本發(fā)明涉及一種防火涂料的制備，尤其是一種石墨烯類膨脹型低煙防火涂料的制備。
背景技術(shù)：
：眾所周知，木材與鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用已遍及各個行業(yè)，而火災(zāi)的發(fā)生大部分與木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)本身的破壞密切相關(guān)，若在外表面附加一層保護(hù)膜，那么火災(zāi)就不易發(fā)生，為此，防火涂料的存在是相當(dāng)有效且有意義的。膨脹型防火涂料是由基體，阻燃體系、添加劑(顏料、填料)以及各種助劑組成，在高溫火焰的作用下，涂料層熔融，發(fā)泡，膨脹，形成蜂窩狀的包狀炭化層結(jié)構(gòu)，并放出難燃?xì)怏w，沖淡氧氣的濃度，起到隔火隔熱的作用。例如在經(jīng)典的APP-PER-MEL膨脹阻燃體系中，首先防火阻燃體系中的脫水催化劑聚磷酸銨分解放出能酯化多元醇和可作為脫水劑的無機酸聚偏磷酸，與多元醇成炭劑季戊四醇、成膜物質(zhì)等含羥基化合物進(jìn)行酯化反應(yīng)，然后發(fā)泡劑三聚氰胺熱分解，釋放出非燃性氣體NH3，同時成膜物質(zhì)中部分成分分解產(chǎn)生NH3、Hcl和水蒸氣等使已處于熔融狀態(tài)的體系持續(xù)地膨脹發(fā)泡，形成泡沫層，與此同時多元醇和酯脫水炭化，形成無機物及炭化殘余物，且體系進(jìn)一步發(fā)生膨脹發(fā)泡。反應(yīng)接近完成時，體系膠化和固化，脫水成炭，生成的不飽和主鏈，再進(jìn)行環(huán)化架橋反應(yīng)，最后生成致密堅硬的黑色蜂窩狀炭化層。但是在傳統(tǒng)的膨脹型防火涂料中由于含有大量的有機溶劑，如酚醛樹脂、過氯乙烯、氯化橡膠、丙烯酸、改性氨基樹脂、有機硅樹脂等等，使用過程中不僅會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且阻燃過程中可產(chǎn)生較多有毒有害氣體，威脅人身安全，因而研制污染程度低、釋放煙霧少、使用方便、成本低廉的防火涂料成為業(yè)內(nèi)的迫切需求。石墨烯是一種具有獨特性能的碳的同素異形體，具有極高的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和機械強度，在生物醫(yī)療、納米材料、半導(dǎo)體器件、工業(yè)催化等多個領(lǐng)域中具有廣泛引用，石墨烯材料在防火涂料中也展現(xiàn)出了優(yōu)越的性質(zhì)，主要體現(xiàn)在：(1)石墨烯的二維片層結(jié)構(gòu)能在涂料中層層疊加，可形成致密的物理隔絕層，提高阻燃性能；(2)石墨烯可以與涂料中樹脂進(jìn)行交聯(lián)復(fù)合，進(jìn)一步形成一層致密的保護(hù)膜，起到阻隔空氣的作用，從而發(fā)揮阻燃的效果；(3)在高溫下石墨烯涂層燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水。目前石墨烯材料在防火材料中的應(yīng)用已見報道，但是通常情況下，石墨烯材料的含量較高，一般為5-10％，而本申請發(fā)明人驚奇的發(fā)現(xiàn)，石墨烯含量較低時能夠達(dá)到預(yù)料不到的良好的防火阻燃效果，不僅改善了防火材料的性能，也降低了石墨烯材料的使用量。本發(fā)明采用水性成膜物作為基體，鈦白粉作為高溫填料，在燃燒的過程當(dāng)中，析出附著在炭層表面，起到隔火隔熱的作用，在此是一種非常受歡迎的一種高溫填料，而石墨烯類化學(xué)物質(zhì)具有阻燃抑煙的作用，在國家越來越重視環(huán)境安全與人身安全的情況下，減少煙霧的產(chǎn)生，已勢在必行，畢竟在火災(zāi)中死亡的人，85％以上都是因為毒煙而窒息死亡。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提高現(xiàn)有防火涂料的耐燃抑煙性能，提供一種優(yōu)于傳統(tǒng)防火涂料的石墨烯類膨脹型防火涂料。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：該防火涂料的組分及含量：水性成膜基體(100份)，膨脹型阻燃劑(200份-250份)，鈦白粉(20份-30份)，石墨烯類物質(zhì)(0.001份-1份)，助劑(1份-2份)，水(200份-250份)。本發(fā)明水性成膜基體為丙烯酸乳液，水性聚氨酯，環(huán)氧樹脂其中的一種或幾種。本發(fā)明所述的膨脹型阻燃劑為三聚氰酸螺環(huán)磷酸酯、螺環(huán)磷酸酯酰胺其中的一種。本發(fā)明所述的鈦白粉為金紅石型鈦白粉，銳鈦型鈦白粉的其中一種。本發(fā)明所述的助劑包含成膜助劑，分散劑，增稠劑，流平劑，消泡劑。本發(fā)明所述的石墨烯類物質(zhì)為石墨烯，氧化石墨烯或它們的復(fù)配物。本發(fā)明所述的石墨烯類物質(zhì)含量優(yōu)選為0.01-0.1份。該發(fā)明包括以下步驟：(1)按照以下組分配比備料：水性成膜基體(100份)，膨脹型阻燃劑(200份-250份)，鈦白粉(20份-30份)，石墨烯類物質(zhì)(0.001份-1份)，助劑(1份-2份)，水(200份-250份)。(2)將水，防火助劑，填料混合均勻，放入轉(zhuǎn)速為1400r/min的研磨機中研磨30min，然后將水性成膜基體以及助劑加入，在攪拌儀中低速攪拌30min，過篩出料，制得石墨烯類膨脹型低煙防火涂料。本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明所用到的水性成膜基體，為水性環(huán)保基料，對環(huán)境無污染。本發(fā)明所用的高溫填料鈦白粉，會在燃燒過程當(dāng)中析出，附著在炭層表面，提高炭化層強度，隔絕了熱量的傳導(dǎo)，延長了耐燃時間。本發(fā)明所用的石墨烯類物質(zhì)具有阻燃抑煙的效果，且用量極少，降低成本，添加入防火涂料后，煙釋放量明顯降低。具體實施方式實例一：各組分含量：硅丙乳液(100份)，三聚氰酸螺環(huán)磷酸酯(200份)，金紅石型鈦白粉(20份)，石墨烯(0.03份)，助劑(1份)，水(200份)。制備方法：將水，防火助劑，填料混合均勻，放入轉(zhuǎn)速為1400r/min的研磨機中研磨30min，然后將硅丙乳液以及助劑加入，在攪拌儀中低速攪拌30min，過篩出料，制得石墨烯類膨脹型低煙防火涂料。實例二：水性聚氨酯(100份)，季戊四醇雙磷酸酯蜜銨鹽(200份)，銳鈦型鈦白粉(25份)，氧化石墨烯(0.1份)，助劑(1份)，水(230份)。制備方法：將水，防火助劑，填料混合均勻，放入轉(zhuǎn)速為1400r/min的研磨機中研磨30min，然后將水性聚氨酯以及助劑加入，在攪拌儀中低速攪拌30min，過篩出料，制得石墨烯類膨脹型低煙防火涂料。實例三：環(huán)氧樹脂(100份)，螺環(huán)磷酸酯酰胺(230份)，金紅石型鈦白粉(30份)，石墨烯與氧化石墨烯復(fù)配物(0.05份)，助劑(1份)，水(250份)。制備方法：將水，防火助劑，填料混合均勻，放入轉(zhuǎn)速為1400r/min的研磨機中研磨30min，然后將環(huán)氧樹脂以及助劑加入，在攪拌儀中低速攪拌30min，過篩出料，制得石墨烯類膨脹型低煙防火涂料。實例四：為了檢驗上述防火材料的性能，選取了常用的美國ASTME84和日本JISA1321防火涂料作為對照，按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)中的檢測方法，驗證其性能效果，具體數(shù)據(jù)見表一、表二。表一涂料防火指標(biāo)檢測表二涂料性能指標(biāo)檢測實例一實例二實例三ASTME84JISA1321國家標(biāo)準(zhǔn)附著力35±0.843±0.828±0.871±1.563±1.7GB/T9286-1998硬度HHHHBHBGB/T1723-1993粘度/cps26±0.527±0.326±0.727±0.625±0.4GB/T1723-1993耐沖擊/kg·cm76±1.870±1.273±1.035±1.241±1.1GB/T9264-2012耐鹽霧性/h285±16262±18277±11197±19212±13GB/T5454-1997上述結(jié)果可以看出，與現(xiàn)有防火涂料相比，本申請中所述的防火涂料可顯著提高涂料的阻燃性、耐腐蝕性能。以上僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3