味的乳膠漆，但無法從根本上解決有害物質對環(huán)境的影響，因此需要一種無機涂料，徹底消除VOC 的排放，鋁溶膠是一種較好的選擇。
由于經濟的快速發(fā)展和城市化節(jié)奏的加快，人們的生存環(huán)境和居住環(huán)境都不容樂觀，主要存在以下問題：可吸入粉塵顆粒增多和有害氣體濃度增加。在高溫條件下，一般涂料會發(fā)生降解和炭化作用，導致涂層破壞，起不到保護作用，而耐高溫涂料具有在高溫條件下仍能保持一定物理化學性能的特點，使內部基材耐高溫，從而延長其使用壽命，起到保護的作用。
20 世紀50 年代開始，人們投入大量的精力研究耐高溫涂層和涂料。隨著現(xiàn)代工業(yè)尖端技術的發(fā)展，目前常用的合金鋼、耐熱鋼等金屬材料也已經不能滿足發(fā)展的要求，因溫度過高產生蠕變，或因高溫氣流的作用使涂料過快的破壞或成片剝落，從而使用壽命縮短。為了消除或延緩這種現(xiàn)象的發(fā)生，并提高使用壽命，就需要在金屬材料表面或其它材料表面涂覆各種防火耐高溫涂料。防火涂料即是用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滯火災的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火極限從而增加救援及逃生時間，有效保護人身及財產安全。防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用以外，還具有防銹、防水、防腐、耐磨、耐熱以及涂層堅韌性、著色性、黏附性、易干性和一定的光澤等性能。防火涂料種類較多，本專利發(fā)明的是一種無機涂料，擬以鋁溶膠為溶劑，以硅藻土為防火助劑和功能助劑，再加上其它助劑而成，制備一種新型的綠色環(huán)保防火、耐高溫無機涂料。
目前，硅藻土被加入到涂料中用于消除甲醛、凈化空氣、保持濕度，取得了一定的效果，但是硅藻土本身的耐高溫、隔熱的性能沒有充分發(fā)揮出來。本專利將充分發(fā)揮硅藻土和鋁溶膠的特性，達到一個較佳的性能。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種隔熱效果強的防火材料及其制備工藝，該隔熱效果強的防火材料及其制備工藝通過在基材上噴涂無機防火涂料制備得到，所述無機防火涂料由下列原料混合后制備得到，各原料及其質量百分比為：鋁溶膠93~99.8%，硅藻土0.01-5%，助劑0.01~2%。
作為優(yōu)選，所述基材為固體狀態(tài)材質。
作為優(yōu)選，所述固體狀態(tài)材質為木質材料、鋼材、石材、瓷磚、鋁材、PVC 中的一種。
作為優(yōu)選，所述助劑包括穩(wěn)定劑、流變劑和分散劑，其中穩(wěn)定劑、流變劑和分散劑的質量比為9:3:4~11:5:6，所述的穩(wěn)定劑為輕質氧化鎂和超細氧化銅（粒度400 目以下）按任意比例混合得到，所述的流變劑為二氧化硅、硼酸中的一種或二種按任意比例混合得到，所述的分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酰胺中的一種或二種按任意比例混合得到。
本發(fā)明的另一目的在于提供所述隔熱效果強的防火材料及其制備工藝包括如下步驟：
（1）將基材干燥、清潔后備用；
（2）在清潔后的基材上噴涂質量百分比濃度為4~7% 硼酸溶液干燥后，待涂覆；
（3）將鋁溶膠、硅藻土和助劑混合后得到涂料；
（4）將配制的涂料涂在樣品上，每次涂層0.4~0.8mm，在上一次涂層固化干燥后再進行下一次涂覆，知道涂層厚度達到1~3mm，自然干燥后就得到隔熱效果強的防火材料及其制備工藝。
作為優(yōu)選，所述鋁溶膠為市售的酸性或堿性鋁溶膠。
作為優(yōu)選，所述硅藻土為煅燒后風選的不同單體形態(tài)的硅藻土。
根據國家標準GB14907-2002 測量涂層的粘結強度，根據國家標準GBT9978—1999測量耐火極限，根據測量耐火極限后的自膨脹后涂料的平均厚度與測量耐火極限之前的自膨脹無機防火涂料的初始厚度之比得到發(fā)泡率。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所述無機耐高溫自膨脹涂料的涂覆厚度比傳統(tǒng)有機耐高溫自膨脹涂料的涂覆厚度要薄得多，能大量節(jié)省材料成本和施工成本；本發(fā)明所述無機耐高溫自膨脹涂料的膨脹發(fā)泡機理是由于涂料中多孔硅藻土微孔中的水分受熱蒸發(fā)所致，不會排除任何有毒氣體和物質，發(fā)泡率高，隔熱效果明顯，具有較低的涂層厚度就可以達到60min 的耐火極限。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
以下結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明保護范圍不限于所述內容。
實施例1
本實施例所述隔熱效果強的防火材料及其制備工藝在木質材料上噴涂無機防火涂料制備得到，所述無機防火涂料由下列原料混合后制備得到，各原料及其質量百分比為：鋁溶膠93%，硅藻土5%，助劑2%。
本實施例所述助劑包括穩(wěn)定劑、流變劑和分散劑，其中穩(wěn)定劑、流變劑和分散劑的質量比為9:3:4，所述的穩(wěn)定劑為輕質氧化鎂和超細氧化銅按比例1:1 的比例混合，所述的流變劑為二氧化硅，所述的分散劑為六偏磷酸鈉。
本實施例所述隔熱效果強的防火材料及其制備工藝的制備方法包括如下步驟：
（1）將基材干燥、清潔后備用；
（2）在清潔后的基材上噴涂質量百分比濃度為5% 硼酸溶液干燥后，待涂覆；
（3）將鋁溶膠、硅藻土和助劑混合后得到涂料；
（4）將配制的涂料涂在樣品上，每次涂層0.4mm，在上一次涂層固化干燥后再進行下一次涂覆，直到涂層厚度達到1.0mm，自然干燥后就得到隔熱效果強的防火材料及其制備工藝，養(yǎng)護12h，對隔熱效果強的防火材料及其制備工藝的涂層的粘結強度。
本實施例制備得到的隔熱效果強的防火材料及其制備工藝的涂層與基材的結合強度為0.35Mpa，耐火極限為63min 和發(fā)泡率為22，能滿足鋼結構防火涂料技術性能的需求。
實施例2
本實施例所述隔熱效果強的防火材料及其制備工藝在鋼材上噴涂無機防火涂料制備得到，所述無機防火涂料由下列原料混合后制備得到，各原料及其質量百分比為：鋁溶膠99.8%，硅藻土0.1%，助劑0.1%。
所述助劑包括穩(wěn)定劑、流變劑和分散劑，其中穩(wěn)定劑、流變劑和分散劑的質量比為11:5:6，所述的穩(wěn)定劑為輕質氧化鎂和超細氧化銅按1:2 的比例混合而得到，所述的流變劑為硼酸，所述的分散劑為聚丙烯酰胺。
本實施例所述隔熱效果強的防火材料及其制備工藝包括如下步驟：
（1）將基材干燥、清潔后備用；
（2）在清潔后的基材上噴涂質量百分比濃度為5% 硼酸溶液干燥后，待涂覆；
（3）將鋁溶膠、硅藻土和助劑混合后得到涂料；
（4）將配制的涂料涂在樣品上，每次涂層0.6mm，在上一次涂層固化干燥后再進行下一次涂覆，直到涂層厚度達到2.0mm，自然干燥后就得到隔熱效果強的防火材料及其制備工藝，養(yǎng)護24h，對隔熱效果強的防火材料及其制備工藝的涂層的粘結強度。
本實施例制備得到的隔熱效果強的防火材料及其制備工藝的涂層與基材的結合強度為0.28Mpa，耐火極限為65min 和發(fā)泡率為18，能滿足鋼結構防火涂料技術性能的需求。
實施例3
本實施例所述隔熱效果強的防火材料及其制備工藝在鋁材上噴涂無機防火涂料制備得到，所述無機防火涂料由下列原料混合后制備得到，各原料及其質量百分比為：鋁溶膠95%，硅藻土4%，助劑1%。
所述助劑包括穩(wěn)定劑、流變劑和分散劑，其中穩(wěn)定劑、流變劑和分散劑的質量比為10:4:5，所述的穩(wěn)定劑為輕質氧化鎂和超細氧化銅按2:5 的比例混合后得到，所述的流變劑為二氧化硅和硼酸按1:1 的比例混合，所述的分散劑為六偏磷酸鈉和聚丙烯酰胺按1:1的比例混合。
本實施例所述隔熱效果強的防火材料及其制備工藝包括如下步驟：
（1）將基材干燥、清潔后備用；
（2）在清潔后的基材上噴涂質量百分比濃度為5% 硼酸溶液干燥后，待涂覆；
（3）將鋁溶膠、硅藻土和助劑混合后得到涂料；
（4）將配制的涂料涂在樣品上，每次涂層0.7mm，在上一次涂層固化干燥后再進行下一次涂覆，知道涂層厚度達到2.7mm，自然干燥后就得到隔熱效果強的防火材料及其制備工藝，養(yǎng)護24h，對隔熱效果強的防火材料及其制備工藝的涂層的粘結強度。
本實施例制備得到的隔熱效果強的防火材料及其制備工藝的涂層與基材的結合強度為0.26Mpa，耐火極限為70min 和發(fā)泡率為15，能滿足鋼結構防火涂料技術性能的需求。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。