CN115820068B - 一种水性防腐防火涂料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性防腐防火涂料，包括如下重量份组分：60～70份三聚氰胺甲醛树脂、20～30份阻燃剂、10～20份双季戊四醇、3～5份硼酸、2～4份的柠檬酸、1～3份聚二甲基硅氧烷、1～3份BYK‑333、2～4份十二碳醇酯、1～3份BYK‑450、1～3份滑石粉、20～30份水。本发明通过优化了阻燃剂的组成，大大提升了涂料的防火阻燃效果，能够满足高防火需求的应用场景。

Description

一种水性防腐防火涂料及制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性防腐防火涂料及制备方法。
背景技术
防火涂料是一种以刷涂或者喷涂等方式覆盖在被保护基材表面的一种特种涂料。防火涂料具有保护、装饰、防腐等多种用途，市场上常见的有用各类树脂、乳液再添加上各种颜料、助剂、填料、功能性助剂制备出用于木材、钢材等表面的各类防火涂料。该涂料一般由成膜物质、颜料、溶剂和相应的阻燃剂四种物质组成。按涂料中的分散介质，涂料分为溶剂型涂料和水性涂料两类。
华南农业大学材料与能源学院马彤彤、李丽萍用烯丙基官能化磷腈(HABP)、三羟甲基丙烷制备膨胀型透明涂料。制备的膨胀透明涂层涂覆在木材表面，使木材具有阻燃性和疏水性。结果表明，随着添加剂用量的增加，涂层的阻燃性和疏水性增强，样品可以通过UL-94V-0测试。用红外光谱法和UL94，TGA，TGA-FTIR，SEM和EDS研究了木材样品的阻燃性能，结果表明防火涂料的阻燃效果是通过膨胀作用产生的，膨胀作用在凝聚相中形成一层磷碳质耐热炭层，另外气相中也会释放出大量的不可燃物，例如二氧化碳会稀释火焰区域的氧气含量。测试结果表明，所测材料的界面附着力木材基材为4B级，相应的防火涂层具有良好的耐磨性。
北京市新达世纪树脂有限责任公司的程学军等以三聚氰胺、季戊四醇、硅藻土、聚磷酸铵、VAE乳液、可膨胀石墨制备出水性超薄型室内钢结构防火涂料，研究表明阻燃剂的加入提高了膨胀炭层的质量。制备的钢结构防火涂料指标满足GB14907-2018《钢结构防火涂料》中的要求。当硅藻土和钛白粉的含量在10％～12.5％时，耐燃时间达到120min，钢板背温未达到200℃。当钛白粉添加量为4.5％，硅藻土添加量为8％时，防火涂料的阻燃效果较好，可以起到保护作用。制备的水性超薄型室内钢结构防火涂料耐火时间等各项指标达到标准中的要求，另外制备的水性钢结构防火涂料属于环境友好型涂料。该防火涂料的制备和生产工艺简单，具有良好的防火性和装饰性，是一种较好的用于室内的钢结构防火涂料。
现有技术CN114752243A公开了阻燃改性聚磷酸铵在防火涂料中的应用，然而，该阻燃改性聚磷酸铵的制备过程复杂，且防火效果经过应用发现仍难以满足高防火需要的场景，防火效果有待进一步提高。
发明内容
为了在现有技术的基础上进一步提高防火效果，本发明提供了一种水性防腐防火涂料，所述水性防腐防火涂料包括如下重量份组分：
60～70份三聚氰胺甲醛树脂；
20～30份阻燃剂；
10～20份双季戊四醇；
3～5份硼酸；
2～4份的柠檬酸；
1～3份聚二甲基硅氧烷
1～3份BYK-333；
2～4份十二碳醇酯；
1～3份BYK-450；
1～3份滑石粉；
20～30份水。
本发明还提供了一种水性防腐防火涂料的制备方法，将三聚氰胺甲醛树脂与水混合均匀，在搅拌条件下，依次加入阻燃剂、双季戊四醇和硼酸，持续搅拌使各组分充分分散；加入柠檬酸、聚二甲基硅氧烷、BYK-333、十二碳醇酯、BYK-450和滑石粉，搅拌，过滤，即得到水性防腐防火涂料。
优选地，所述阻燃剂为阻燃剂A和阻燃剂B按照重量比为1:1进行复配而成；
阻燃剂A：
阻燃剂B：
有益效果
本发明在现有技术)的基础上，本发明通过优化阻燃剂的构成来提高涂料的防火效果，阻燃剂中阻燃剂A和B能够发挥协同增效的技术效果，且这种协同增效的技术效果仅在发生在特定组分和特定比例中，能够满足高防火需要的场景。
附图说明
图1为实施例2水性防腐防火涂料燃烧炭层SEM图。
具体实施方式
实施例1
一种水性防腐防火涂料，所述水性防腐防火涂料包括如下重量份组分：
60份三聚氰胺甲醛树脂；
20份阻燃剂；
10份双季戊四醇；
3份硼酸；
2份的柠檬酸；
1份聚二甲基硅氧烷；
1份BYK-333；
2份十二碳醇酯；
1份BYK-450；
1份滑石粉；
20份水。
将三聚氰胺甲醛树脂与水混合均匀，在搅拌条件下，依次加入阻燃剂、双季戊四醇和硼酸，持续搅拌使各组分充分分散；加入柠檬酸、聚二甲基硅氧烷、BYK-333、十二碳醇酯、BYK-450和滑石粉，搅拌，过滤，即得到水性防腐防火涂料。
所述阻燃剂为阻燃剂A和阻燃剂B按照重量比为1:1进行复配而成；
阻燃剂A：
阻燃剂B：
实施例2
一种水性防腐防火涂料，所述水性防腐防火涂料包括如下重量份组分：
65份三聚氰胺甲醛树脂；
25份阻燃剂；
15份双季戊四醇；
4份硼酸；
3份的柠檬酸；
2份聚二甲基硅氧烷；
2份BYK-333；
3份十二碳醇酯；
2份BYK-450；
2份滑石粉；
25份水。
将三聚氰胺甲醛树脂与水混合均匀，在搅拌条件下，依次加入阻燃剂、双季戊四醇和硼酸，持续搅拌使各组分充分分散；加入柠檬酸、聚二甲基硅氧烷、BYK-333、十二碳醇酯、BYK-450和滑石粉，搅拌，过滤，即得到水性防腐防火涂料。
所述阻燃剂为阻燃剂A和阻燃剂B按照重量比为1:1进行复配而成；
阻燃剂A：
阻燃剂B：
实施例3
一种水性防腐防火涂料，所述水性防腐防火涂料包括如下重量份组分：
70份三聚氰胺甲醛树脂；
30份阻燃剂；
20份双季戊四醇；
5份硼酸；
4份的柠檬酸；
3份聚二甲基硅氧烷
3份BYK-333；
4份十二碳醇酯；
3份BYK-450；
3份滑石粉；
30份水。
将三聚氰胺甲醛树脂与水混合均匀，在搅拌条件下，依次加入阻燃剂、双季戊四醇和硼酸，持续搅拌使各组分充分分散；加入柠檬酸、聚二甲基硅氧烷、BYK-333、十二碳醇酯、BYK-450和滑石粉，搅拌，过滤，即得到水性防腐防火涂料。
所述阻燃剂为阻燃剂A和阻燃剂B按照重量比为1:1进行复配而成；
阻燃剂A：
阻燃剂B：
对比例
对比例1～6仅改变了实施例2中阻燃剂的构成，其它与实施例2完全相同。
对比例1 仅添加阻燃剂A
对比例2 仅添加阻燃剂B
对比例3 阻燃剂A：乙醇胺改性聚磷酸铵＝1:1
对比例4 乙醇胺改性聚磷酸铵：阻燃剂B＝1:1
对比例5 阻燃剂A:阻燃剂B＝1：2
对比例6 阻燃剂A:阻燃剂B＝2：1
效果表征
按照GB/T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分：室温试验》测试极限氧指数，按照GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》测试燃烧增长速率(FIGRA0.2MJ)，结果如下：
编号 极限氧指数 燃烧增长速率
实施例2 94％ 25W/s
对比例1 74％ 41W/s
对比例2 78％ 38W/s
对比例3 66％ 49W/s
对比例4 69％ 45W/s
对比例5 86％ 30W/s
对比例6 83％ 32W/s
从上述结果可以看出：(1)本发明优化阻燃剂的构成，具有非常好的防火效果，防火效果优于现有技术CN114752243A：(2)从实施例2和对比例1-2可以看出，阻燃剂A和阻燃剂B发挥协同增效的技术效果，防火效果优于单一的阻燃剂A或阻燃剂B；(2)从实施例2和对比例3-4可以看出，当阻燃剂A或阻燃剂B替换为本领域常规的阻燃剂(如乙醇胺改性聚磷酸铵)时，阻燃剂无法产生协同增效的技术效果，这说明协同增效的技术效果依赖于阻燃剂的构成，并非任意的阻燃剂复配均能产生类似的效果；(3)从实施例2和对比例4-6可以看出，当配比不为1:1时，防火效果不佳，这说明阻燃剂A和B仅在1：1时能够产生理想的防火阻燃效果。

Claims (2)

1.一种水性防腐防火涂料，其特征在于，所述水性防腐防火涂料包括如下重量份组分：
60~70份三聚氰胺甲醛树脂；
20~30份阻燃剂；
10~20份双季戊四醇；
3~5份硼酸；
2~4份的柠檬酸；
1~3份聚二甲基硅氧烷
1~3份BYK-333；
2~4份十二碳醇酯；
1~3份BYK-450；
1~3份滑石粉；
20~30份水；
所述阻燃剂为阻燃剂A和阻燃剂B按照重量比为1:1进行复配而成；
阻燃剂A：
；
阻燃剂B：
。
2.一种如权利要求1所述的水性防腐防火涂料的制备方法，其特征在于，将三聚氰胺甲醛树脂与水混合均匀，在搅拌条件下，依次加入阻燃剂、双季戊四醇和硼酸，持续搅拌使各组分充分分散；加入柠檬酸、聚二甲基硅氧烷、BYK-333、十二碳醇酯、BYK-450和滑石粉，搅拌，过滤，即得到水性防腐防火涂料。
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