CN104673036A - 一种木结构水性膨胀型防火涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木结构水性膨胀型防火涂料，包括甲乙两组份，甲乙两组分按重量份数4-5:1.2-1.5配比混合；所述甲乙以重量份数计包含以下组分：所述甲组分按重量份数计包括以下组分：硅丙乳液，成炭催化剂，甲组分成炭剂，发泡剂，颜料，成膜助剂，分散剂，辅料；所述乙组分按重量份数计包括以下组分：复合乳液,乙组分成炭剂，阻燃剂，层状双氢氧化物，填料，三氧化二锑，成膜助剂，增稠剂，消泡剂，固化剂。本发明不但具有优良的理化性能和良好的防火性能,而且具有一定的装饰性能,是一种环保多功能高效型的防火涂料,完全符合防火涂料工业的发展方向。

Description

一种木结构水性膨胀型防火涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，具体涉及一种木结构水性膨胀型防火涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。

背景技术

对木结构的防火保护,其实质是木结构构件的防火保护。从古至今,人们在一直研究和探求有效地保护木结构建筑物免受火灾侵扰的途径。曾采用过的主要方法有粘土饰面防火保护/板条抹灰或钢丝抹灰饰面防火保护、采用水泥砂浆或混凝土防火保护、防火板材对木构件的防火保护等。虽然防火板材/水泥砂浆/混凝土或抹灰等措施对木结构的防火保护起到了一定的作用,但是其保护效果和适用性均不十分理想。现代工程中应用最广、适用性最强、施工最为方便的仍属防火涂料。采用防火涂料对木结构进行防火保护时,应选用专用的木结构防火涂料。

目前木结构水性膨胀型防火涂料广泛使用的基料基本上是纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、聚醋酸乙烯乳液、氯偏乳液等,尽管这些乳液作为水性防火涂料有较好的耐寒性和保光性、附着力强,而且可常温固化,但其耐热性较差、高温易返粘、易粘尘、低温时易变脆,透气性也较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种木结构水性膨胀型防火涂料及其制备方法，该涂料不但具有优良的防火性能,同时还具有良好的理化性能。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种木结构水性膨胀型防火涂料，包括甲乙两组份，甲乙两组分按重量份数4-5:1.2-1.5配比混合；所述甲乙以重量份数计包含以下组分：

所述甲组分按重量份数计包括以下组分：

硅丙乳液20-35份，成炭催化剂27-31份，甲组分成炭剂5-10份，发泡剂0.5-1.5份，颜料2-6份，成膜助剂1.4-1.8份，分散剂0.5-1.2份，辅料1-1.5份；

所述成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、甲酸、植物油酸中的一种或二种以上的混合；所述甲组分成炭剂为季戊四醇、二季戊四醇、环己六醇中的一种或二种以上的混合；所述发泡剂为氯化石蜡、尿素、三聚氰胺、甘氨酸、双氰胺、蜜胺中的一种或二种以上的混合；所述颜料为钛白粉、氧化锌或铁黄，所述分散剂包括疏水性改性羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐或铵盐中的一种或几种；所述的辅料为硅基聚合剂、稀释剂或添加剂中的至少一种；

所述乙组分按重量份数计包括以下组分：

复合乳液40-65份, 乙组分成炭剂8-17份，阻燃剂15-23份，层状双氢氧化物1-5份，填料2-10份，三氧化二锑5-10份，成膜助剂2-4份，增稠剂2-6份，消泡剂0.6-1.5份，固化剂3-8份；

所述复合乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、环氧乳液、氯偏乳液、聚醋酸乙烯乳液中的任两种或三种以上经复配制得；所述乙组分成炭剂为山梨醇、丁四醇中的一种或二种的混合；所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三氧化二锑、磷酸三丁酯、磷酸铵、氯化石蜡、四溴双酚A、十溴二苯醚中的任意两种或三种以上的混合；所述层状双氢氧化物是由两种或两种以上金属组成的类水滑石层状结构的氢氧化物；所述的填料包括石墨、二硫化钼以及滑石粉；所述的成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚混合物；所述的增稠剂包括：硅藻土、钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或者几种；所述的固化剂为二乙烯三胺、间苯二胺、DMP-30/聚酰胺650、酚醛改性胺、二氨基二苯基甲砜DDS中的一种。

本发明的进一步技术方案为：前述的木结构水性膨胀型防火涂料，所述成膜助剂按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成。

前述的木结构水性膨胀型防火涂料，所述填料按石墨：二硫化钼：滑石粉=5:2:1.2的比例混合。

前述的木结构水性膨胀型防火涂料的制备方法，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

将甲组分中的硅丙乳液、发泡剂与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为450-650r/min，搅拌时间为35-55min，搅拌温度为150-180℃，搅拌至粘稠状液体待用，然后将成炭催化剂、甲组分成炭剂以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为600－800r/min，搅拌时间为60－90min，最后加入成膜助剂和辅料低速搅拌40－55min，搅拌速度为400－500r/min，得到甲组分待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的复合乳液、乙组分成炭剂、阻燃剂、层状双氢氧化物、填料、三氧化二锑、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和固化剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为600－800r/min，搅拌时间为60－90min，经过200目筛网过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按重量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

进一步的，前述的木结构水性膨胀型防火涂料的制备方法，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

将甲组分中的硅丙乳液、发泡剂与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为550r/min，搅拌时间为45min，搅拌温度为160℃，搅拌至粘稠状液体待用，然后将成炭催化剂、甲组分成炭剂以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为750r/min，搅拌时间为80min，最后加入成膜助剂和辅料低速搅拌45min，搅拌速度为450r/min，得到甲组分待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的复合乳液、乙组分成炭剂、阻燃剂、层状双氢氧化物、填料、三氧化二锑、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和固化剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为750r/min，搅拌时间为85min，经过200目筛网过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按重量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

本发明中的木结构水性膨胀型防火涂料以硅丙乳液作为基料的木结构水性膨胀型防火涂料, 基料硅丙乳液的熔融温度、阻燃体系中的脱水成炭催化剂的分解温度、成炭剂PER的脱水成炭反应、发泡剂MEL分解产生气体的反应均是在同一连续温度范围内,生成致密的定形海绵状炭化层,具有较好的隔热、隔氧的作用,能有效地阻止燃烧的继续进行。不但具有优良的理化性能和良好的防火性能,而且具有一定的装饰性能,是一种环保多功能高效型的防火涂料,完全符合防火涂料工业的发展方向。

具体实施方式

   实施例1

本实施例提供给一种木结构水性膨胀型防火涂料，包括甲乙两组份，甲乙两组分按重量份数4:1.3配比混合；甲乙以重量份数计包含以下组分：

甲组分按重量份数计包括以下组分：

硅丙乳液25份，聚磷酸铵30份，季戊四醇8份，三聚氰胺1份，钛白粉4份，成膜助剂1.6份，疏水性改性羧酸钠盐0.8份，硅基聚合剂1.2份；

乙组分按重量份数计包括以下组分：

复合乳液55份, 山梨醇12份，氢氧化铝18份，层状双氢氧化物4份，填料8份，三氧化二锑8份，成膜助剂3份，硅藻土4份，消泡剂0.8份，二乙烯三胺6份；

填料按石墨：二硫化钼：滑石粉=5:2:1.2的重量比例混合，复合乳液为按纯丙乳液：苯丙乳液：环氧乳液=1.5:1：2的重量比例复合制成；层状双氢氧化物是由两种或两种以上金属组成的类水滑石层状结构的氢氧化物；成膜助剂按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成。

本实施例的木结构水性膨胀型防火涂料的制备方法，制备步骤如下：

（一）甲组分的制备：

将甲组分中的硅丙乳液、发泡剂与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为550r/min，搅拌时间为45min，搅拌温度为160℃，搅拌至粘稠状液体待用，然后将成炭催化剂、甲组分成炭剂以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为750r/min，搅拌时间为80min，最后加入成膜助剂和辅料低速搅拌45min，搅拌速度为450r/min，得到甲组分待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的复合乳液、乙组分成炭剂、阻燃剂、层状双氢氧化物、填料、三氧化二锑、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和固化剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为750r/min，搅拌时间为85min，经过200目筛网过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按重量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

将本实施例中配方制备成木结构水性膨胀型防火涂料,将分散好的漆料按木结构防火涂料施工工艺涂刷在15cmx30cm,厚(5±0.2)mm的5层胶合板上,各板干后涂膜厚度约为0.2mm。涂膜实干后在500C恒温箱干燥半个小时后检测其防火性能,其具体方法依照实验部分中给定的方法和标准进行。测定其各项防火性能,并将这些测定结果与国家标准进行比较，数据如下表1和表2所示：

表1   本发明中防火涂料的理化性能                                               

表2   本发明中防火涂料的防火性能

由此表1可见，该防火涂料的各项理化性能指标已经达到或超过国家标准所要求的指标。实验证明该硅丙乳液膨胀型防火涂料不但是环境友好型防火涂料,而且具有良好的理化性能和较好的装饰效果,特别是其耐水性、耐湿热性、光泽度、耐洗刷性、耐冲击性和硬度等理化性能明显优于市场上的同类防火涂料,是一种很有开发前景的多功能高效的木结构防火涂料。

由此表2可见，该硅丙乳液水性膨胀型防火涂料的各项防火性能指标均已达到或超过国家标准所要求的指标,而且明显优于市场上的同类产品,是一种很有开发前景的环保型木结构水性膨胀型防火涂料。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1. 一种木结构水性膨胀型防火涂料，其特征在于，包括甲乙两组份，甲乙两组分按重量份数4-5:1.2-1.5配比混合；所述甲乙以重量份数计包含以下组分：

所述甲组分按重量份数计包括以下组分：

硅丙乳液20-35份，成炭催化剂27-31份，甲组分成炭剂5-10份，发泡剂0.5-1.5份，颜料2-6份，成膜助剂1.4-1.8份，分散剂0.5-1.2份，辅料1-1.5份；

所述成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、甲酸、植物油酸中的一种或二种以上的混合；所述甲组分成炭剂为季戊四醇、二季戊四醇、环己六醇中的一种或二种以上的混合；所述发泡剂为氯化石蜡、尿素、三聚氰胺、甘氨酸、双氰胺、蜜胺中的一种或二种以上的混合；所述颜料为钛白粉、氧化锌或铁黄，所述分散剂包括疏水性改性羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐或铵盐中的一种或几种；所述的辅料为硅基聚合剂、稀释剂或添加剂中的至少一种；

所述乙组分按重量份数计包括以下组分：

复合乳液40-65份, 乙组分成炭剂8-17份，阻燃剂15-23份，层状双氢氧化物1-5份，填料2-10份，三氧化二锑5-10份，成膜助剂2-4份，增稠剂2-6份，消泡剂0.6-1.5份，固化剂3-8份；

所述复合乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、环氧乳液、氯偏乳液、聚醋酸乙烯乳液中的任两种或三种以上经复配制得；所述乙组分成炭剂为山梨醇、丁四醇中的一种或二种的混合；所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三氧化二锑、磷酸三丁酯、磷酸铵、氯化石蜡、四溴双酚A、十溴二苯醚中的任意两种或三种以上的混合；所述层状双氢氧化物是由两种或两种以上金属组成的类水滑石层状结构的氢氧化物；所述的填料包括石墨、二硫化钼以及滑石粉；所述的成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚混合物；所述的增稠剂包括：硅藻土、钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或者几种；所述的固化剂为二乙烯三胺、间苯二胺、DMP-30/聚酰胺650、酚醛改性胺、二氨基二苯基甲砜DDS中的一种。

2.根据权利要求1所述的木结构水性膨胀型防火涂料，其特征在于：所述成膜助剂按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成。

3. 根据权利要求1所述的木结构水性膨胀型防火涂料，其特征在于：所述填料按石墨：二硫化钼：滑石粉=5:2:1.2的比例混合。

4.如权利要求1所述的木结构水性膨胀型防火涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

将甲组分中的硅丙乳液、发泡剂与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为450-650r/min，搅拌时间为35-55min，搅拌温度为150-180℃，搅拌至粘稠状液体待用，然后将成炭催化剂、甲组分成炭剂以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为600－800r/min，搅拌时间为60－90min，最后加入成膜助剂和辅料低速搅拌40－55min，搅拌速度为400－500r/min，得到甲组分待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的复合乳液、乙组分成炭剂、阻燃剂、层状双氢氧化物、填料、三氧化二锑、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和固化剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为600－800r/min，搅拌时间为60－90min，经过200目筛网过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按重量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

5.如权利要求4所述的木结构水性膨胀型防火涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

将甲组分中的硅丙乳液、发泡剂与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为550r/min，搅拌时间为45min，搅拌温度为160℃，搅拌至粘稠状液体待用，然后将成炭催化剂、甲组分成炭剂以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为750r/min，搅拌时间为80min，最后加入成膜助剂和辅料低速搅拌45min，搅拌速度为450r/min，得到甲组分待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的复合乳液、乙组分成炭剂、阻燃剂、层状双氢氧化物、填料、三氧化二锑、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和固化剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为750r/min，搅拌时间为85min，经过200目筛网过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按重量比称量混合均匀固化即得涂料成品。