CN109337465A - 水性纳米陶瓷防火涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种水性纳米陶瓷防火涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：醋丙乳液50～60份、有机硅树脂6～12份、阻燃剂5～10份、硅酸铝纤维8～16份、纳米陶瓷粉末5～10份、膨胀珍珠岩12～18份、氧化铝纤维3～6份、润湿分散剂1～3份、增稠剂1～3份、消泡剂0.2～1份以及水15～25份；纳米陶瓷粉末主要由纳米氧化锆、纳米碳化钛、纳米氟化钙、纳米氮化钛与纳米氧化镁制备得到；阻燃为磷酸三锌酯与聚磷酸铵的混合物。该涂料具有优异的防火耐高温性能。

Description

水性纳米陶瓷防火涂料
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性纳米陶瓷防火涂料。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆，是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。涂料在人们的生产和生活中应用很多，防火涂料与隔热涂料就是其中一种。
手机机壳、家电外壳等塑料配件都需要表面涂层，传统涂层多为油性材料，环保和耐久性有很大问题。水性漆是未来发展趋势，但普通水性漆往往耐水性差且硬度与光泽度受限。而普通的陶瓷涂料，一方面可能引入苯、醛等有毒溶剂，另一方面多需要高温烤制，容易引起塑料基材变形，影响使用和推广。无机纳米陶瓷涂料由于其具有绿色健康环保的特性，并且高温下不燃烧、不冒烟，无有毒气体释放，同时可满足耐瞬间高温的性能，近几年已逐渐开始在高温行业应用。
发明内容
本发明提出一种水性纳米陶瓷防火涂料，该涂料具有优异的防火耐高温性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种水性纳米陶瓷防火涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
醋丙乳液50～60份、有机硅树脂6～12份、阻燃剂5～10份、改性纳米碳化钛6～12份、膨胀珍珠岩12～18份、氧化铝纤维3～6份、润湿分散剂1～3份、增稠剂1～3份、消泡剂0.2～1份以及水15～25份；所述改性纳米碳化钛主要由纳米碳化钛、壳聚糖与硅烷偶联剂制备得到。
优选地，所述改性纳米碳化钛的制备方法为：
1)将壳聚糖加入水中进行搅拌分散，然后加入马来酸与丙烯酸进行混合，得到混合液；
2)向步骤1)的混合液中加入纳米碳化钛与硅烷偶联剂进行搅拌分散，温至60℃～70℃，搅拌反应2～6h，结束后离心真空干燥即可。
优选地，所述壳聚糖与所述纳米碳化钛的质量之比为10～20:1，所述壳聚糖、所述马来酸与所述丙烯酸的质量之比为8～12:1～3:1，所述纳米碳化钛与所述硅烷偶联剂的质量之比为25～35:1。
优选地，所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲(乙)氧基硅烷与乙二胺丙基三乙氧基硅烷中的一种或者多种。
优选地，所述润湿分散剂为丙烯酸铵盐分散剂。
优选地，所述增稠剂为硅藻土、钠基膨润土与微晶纤维素的中的一种或者多种。
优选地，所述消泡剂为聚二甲基醋丙乳液溶液或矿物油。
本发明的水性纳米陶瓷防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照配方量将润湿分散剂、醋丙乳液、有机硅树脂、消泡剂加入水中，在300～500r/min的转速下搅拌充分混合；
2)向步骤1)的混合物中加入氧化铝纤维、纳米陶瓷粉末与膨胀珍珠岩在1000～2000r/min的转速下分散；
3)向步骤2)的分散液中加入增稠剂、阻燃剂及消泡剂搅拌均匀，即可。
本发明的有益效果：
1)本发明涂料添加了主要由纳米碳化钛、壳聚糖与硅烷偶联剂制备得到的纳米碳化钛，其与基体树脂结合力高，不易析出，提高了涂料的耐水性与耐火隔热性能。
2)氧化铝纤维由于其短棒状结构可以相互交错的排列在涂层立体网格中，起到增强体用，其与纳米陶瓷粉末结合极大地满足了涂层在常温和高温下抗挠曲性能，满足热稳定性。
具体实施方式
实施例1
改性纳米碳化钛的制备方法为：
1)将壳聚糖加入水中进行搅拌分散，然后加入马来酸与丙烯酸进行混合，得到混合液；
2)向步骤1)的混合液中加入纳米碳化钛与氨丙基三乙氧基硅烷进行搅拌分散，温至60℃，搅拌反应6h，结束后离心真空干燥即可。
壳聚糖与纳米碳化钛的质量之比为10:1，壳聚糖、马来酸与丙烯酸的质量之比为8:3:1，纳米碳化钛与氨丙基三乙氧基硅烷的质量之比为35:1。
实施例2
改性纳米碳化钛的制备方法为：
1)将壳聚糖加入水中进行搅拌分散，然后加入马来酸与丙烯酸进行混合，得到混合液；
2)向步骤1)的混合液中加入纳米碳化钛与乙烯基三乙氧基硅烷进行搅拌分散，温至70℃，搅拌反应2h，结束后离心真空干燥即可。
壳聚糖与纳米碳化钛的质量之比为20:1，壳聚糖、马来酸与丙烯酸的质量之比为12:1:1，纳米碳化钛与乙烯基三乙氧基硅烷的质量之比为25:1。
实施例3
一种水性纳米陶瓷防火涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
醋丙乳液56份、有机硅树脂8份、阻燃剂7份、实施例2的改性纳米碳化钛8份、膨胀珍珠岩15份、氧化铝纤维4份、丙烯酸铵盐分散剂2份、钠基膨润土2份、聚二甲基醋丙乳液溶液0.6份以及水20份。阻燃为磷酸三锌酯与聚磷酸铵的混合物。
实施例4
一种水性纳米陶瓷防火涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
醋丙乳液50份、有机硅树脂12份、阻燃剂5份、实施例1的改性纳米碳化钛6份、纳米氧化铝12份、膨胀珍珠岩12份、氧化铝纤维3份、丙烯酸铵盐分散剂1份、微晶纤维素1份、聚二甲基醋丙乳液溶液0.2份以及水15份。阻燃为磷酸三锌酯与聚磷酸铵的混合物。
实施例5
一种水性纳米陶瓷防火涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
醋丙乳液60份、有机硅树脂6份、阻燃剂10份、硅酸铝纤维16份、实施例2的改性纳米碳化钛12份、纳米氧化铝6份、膨胀珍珠岩18份、氧化铝纤维6份、丙烯酸铵盐分散剂3份、硅藻土3份、矿物油1份以及水25份。阻燃为磷酸三锌酯与聚磷酸铵的混合物。
试验例
将实施例3～5的涂料进行性能检测，结果见表1：
表1实施例3～5的水性纳米陶瓷防火涂料的性能
另外，将实施例3～5提供的涂料涂覆在玻璃上面进行耐温性能测试，涂层厚度为3.0mm，热面温度为850℃，实施例3～5的涂料背面温度为211～217℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水性纳米陶瓷防火涂料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
醋丙乳液50～60份、有机硅树脂6～12份、阻燃剂5～10份、改性纳米碳化钛6～12份、膨胀珍珠岩12～18份、氧化铝纤维3～6份、润湿分散剂1～3份、增稠剂1～3份、消泡剂0.2～1份以及水15～25份；所述改性纳米碳化钛主要由纳米碳化钛、壳聚糖与硅烷偶联剂制备得到。
2.根据权利要求1所述的水性纳米陶瓷防火涂料，其特征在于，所述改性纳米碳化钛的制备方法为：
1)将壳聚糖加入水中进行搅拌分散，然后加入马来酸与丙烯酸进行混合，得到混合液；
2)向步骤1)的混合液中加入纳米碳化钛与硅烷偶联剂进行搅拌分散，温至60℃～70℃，搅拌反应2～6h，结束后离心真空干燥即可。
3.根据权利要求2所述的水性纳米陶瓷防火涂料，其特征在于，所述壳聚糖与所述纳米碳化钛的质量之比为10～20:1，所述壳聚糖、所述马来酸与所述丙烯酸的质量之比为8～12:1～3:1，所述纳米碳化钛与所述硅烷偶联剂的质量之比为25～35:1。
4.根据权利要求2所述的水性纳米陶瓷防火涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲(乙)氧基硅烷与乙二胺丙基三乙氧基硅烷中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的水性纳米陶瓷防火涂料，其特征在于，所述润湿分散剂为丙烯酸铵盐分散剂。
6.根据权利要求1所述的水性纳米陶瓷防火涂料，其特征在于，所述增稠剂为硅藻土、钠基膨润土与微晶纤维素的中的一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的水性纳米陶瓷防火涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基醋丙乳液溶液或矿物油。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112210261A (zh) * 2020-10-18 2021-01-12 田超群 一种水性防火涂料及其制备方法
CN113683913A (zh) * 2021-09-16 2021-11-23 镇江朗赛夫新材料科技有限公司 一种组合物、包含该组合物的防火涂料及其制备方法

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