一種納米防火涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種納米防火涂料及其制備方法，具體設(shè)及一種基于納米復(fù)合阻燃劑 的納米防火涂料及其制備方法，屬于防火阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國市場上的水性防火涂料從成膜物性質(zhì)上大體可分為如下幾類：①合成聚 合物乳液型，成膜物為苯丙乳液、純丙乳液、醋酸己締乳液等，添加膨脹型阻燃劑及其他材 料制成。②無機粘合劑型，該類涂料W娃酸鹽水泥、氨氧化儀或其他無機高溫粘合劑為基 料，添加膨脹珍珠巖、礦棉等骨料及其他化學(xué)助劑和水等組成，W非膨脹型為主，其缺點是 用量大，涂層厚，但由于可用于室外，因而，也取得了很好的應(yīng)用效果。無機粘合劑型防火涂 料是對環(huán)境最友好的品種，但其制得的防火涂料多為非膨脹型，且涂層的理化性能存在一 些難W克服的不足。⑨水溶性樹脂型，水溶性樹脂中的脈醒-=聚氯胺樹脂具有色淺、耐光 好、不發(fā)霉、干燥快、成本低、附著力好、耐水、耐油、耐熱、優(yōu)良的電性能、本身可作為炭源和 氣源等諸多優(yōu)點，因此，受到眾多廠家的青睞。水溶性氨基樹脂、脈醒樹脂等本身有較好的 阻燃能力且可幫助成炭，由它們制成的防火涂料具有非常好的綜合防火效果，但由于其甲 醒含量較高（我國市場上此類樹脂的甲醒含量一般在1.Og/LW上），難W滿足環(huán)保對毒性 的要求。
[0003] 目前市場上應(yīng)用較多的水性防火涂料多為合成聚合物乳液型，存在著一些不足： 其一，乳液本身不同程度地含有一些助溶劑或成膜助劑，它們一般均為揮發(fā)速度較慢的有 異味的高沸點溶劑；其二，目前研制及使用的薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料W膨脹型阻燃體系為主， 普遍仍在使用聚磯酸錠/季戊四醇或雙季戊四醇/=聚氯胺傳統(tǒng)膨脹阻燃體系，添加量較 高，阻燃防火效率有待提高；其=，防火涂料中添加少量的納米組分可W起到協(xié)效作用，但 是作用的顯著與否與納米粒子在涂層中的分布狀態(tài)有非常密切的關(guān)系，而市場現(xiàn)有的防火 涂料很難真正實現(xiàn)納米組分在涂料中的均勻分散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有環(huán)保無毒水性防火涂料存在阻燃效率不高、相容性不好、納米組分的分 散不均勻的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種納米防火涂料，所述防火涂料阻燃防火 效率高，納米蒙脫±在防火涂料中均勻分散，本發(fā)明的目的之二在于提供一種納米防火涂 料的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的目的由W下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] 一種納米防火涂料，W所述防火涂料的總質(zhì)量為百分之百計，各組分及質(zhì)量百分 含量如下：
[0007]
【主權(quán)項】
1. 一種納米防火涂料，其特征在于：以所述防火涂料的總質(zhì)量為百分之百計，各組分 及質(zhì)量百分含量如下：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米防火涂料，其特征在于：所述水性含磷聚醚酯阻燃 乳液的制備方法如下： 在反應(yīng)器內(nèi)加入去離子水和乳化劑，攪拌至全部溶解，然后邊攪拌邊向反應(yīng)器中加入 含磷聚醚酯，所述含磷聚醚酯在剪切作用下被乳化，制得所述水性含磷聚醚酯阻燃乳液；其 中，以所述水性含磷聚醚酯阻燃乳液為100質(zhì)量份，去離子為10~50質(zhì)量份；乳化劑為1~ 10質(zhì)量份；余量為含磷聚醚酯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種納米防火涂料，其特征在于：所述乳化劑為吐溫-80、 0?-10、0?-15、1^-1、05、十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的一種以上 ；所述含磷聚醚 醋的分子結(jié)構(gòu)式如下：
〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米防火涂料，其特征在于：所述聚磷酸銨-蒙脫土納 米復(fù)合阻燃劑為由聚磷酸銨和蒙脫土配制而成，其質(zhì)量百分比為： 聚磷酸銨70 %~90% ; 蒙脫土 1%~30% ; 其中，聚磷酸銨為和II型聚磷酸銨的混合物，II型與I型的混合比例為〇~4:1，蒙脫 土可以是原土或有機改性過的蒙脫土，或是含有蒙脫土結(jié)構(gòu)的粘土。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米防火涂料，其特征在于：所述聚磷酸銨-蒙脫土納 米復(fù)合阻燃劑的制備方法如下： (1) 室溫下將五氧化二磷、磷酸氫二銨和尿素的摩爾比為1:1~10:0. 1~1，或磷酸氫 二銨與尿素的摩爾比為1:0. 1~3,或磷酸二氫銨與尿素的摩爾比為1:0. 1~3,或磷酸與 尿素的摩爾比為1:0. 1~3加入反應(yīng)釜，并加入總投料量的1~30wt%的蒙脫土后加熱； (2) 當(dāng)升溫至150~300°C時，開始像體系通氨氣，氨壓維持在常壓至0.5兆帕，當(dāng)反應(yīng) 溫度升至300~350°C時，保持溫度不變，繼續(xù)通氨30~200分鐘；最后降溫到200°C以下， 得到所述聚磷酸銨-蒙脫土納米復(fù)合阻燃劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米防火涂料，其特征在于：所述異氰酸酯組分為液化 二苯基甲烷二異氰酸酯，多苯基多亞甲基多異氰酸酯，己二異氰酸酯的預(yù)聚體，和甲苯二異 氰酸酯與三羥甲基丙烷的縮聚體中的一種； 所述多醇類成炭劑為單季戊四醇，雙季戊四醇和三季戊四醇中的一種； 所述催化劑為膨脹石墨、玻璃鱗片、三聚氰胺、氧化鋅、氧化硅、硼酸鈣、硼酸錳、硼酸 鋅、硼酸鎳、硼酸鎂、硼酸鉍、硫酸鈣、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸鎳、硫酸鎂、硫酸鉍、碳酸鈣、碳酸 錳、碳酸鋅、碳酸鎳、碳酸鎂、碳酸鉍、磷酸鋯和硅酸鎂中的一種以上； 所述協(xié)效劑為碳酸二烷基酯、雙酚A二亞磷酸烷基酯、芳香族四羧酸的二烷基酯、磷酸 三烷基酯、二（十八烷基）_3, 3-硫代雙丙酸酯和0-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸 正十八碳醇酯中的一種； 所述成膜助劑為無水乙醇、碳酸二甲酯和丙二醇醚中的一種。
7. -種如權(quán)利要求1所述的納米防火涂料的制備方法，其特征在于：所述方法步驟如 下： (1) 將聚磷酸銨-蒙脫土納米復(fù)合阻燃劑、多醇類成炭劑、催化劑和協(xié)效劑研磨并混合 均勻，得到固體混合阻燃助劑； (2) 將水性含磷聚醚酯阻燃乳液、成膜助劑、去離子水混合均勻，得到混合液a;在攪拌 下，將所述固體混合阻燃助劑加入混合液a中，混合均勾，得到混合液b; (3) 在攪拌下，將異氰酸酯組分加入到混合液b中，混合均勻，得到所述納米防火涂料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種薄型膨脹型鋼結(jié)構(gòu)納米防火涂料及其制備方法，屬于防火阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域。所述涂料組分為：水性含磷聚氨酯阻燃乳液、異氰酸酯組分、聚磷酸銨-蒙脫土納米復(fù)合阻燃劑、多醇類成炭劑、催化劑、協(xié)效劑、成膜助劑和去離子水。將聚磷酸銨-蒙脫土納米復(fù)合阻燃劑、多醇類成炭劑、催化劑和協(xié)效劑研磨并混合均勻，得到固體混合阻燃助劑；將水性含磷聚醚酯阻燃乳液、成膜助劑、去離子水混合均勻，在攪拌下，加入固體混合阻燃助劑混合均勻，加入異氰酸酯組分，混合均勻，得到本發(fā)明所述薄型膨脹型鋼結(jié)構(gòu)納米防火涂料。所述防火涂料阻燃防火效率高，相容性好，納米蒙脫土在防火涂料中分散均勻性好。
【IPC分類】C09D5-18, C09D175-06, C09D167-02, C09D7-12
【公開號】CN104774540
【申請?zhí)枴緾N201510167321
【發(fā)明人】楊榮杰, 李定華, 李文鐸, 王珂
【申請人】北京理工阻燃科技有限公司, 北京理工大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月10日