CN107760076B - 一种低烟环保型防火涂料及其制备方法 - Google Patents
一种低烟环保型防火涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及建筑用品领域，尤其涉及一种低烟环保型防火涂料及其制备方法，所述低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：水泥30～50份；纤维素12～25份；半水石膏12～30份；碳酸钙1～6份；聚苯乙烯板5～10份；石墨烯1～3份；发泡剂1～5份；缓凝剂1～3份。
Description
技术领域
本发明涉及建筑用品领域，尤其涉及一种低烟环保型防火涂料及其制备方法。
背景技术
随着我国国民经济的不断增大，各种行业特别是建筑行业经常会出现火灾事故，造成了重要的人员伤亡和财产损失，究其原因主要是因为它们在建设过程中运用了很多易燃的物质和材料，并且在燃烧过程中产生大量烟雾和有毒气体，据相关部门调查这些材料都没有经过各种阻燃处理，才造成重大的伤害和伤亡。
据相关新闻，我们各地发生的火灾比比皆是，并且还不断增长，据统计1999年全国发生火灾39571起，死亡约为2652人，伤约5977人，直接经济损失约11.2亿元；而2000年的火灾约为40000起，死约2800人，受伤约为4000人，直接经济损失约12亿元。鉴于此，国家相关部门和专家号召大家要尽量的在建设过程中采用不易燃烧的材料，并且要达到国家要求的防火等级，比如像建筑物外层的保温层必须要达到相应的防火等级，这样才能更好的达到防火效果。为了防止火灾事故的发生，切实贯彻消防工作，履行“预防为主，防消结合”的工作方针，国家制定了相应的法律法规，号召应用防火涂料和阻燃材料以防止火灾发生，因此防火工作显得越来越重要，越来越迫切。据我们现在所使用的建筑材料来看，大多数比较易燃，存在很多违规现象，基本上也没有经过相应的防火处理就直接应用，并且在燃烧过程中还没有良好的防火措施，群众防火意识比较薄弱，造成很多事故不断发生。在众多防火手段中比较有效且应用比较广的是采用防火涂料，可以达到较好的防火效果。
传统的防火涂料主要是基于高分子基体，包括丙稀酸酯，环氧树脂，硅酸酯等有机树脂。而且他们的主要应用技术是喷涂，刷涂，滚涂等，另一种方法就是把材料表面直接浸渍在涂料当中，使其渗透入材料中达到阻燃的效果。然而这些技术存在诸多问题，譬如方法太繁琐，再者需要大量的原材料以及化学品，对环境造成了严重污染，而且重复的涂刷，会造成涂料之间的粘附力不强，容易脱落的问题。
因而，非常需要开发出一种行之有效的防火涂料配方，使得火灾发生过程中，有效抑制火灾的蔓延，同时能够显著降低烟雾生成量，对于降低火灾人员伤亡，提高相关场所的火安全等级。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：水泥30～50份；纤维素12～25份；半水石膏12～30份；碳酸钙1～6份；聚苯乙烯板5～10份；石墨烯1～3份、发泡剂1～5份；缓凝剂1～3份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述水泥选自：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥、磷酸镁水泥、磷酸钾镁水泥中的任意一种或几种的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述纤维素选自：甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、亚麻纤维素、苎麻纤维素、黄麻纤维素、竹纤维、矿物纤维、玻璃纤维中的任意一种或几种的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述低烟环保型防火涂料还包括助剂，所述助剂选自：隔热剂、发泡剂、阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟阻燃剂、抑烟阻燃协效剂、紫外线吸收剂、填料、滑石粉中的任意一种或几种的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述滑石粉为氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
作为本发明一种优选的技术方案，所述填料选自：膨胀石墨颗粒、空心玻璃微珠中的任意一种或几种的混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抑烟阻燃剂为：羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物；所述羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯之间的重量比为：3：10：1。
作为本发明一种优选的技术方案，所述低烟环保型防火涂料还包括5重量份的超支化聚磷酸酯树脂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述低烟环保型防火涂料还包括1～5重量份的改性介孔二氧化硅；所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
将5～20重量份熔融状态的羟基封端的聚氨酯树脂和1～5重量份介孔二氧化硅混合，在温度为150℃下，搅拌1～3h。
本发明的第二个方面提供了一种低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂在1000～1200转/分下搅拌10～60min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯在2000～4000转/分下搅拌20～60min，混合均匀后研制细度至70～100um，分散搅匀后即得。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：水泥30～50；纤维素12～25；半水石膏12～30；碳酸钙1～6；聚苯乙烯板5～10；石墨烯1～3；滑石粉1～5；纳米羟基磷灰石3～8；填料3～10；助剂3～10。
水泥
本申请中，所述水泥并没有特别的限制，为市售获得。
在一种优选的实施方式中，所述水泥选自：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥、磷酸镁水泥、磷酸钾镁水泥中的任意一种或几种的混合。
纤维素
本申请中，所述纤维素并没有特别的限制，为市售获得。
在一种优选的实施方式中，所述纤维素选自：甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、亚麻纤维素、苎麻纤维素、黄麻纤维素、竹纤维、矿物纤维、玻璃纤维中的任意一种或几种的混合。
半水石膏
本申请中，所述半水石膏为市售获得，均购于郑州海运特种水泥有限公司。
碳酸钙
本申请中，所述“碳酸钙”为纳米碳酸钙，所述纳米碳酸钙购于长兴晨明化工有限公司。
聚苯乙烯板
本申请中，所述聚苯乙烯板并没有特别的限制，可以为市售的任何一种牌号的聚苯乙烯板。
在一种优选的实施方式中，所述聚苯乙烯板为磺化聚苯乙烯微球。
在一种优选的实施方式中，所述磺化聚苯乙烯微球的制备方法至少包括以下步骤：
取1g聚苯乙烯微球加入20g浓硫酸，在温度为30℃，搅拌反应5小时，用蒸馏水稀释浓硫酸，离心并多次洗涤后真空干燥，得到淡黄色的磺化聚苯乙烯微球；
所述聚苯乙烯微球购于大鹅(天津)科技有限公司。
石墨烯
本申请中，所述“石墨烯”并没有特别的限制，所述石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司。
滑石粉
本申请中，所述“滑石粉”并没有特别的限制，可以为市售的任何一种牌号的滑石粉。
在一种优选的实施方式中，所述滑石粉为氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
在一种优选的实施方式中，所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理约3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
所述氨基聚苯乙烯微球购于大鹅(天津)科技有限公司。
纳米羟基磷灰石
本发明中的纳米羟基磷灰石并没有特别的限制，为市售获得。
羟基磷灰石，又称羟磷灰石，碱式磷酸钙，是钙磷灰石(Ca5(PO4)3(OH))的自然矿物化。
本发明中的纳米羟基磷灰石购于西安晋恒化工有限公司。
填料
本申请中的填料并没有特别的限制。
在一种优选的实施方式中，所述填料选自：膨胀石墨颗粒、空心玻璃微珠中的任意一种或几种的混合。
助剂
本申请中的助剂并没有特别的限制。
在一种优选的实施方式中，所述助剂选自：隔热剂、发泡剂、阻燃剂、协效阻燃剂、抑烟阻燃剂、抑烟阻燃协效剂、紫外线吸收剂中的任意一种或几种的混合。
在一种优选的实施方式中，所述抑烟阻燃剂为：羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物。
在一种优选的实施方式中，所述羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物中，羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯之间的重量比为：3：10：1。
在一种优选的实施方式中，所述聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石的制备方法如下：
(1)将5g纳米羟基磷灰石和80mL SOC12混合，然后加入150mL DMF作为催化剂，悬浮液先在破碎机中破碎，然后将混合溶液置于80℃油浴中回流反应，过滤，烘干后，得到酰氯化羟基磷灰石；
(2)将步骤(1)中得到的酰氯化羟基磷灰石、10g聚磷酸铵在500mL DMF溶剂中混合，置于85℃油浴锅中反应，最后经过滤和干燥后得到聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石。
在一种优选的实施方式中，所述羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物的制备方法如下：
将氧化石墨烯加入到质量分数为50％的乙醇中，强力搅拌并超声分散0.5～1h，然后在同时加入羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石，强力搅拌并超声分散0.5～1h，冷却后减压过滤，并用蒸馏水与无水乙醇洗涤，50～80℃真空干燥10～12h，超细粉碎至2000目以上，得到羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物。
所述阻燃剂可以列举的有：有机磷酸酯基阻燃剂、卤化磷酸酯基阻燃剂、无机磷基阻燃剂、卤化双酚基阻燃剂、卤化化合物基阻燃剂、锑基阻燃剂、氮基阻燃剂、硼基阻燃剂、金属盐基阻燃剂、无机阻燃剂和硅基阻燃剂。这些阻燃剂可单独或组合使用。
有机磷酸酯或亚磷酸酯基阻燃剂可例举为，磷酸三苯酯、磷酸甲基新苄基酯、季戊四醇二乙基二磷酸酯、磷酸甲基新戊基酯、磷酸苯基新戊基酯、季戊四醇二苯基二磷酸酯、连二磷酸二环戊基酯、连二亚磷酸二新戊基酯、苯基焦儿茶酚亚磷酸酯、乙基焦儿茶酚磷酸酯和二焦儿茶酚连二磷酸酯等。
卤化磷酸酯基阻燃剂可例举为，例如，磷酸三(β-氯乙基)酯、磷酸三(二环丙基)酯、磷酸三(β-溴乙基)酯、磷酸三(二溴丙基)酯、磷酸三(氯丙基)酯、磷酸三(二溴苯基)酯、磷酸三(三溴苯基)酯、磷酸三(三溴新戊基)酯、缩合聚磷酸酯和缩合聚膦酸酯等。
无机磷基阻燃剂可例举为，红磷和无机磷酸盐。
卤化双酚基阻燃剂可例举为，四溴双酚A、其低聚物和二(溴乙基醚)四溴双酚A。
卤素化合物基阻燃剂可例举为十溴二苯基醚、六溴苯、六溴环十二烷、四溴邻苯二甲酸酐、(四溴双酚)环氧低聚物、六溴联苯醚、三溴苯酚、三溴甲苯基缩水甘油醚、十溴二苯醚、卤化聚碳酸酯、卤化聚碳酸酯共聚物、卤化聚苯乙烯、卤化聚烯烃、氯化石蜡和全氯环癸烷。
锑基阻燃剂可例举为，例如，三氧化锑、四氧化锑、五氧化锑和亚锑酸钠。
氮-基阻燃剂可例举为，例如，蜜胺、烷基基团取代的或芳族基团取代的蜜胺、蜜胺氰尿酸酯、蜜胺异氰尿酸酯、蜜胺磷酸酯、三嗪、胍化合物、脲、各种氰尿酸衍生物和磷腈(phosphasene)化合物。
硼酸基阻燃剂的例子可包括硼酸锌、偏硼酸锌和偏硼酸钡。金属盐基阻燃剂的例子包括全氟烷烃磺酸、烷基苯磺酸、卤化烷基苯磺酸、烷基磺酸和萘磺酸的碱金属盐和碱土金属盐。
无机阻燃剂可例举为，氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钡、氢氧化钙、白云石、水滑石、碱式碳酸镁、氢化锆、无机金属化合物的水合物(如氧化锡的水合物)、金属氧化物(如氧化铝、氧化铁、氧化钛、氧化锰、氧化镁、氧化锆、氧化锌、氧化钼、氧化钴、氧化铋、氧化铬、氧化锡、氧化镍、氧化铜和氧化钨)、金属(如铝、铁、铜、镍、钛、锰、锡、锌、钼、钴、铋、铬、钨和锑)的粉末、和碳酸盐(如碳酸锌、碳酸镁、碳酸钙和碳酸钡)。
紫外线吸收剂可例举为，2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***、2-(2-羟基-5-丁基苯基)苯并***、2-(2-羟基-5-辛基苯基)苯并***、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并***、2-(3，5-二叔戊基-2-羟基苯基)苯并***、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛基氧基二苯甲酮、2-[4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧基)苯酚中的任意一种或几种的混合。
在一种优选的实施方式中，所述石膏基防火涂料还包括5重量份的超支化聚磷酸酯树脂。
在一种优选的实施方式中，所述石膏基防火涂料还包括1～5重量份的改性介孔二氧化硅；所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
将5～20重量份熔融状态的羟基封端的聚氨酯树脂和1～5重量份介孔二氧化硅混合，在温度为150℃下，搅拌1～3h。
本发明的第二个方面提供了一种低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、滑石粉、聚苯乙烯板、填料、助剂在1000～1200转/分下搅拌10～60min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、纳米羟基磷灰石、改性介孔二氧化硅、超支化聚磷酸酯树脂在2000～4000转/分下搅拌20～60min，混合均匀后研制细度至70～100um，分散搅匀后即得。
本申请人经过大量的实验研究发现，加入改性介孔二氧化硅后，改性介孔二氧化硅与抑烟阻燃剂中的羟甲基二茂铁可以起到协同催化作用，可以将基材的分解产物或者烧燃产物或者烟雾催化转化为不燃气体，从而达到抑烟阻燃的目的。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，购于国药化学试剂。
实施例1：
本发明的实施例1提供了一种低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：
所述水泥为硅酸盐水泥，购于华润水泥控股有限公司；
所述纤维素为玻璃纤维，购于泰山玻璃纤维有限公司；
所述半水石膏，购于郑州海运特种水泥有限公司
所述碳酸钙为纳米碳酸钙，购于长兴晨明化工有限公司；；
所述聚苯乙烯板购于大鹅(天津)科技有限公司；
所述石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司；
所述发泡剂为偶氮甲酰胺；
所述缓凝剂为木质素磺酸钙；
低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂在1200转/分下搅拌10min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯在4000转/分下搅拌20min，混合均匀后研制细度至100um，分散搅匀后即得。
实施例2：
本发明的实施例2提供了一种低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：
所述水泥为硅酸盐水泥，购于华润水泥控股有限公司；
所述纤维素为玻璃纤维，购于泰山玻璃纤维有限公司；
所述半水石膏，购于郑州海运特种水泥有限公司
所述碳酸钙为纳米碳酸钙，购于长兴晨明化工有限公司；；
所述聚苯乙烯板购于大鹅(天津)科技有限公司；
所述石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司；
所述发泡剂为偶氮甲酰胺；
所述缓凝剂为木质素磺酸钙；
低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂在1200转/分下搅拌10min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯在4000转/分下搅拌20min，混合均匀后研制细度至100um，分散搅匀后即得。
实施例3：
本发明的实施例3提供了一种低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：
所述水泥为硅酸盐水泥，购于华润水泥控股有限公司；
所述纤维素为玻璃纤维，购于泰山玻璃纤维有限公司；
所述半水石膏，购于郑州海运特种水泥有限公司
所述碳酸钙为纳米碳酸钙，购于长兴晨明化工有限公司；；
所述聚苯乙烯板购于大鹅(天津)科技有限公司；
所述石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司；
所述发泡剂为偶氮甲酰胺；
所述缓凝剂为木质素磺酸钙；
低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂在1200转/分下搅拌10min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯在4000转/分下搅拌20min，混合均匀后研制细度至100um，分散搅匀后即得。
实施例4：
本发明的实施例4提供了一种低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：
所述水泥为硅酸盐水泥，购于华润水泥控股有限公司；
所述纤维素为玻璃纤维，购于泰山玻璃纤维有限公司；
所述半水石膏，购于郑州海运特种水泥有限公司
所述碳酸钙为纳米碳酸钙，购于长兴晨明化工有限公司；；
所述聚苯乙烯板购于大鹅(天津)科技有限公司；
所述石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司；
所述发泡剂为偶氮甲酰胺；
所述缓凝剂为木质素磺酸钙；
所述滑石粉为氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉；
所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理约3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂、阻燃剂、抑烟阻燃剂在1200转/分下搅拌10min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯、滑石粉在4000转/分下搅拌20min，混合均匀后研制细度至100um，分散搅匀后即得。
实施例5：
本发明的实施例5提供了一种低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：
所述水泥为硅酸盐水泥，购于华润水泥控股有限公司；
所述纤维素为玻璃纤维，购于泰山玻璃纤维有限公司；
所述半水石膏，购于郑州海运特种水泥有限公司
所述碳酸钙为纳米碳酸钙，购于长兴晨明化工有限公司；；
所述聚苯乙烯板购于大鹅(天津)科技有限公司；
所述石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司；
所述发泡剂为偶氮甲酰胺；
所述缓凝剂为木质素磺酸钙；
所述滑石粉为氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉；
所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理约3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
所述阻燃剂为磷酸三苯酯；
所述抑烟阻燃剂为：羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物；所述羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯之间的重量比为：3：10：1。
所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理约3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
所述抑烟阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将5g纳米羟基磷灰石和80mL SOC12混合，然后加入150mL DMF作为催化剂，悬浮液先在破碎机中破碎，然后将混合溶液置于80℃油浴中回流反应，过滤，烘干后，得到酰氯化羟基磷灰石；
(2)将步骤(1)中得到的酰氯化羟基磷灰石、10g聚磷酸铵在500mL DMF溶剂中混合，置于85℃油浴锅中反应，最后经过滤和干燥后得到聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石。
(3)将氧化石墨烯加入到质量分数为50％的乙醇中，强力搅拌并超声分散1h，然后在同时加入羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石，强力搅拌并超声分散1h，冷却后减压过滤，并用蒸馏水与无水乙醇洗涤，80℃真空干燥12h，超细粉碎至2000目，得到羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物。
低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂、阻燃剂、抑烟阻燃剂在1200转/分下搅拌10min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯、滑石粉在4000转/分下搅拌20min，混合均匀后研制细度至100um，分散搅匀后即得。
实施例6：
本发明的实施例6提供了一种低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：
所述水泥为硅酸盐水泥，购于华润水泥控股有限公司；
所述纤维素为玻璃纤维，购于泰山玻璃纤维有限公司；
所述半水石膏，购于郑州海运特种水泥有限公司
所述碳酸钙为纳米碳酸钙，购于长兴晨明化工有限公司；；
所述聚苯乙烯板购于大鹅(天津)科技有限公司；
所述石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司；
所述发泡剂为偶氮甲酰胺；
所述缓凝剂为木质素磺酸钙；
所述滑石粉为氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉；
所述超支化聚磷酸酯树脂购于武汉超支化树脂有限公司。
所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理约3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
所述阻燃剂为磷酸三苯酯；
所述抑烟阻燃剂为：羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物；所述羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯之间的重量比为：3：10：1。
所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理约3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
所述抑烟阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将5g纳米羟基磷灰石和80mL SOC12混合，然后加入150mL DMF作为催化剂，悬浮液先在破碎机中破碎，然后将混合溶液置于80℃油浴中回流反应，过滤，烘干后，得到酰氯化羟基磷灰石；
(2)将步骤(1)中得到的酰氯化羟基磷灰石、10g聚磷酸铵在500mL DMF溶剂中混合，置于85℃油浴锅中反应，最后经过滤和干燥后得到聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石。
(3)将氧化石墨烯加入到质量分数为50％的乙醇中，强力搅拌并超声分散1h，然后在同时加入羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石，强力搅拌并超声分散1h，冷却后减压过滤，并用蒸馏水与无水乙醇洗涤，80℃真空干燥12h，超细粉碎至2000目，得到羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物。
低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂、阻燃剂、抑烟阻燃剂在1200转/分下搅拌10min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯、滑石粉、超支化聚磷酸酯树脂在4000转/分下搅拌20min，混合均匀后研制细度至100um，分散搅匀后即得。
实施例7：
本发明的实施例7提供了一种低烟环保型防火涂料，以重量份计，至少包括以下原料：
所述水泥为硅酸盐水泥，购于华润水泥控股有限公司；
所述纤维素为玻璃纤维，购于泰山玻璃纤维有限公司；
所述半水石膏，购于郑州海运特种水泥有限公司
所述碳酸钙为纳米碳酸钙，购于长兴晨明化工有限公司；；
所述聚苯乙烯板购于大鹅(天津)科技有限公司；
所述石墨烯购于苏州恒球石墨烯有限公司；
所述发泡剂为偶氮甲酰胺；
所述缓凝剂为木质素磺酸钙；
所述滑石粉为氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉；
所述超支化聚磷酸酯树脂购于武汉超支化树脂有限公司。
所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理约3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
所述阻燃剂为磷酸三苯酯；
所述抑烟阻燃剂为：羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物；所述羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯之间的重量比为：3：10：1。
所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理约3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉。
所述抑烟阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将5g纳米羟基磷灰石和80mL SOC12混合，然后加入150mL DMF作为催化剂，悬浮液先在破碎机中破碎，然后将混合溶液置于80℃油浴中回流反应，过滤，烘干后，得到酰氯化羟基磷灰石；
(2)将步骤(1)中得到的酰氯化羟基磷灰石、10g聚磷酸铵在500mL DMF溶剂中混合，置于85℃油浴锅中反应，最后经过滤和干燥后得到聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石。
(3)将氧化石墨烯加入到质量分数为50％的乙醇中，强力搅拌并超声分散1h，然后在同时加入羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石，强力搅拌并超声分散1h，冷却后减压过滤，并用蒸馏水与无水乙醇洗涤，80℃真空干燥12h，超细粉碎至2000目，得到羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物。
改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
将5重量份熔融状态的羟基封端的聚氨酯树脂和1重量份介孔二氧化硅混合，在温度为150℃下，搅拌1～3h；所述羟基封端的聚氨酯树脂购于永州市零陵晨光树脂有限公司，产品牌号为TPU 6817；所述介孔二氧化硅购于南京吉仓纳米科技有限公司。
低烟环保型防火涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂、阻燃剂、抑烟阻燃剂在1200转/分下搅拌10min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯、滑石粉、改性介孔二氧化硅、超支化聚磷酸酯树脂在4000转/分下搅拌20min，混合均匀后研制细度至100um，分散搅匀后即得。
对比例1：
本发明的对比例1同实施例5，不同点在于，所述抑烟阻燃剂为市售铝酸锌。
对比例2：
本发明的对比例2同实施例5，不同点在于，所述抑烟阻燃剂为羟甲基二茂铁。
对比例3：
本发明的对比例3同实施例5，不同点在于，所述抑烟阻燃剂为聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石。
对比例4：
本发明的对比例4同实施例5，不同点在于，所述抑烟阻燃剂为氧化石墨烯。
对比例5：
本发明的对比例5同实施例5，不同点在于，所述抑烟阻燃剂为聚磷酸铵。
将所有实施例、对比例得到的防火涂料涂于聚乙烯表面，并用于进行防火实验。
性能评价
1、氧指数测试按ISO4589-1984进行，样条尺寸为130.0mm×6.5mm×3.0mm。
2、水平垂直燃烧按照UL94水平垂直燃烧法进行测试。
3、烟密度测试按ASTME662-95进行，样条尺寸40.0mm×40.0mm×3.0mm。
4、耐火时间参照GB15442.2-1995。
表1表征测试
从表1中可以看出，本发明中的实施例1～7以及对比例1～5低烟环保型防火涂料具有非常好的防火、阻燃、抑烟性能。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (2)
1.一种低烟环保型防火涂料，其特征在于，以重量份计，至少包括以下原料：
所述水泥为硅酸盐水泥；
所述纤维素为玻璃纤维；
所述碳酸钙为纳米碳酸钙；
所述发泡剂为偶氮甲酰胺；
所述缓凝剂为木质素磺酸钙；
所述滑石粉为氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉；
所述氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将滑石粉在马弗炉中于300℃进行恒温活化预处理3小时，取出降至室温，得到处理后的滑石粉；
(2)将步骤(1)中得到处理后的滑石粉、200ml磷酸溶液混合于行星式球磨机中150r/min条件下进行机械共混，20分钟后将混合液转移至带有电动搅拌器、温度计及回流冷凝管的三口烧瓶中，于水浴加热条件下继续反应，当温度升高至100℃时，将氨基聚苯乙烯微球加入三口烧瓶中，到200℃时，搅拌反应2h，冷却至室温后粉碎并过筛网，贮存于干燥器内，备用得到氨基聚苯乙烯微球改性滑石粉；
所述抑烟阻燃剂为：羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物；所述羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯之间的重量比为：3：10：1；
所述抑烟阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将5g纳米羟基磷灰石和80mL SOC12混合，然后加入150mL DMF作为催化剂，悬浮液先在破碎机中破碎，然后将混合溶液置于80℃油浴中回流反应，过滤，烘干后，得到酰氯化羟基磷灰石；
(2)将步骤(1)中得到的酰氯化羟基磷灰石、10g聚磷酸铵在500mL DMF溶剂中混合，置于85℃油浴锅中反应，最后经过滤和干燥后得到聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石；
(3)将氧化石墨烯加入到质量分数为50％的乙醇中，强力搅拌并超声分散1h，然后在同时加入羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石，强力搅拌并超声分散1h，冷却后减压过滤，并用蒸馏水与无水乙醇洗涤，80℃真空干燥12h，超细粉碎至2000目，得到羟甲基二茂铁、聚磷酸铵改性纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯的复合物。
2.如权利要求1所述的低烟环保型防火涂料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
(1)按上述重量份比例将水泥、半水石膏、碳酸钙、聚苯乙烯板、缓凝剂、发泡剂、磷酸三苯酯、抑烟阻燃剂在1200转/分下搅拌10min，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入相应重量份的纤维素、石墨烯、滑石粉在4000转/分下搅拌20min，混合均匀后研制细度至100um，分散搅匀后即得。
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