一种古建筑透明防火涂料及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料
技术领域：
，特别涉及一种古建筑透明防火涂料及其制备方法。
背景技术：
：在建筑物中使用的材料统称为建筑材料，其包括结构材料、装饰材料以及专用材料等，其中，专用材料是指有特殊性能的材料，例如：防水、防潮、防腐、防火、隔音等等材料；在我国拥有很多古建筑城镇村落，它们的建筑物多为木质结构，且年代久远，极易发生火灾，一旦火灾发生，将是灾难性毁灭，因此，为了能够保护这些古建筑，避免在发生火灾时造成重大人员伤亡和经济损失，在古建筑物上涂覆一层防火涂料是一种行之有效的方法；然而，目前国内防火涂料多为溶剂添加型钢结构防火涂料、隧道涂料和透明防火涂料，防火涂料中使用的有机溶剂对自然环境有一定污染，对人类健康有一定危害，而水性防火涂料可以克服溶剂型涂料对环境污染问题，从市面上水性防火涂料存在膨胀炭层比较酥松，抗高温氧化能力不强，致使形成的膨胀炭层在高温作用下易氧化脱落，防火性能参数大大减低。因此研制一种使用在木质基材上具有优异防火性能、耐候性等其它性能参数优异，有对自然环境无污染和人类健康无危害的水性透明防火涂料，既能保证建筑物原有风貌，有解决古建筑物的防火保护需求；不仅如此，目前的防火材料的制备设备主要有反应装置(例如：反应釜)和过滤装置，过滤装置主要用于过滤原材料的杂质，反应装置承担着原料混合以及搅拌的作用，目前，为了提高生产效率通常会将过滤装置设于反应装置内部，然是当过滤装置位于反应装置内部时，存在对过滤装置不易清洗的缺陷，因此，会影响生产的效率。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种古建筑透明防火涂料及其制备方法，旨在解决上述
背景技术：
中出现的问题。本发明的技术方案是这样实现的：一种古建筑透明防火涂料，其特征在于：按重量份计算，包括甲醛20～50份、三聚氰胺5～10份、尿素5～16份、甲酸0.5～10份、碱式碳酸镁0.05～0.1份、三乙醇胺5～10份、环氧树脂20～30份、1，2-丁二醇缩水甘油醚15～25份、二溴新戊二醇5～12份、季戊四醇5～30份、多聚磷酸10～25份、邻苯二甲酸二丁酯3.5～10份、甲醇10～16份、正丁醇10～16份、环己烷1～4份、乙二醇丁醚1～15份、适量10％氢氧化钠和过硫酸氨1～10份。优选为：所述甲醛为20～45份，所述季戊四醇为10～25份，所述乙二醇丁醚为1～10份，所述过硫酸铵为1～7份。优选为：所述甲醛为20～40份，所述季戊四醇为5～12份，所述乙二醇丁醚为1～10份，所述过硫酸氨为1～5份。此外，本发明还提供一种古建筑透明防火涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)a组份制备：将调配好的甲醛、三聚氰胺、尿素、三乙醇胺、碱式碳酸镁、甲酸、季戊四醇、氢氧化钠溶液、甲醇以及二丙二醇甲醚在70℃～85℃、ph值4.5～9条件下，在反应釜中反应2～4h，制得涂料a组份，在反应过程中加入冲击强度促进剂、甲醛捕捉剂；(2)b组份制备：将调配好的多聚磷酸、二溴新戊二醇、正丁醇、环氧树脂、1，2-丁二醇缩水甘油醚、环己烷、邻苯二甲酸二丁酯、甲酸、过硫酸铵、三氯乙基磷酸酯以及乙二醇丁醚，加入水后在120℃～150℃的温度条件下，在反应釜中反应制得涂料b组份；(3)a\b组份混合：将步骤(1)中制备好的a组份和步骤(2)中制备好的b组份在混合装置内进行混合，调配均匀后完成制备。优选为：所述混合装置包括中空设置的混合体、设于所述混合体内且通过电机驱动的搅拌装置、设于所述混合体内且位于所述搅拌装置上且通过气缸进行升降的并可带动部分物料上升并分流排出的过滤装置、安装于所述混合体顶部内壁且纵向延伸并可部分插入所述过滤装置内并挤出物料的挤压模块以及用于控制所述气缸以及挤压模块运行的数控模块。优选为：所述过滤装置包括设于所述混合体内且形状为“圆形”并通过气缸进行升降的驱动盘、两圈设于所述驱动盘上且相互错位设置的圆形进料口以及若干个分别固定连接于各圆形进料口处且纵向延伸的过滤器；其中，各过滤器均包括固定连接所述圆形进料口处且中空设置并一端与所述圆形进料口连通的管体以及密集分布于所述管体外侧壁且与其内部连通的过滤孔。优选为：所述挤压模块包括固定连接于所述混合体内侧壁之间的安装板、若干根转动连接于所述安装板底部且与各圆形进料口一一对应并通过第一电机驱动的挤压轴、设于所述挤压轴外侧壁且周向螺旋延伸的挤压条以及设于所述挤压条上的刷洗部分；其中，所述刷洗部分包括若干个分布于所述挤压条远离挤压轴一侧外壁上且顺着挤压条延伸方向等距间隔分布的盲孔、通过圆柱销转动连接于所述盲孔内侧壁之间的环形固定块以及固定连接于所述环形固定块上且两端分别向盲孔底部和盲孔孔口延伸并部分露出盲孔孔口的刷条。优选为：所述数控模块包括用于向所述气缸抽气的第一气泵、用于向所述气缸内部供气的第二气泵、分别用于驱动第一气泵和第二气泵工作的第二电机和第三电机、分别用于控制第一电机工作、第二电机和第三电机工作的第一控制器、第二控制器和第三控制器以及分别与所述第一控制器、第二控制器和第三控制器电连接且分别驱使第一控制器、第二控制器和第三控制器通过预设的数控程序控制第一电机、第二电机和第三电机工作的中控单元。优选为：所述数控程序包括如下步骤：第一步：预设第一电机转速为r1，并驱使第一电机的实际转速r2＝r1；第二步：控制第二电机以正向转速为r3的方式驱动第一气泵向气缸抽气；第三步：检测第一电机的实际转速r2≤r1是否成立；第四步：若第三步的条件不成立，则返回第二步；若第三步的条件成立，则降低第二电机的转速至r4，并维持该工况；第五步：检测第一电机的实际转速r2＝0是否成立；第六步：若第五步的条件不成立，则返回第四步；若第五步的条件成立，则控制第二电机停止，并驱第三电机以逆向转速为r5的方式控制第二气泵对气缸进行供气，并使得r5＝r4，在第二气泵供气的过程中，使得第一电机逆向转动；第七步：检测第一电机的实际转速r2＜r1是否成立；第八步：若第七步的条件成立，则返回第六步；若第七步的条件不成立，则提升第三电机的逆向转速，使得r5≥r3，并维持第一电机逆向转动5s。优选为：所述搅拌装置包括自混合体底部穿入所述混合体内且通过第四电机驱动的传动轴以及固定连接于所述传动轴自由端的搅拌部分；其中，所述搅拌部分包括若干个通过连接轴与所述传动轴固定连接且形状为“圆形”并均同心设置的搅拌体。通过采用上述技术方案：本发明古建筑透明防火涂料合成的三聚氰胺甲醛树脂，既是涂料的成膜剂，又是防火涂料的气源、炭源；涂料合成中加入季戊四醇、二溴新戊二醇多聚磷酸合成的有机磷酸酯阻燃体系，构成防火涂料的炭源和酸源；本申请发明人经过大量的实验研究，通过系列实性能参数测试，防火涂料的防火性能和施工工艺性能优良，完全可以满足古木质建筑群的防火保护需要；除此之外，本发明还对生产工艺进行改进，不仅保证了对各组份的过滤效果，还提高了过滤效率，进而来提高生产古建筑透明防火涂料的效率。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明具体实施中混合装置的结构示意图；图2为本发明具体实施例中挤压条的截面示意图；；图3为本发明具体实施例中数控程序的框图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1如表1～表2所示，一种古建筑透明防火涂料，其特征在于：按重量份计算，包括甲醛57.2kg、三聚氰胺6kg、尿素12.8kg、甲酸10kg、碱式碳酸镁0.17kg、三乙醇胺4.3kg、环氧树脂24.7kg、1，2-丁二醇缩水甘油醚12.5kg、二溴新戊二醇6.3kg、季戊四醇5.6kg、多聚磷酸22.6kg、邻苯二甲酸二丁酯2kg、甲醇18kg、正丁醇12.5kg、环己烷4kg、乙二醇丁醚2kg、10kg的10％氢氧化钠和过硫酸氨2kg。表1古建筑透明防火涂料a组份配方材料名称分类质量kg甲醛炭源57.2三聚氰胺气源6尿素炭源12.8三乙醇胺渗透助剂4.3碱式碳酸镁催化剂0.17甲酸ph调节剂3季戊四醇炭源5.6氢氧化钠溶液ph调节剂4甲醇醚化剂8二丙二醇甲醚成膜助剂3冲击强度促进剂(氨丙基三甲基氧硅烷)助剂1.5甲醛捕捉剂助剂5表2古建筑透明防火涂料b组份配方材料名称分类质量kg多聚磷酸酸源22.6二溴新戊二醇炭源6.3正丁醇炭源12.5环氧树脂成膜剂24.71，2-丁二醇缩水甘油醚助剂12.5环己烷带水剂4邻苯二甲酸二丁酯增塑剂2甲酸固化剂1.5过硫酸铵固化剂2三氯乙基磷酸酯阻燃剂5乙二醇丁醚防白剂2水溶剂5在本实施例中1份可以是1.5kg。实施例2如图1～图3所示，本发明公开了一种古建筑透明防火涂料的制备方法，在本发明具体实施例中，所述a组份的制备方法：1.1、准确称取57.2kg甲醛从1#反应釜加料口加到反应釜中(或启动真空泵抽到反应釜中)，同时加入0.17kg碱式碳酸镁，按下搅拌按钮开始搅拌，启动循环冷却水系统；1.2、当1#反应釜搅拌5分钟后，加入0.7kg50％的甲酸溶液加到反应釜中，搅拌5分钟后打开反应釜出料口阀，放出少许液体，用ph试纸测定釜内液体ph值，如ph值大于6.5，则加入适量50％的甲酸溶液，继续搅拌3～5分钟后，再打开反应釜出料口阀，放出少许液体，用ph试纸测定釜内液体ph值，控制ph值在5.5～6.5范围内；1.3、将12.8kg尿素、6kg三聚氰胺和5.6kg季戊四醇混合均匀后从1#反应釜加料口加到反应釜中；1.4、将温控系统设置为70℃，打开反1#应釜加热开关，使油温慢慢上升到70℃；1.5、当反应釜上的温度计到达70℃后约40分钟，打开反应釜下端出料口阀，放出少许反应物料到烧杯中，观察液体是否透明；如果液体呈白色乳浊状，则继续反应至液体呈透明状态；1.6、当反应液透明后，加入4.3kg三乙醇胺和1kg环氧氯丙烷；1.7、加料5分钟后，打开反应釜出料口阀，放出少许液体，用ph试纸测定釜内液体ph值，如ph值在8～9范围，则继续反应，如果ph值小于8，则加入适量的10％naoh溶液，搅拌3～5分钟后测ph值，将ph值调节在在8～9范围内。1.8、将温控系统设置为80℃，把8kg甲醇分4次加到反应釜中，每次间隔时间10分钟，当1#反应釜顶温度表温度到达80℃，正丁醇加完毕后开始计时，3小时后关闭反应釜加热开关；1.9、打开1#反应釜顶部排空阀和底部与2#反应釜连接阀门，启动2#反应釜送料泵，将1#反应釜物料送至2#反应釜中。关闭1#反应釜排空阀和与2#反应釜连接阀门；启动2#反应釜搅拌开关和真空泵开关，真空泵压强设置在-0.1mpa，持续2h后，关闭真空泵(如果2#反应釜温度低于50℃，则将升温系统设置为50℃)，加入1.5kg冲击强度促进剂、3kg二丙二醇甲醚继续搅拌10分钟；1.10、从1.9中取出少许合成物，按《防火涂料残余甲醛分析工艺》分析残余甲醛含量，根据甲醛含量，在2#反应釜中加入适量甲醛捕捉剂，继续搅拌10分钟后，完成a组份的制备，并打开2#反应釜上部排空阀和出料口阀门，启动送料泵，将制得a组份送入混合装置内；在本发明具体实施例中，所述b组份的制备方法：2.1、称取22.6kg磷酸、12.5kg正丁醇和4kg环己烷通过送料泵或从3#反应釜加料口加到反应釜中，启动反应釜搅拌开关开始搅拌，称取6.3kg二溴新戊二醇从反应釜加料口加到反应釜中；2.2、将温控系统温度设置为150℃，打开反应釜升温开关开始升温，同时打开冷凝水循环系统开关，当反应釜上温度表的温度升至150℃开始计时，反应1h后，关闭反应釜加热开关、搅拌开关和冷凝水开关；2.3、依次打开反应釜顶部排空阀和反应釜下端与4#保温釜连接阀，启动真空送料泵开关，将3#反应釜中的物料抽至4#保温釜中，关闭3#反应釜顶部排空阀和反应釜下端与4#保温釜连接阀，启动4#保温釜搅拌开关，开始搅拌；2.4、准确称量12.5kg1，2-丁二醇缩水甘油醚、24.7kg环氧树脂e-51和2kg邻苯二甲酸二丁酯搅拌分散均匀，分3次从4#保温釜加料口加到釜中，每次加料间隔不少于5分钟；2.5、如果3#反应釜输送的物料常温的，则启动保温釜加热开关，将温度升至55℃，保温3小时(如果3#反应釜输送的物料是刚刚合成的，则无需加热)后关闭加热开关；2.6、将2kg过硫酸钠溶于5kg水中，同时加入1.5kg甲酸、5kg三氯乙基磷酸酯，搅拌均匀放后加到4#保温釜中，搅拌10分钟后形成b组份，并启动真空送料泵开关，将合成好的b组份送至混合装置内；在本发明具体实施例中，所述混合装置包括中空设置的混合体60、设于所述混合体60内且通过第四电机61驱动的搅拌装置62、设于所述混合体60内且位于所述搅拌装置62上且通过气缸63进行升降的并可带动部分物料上升并分流排出的过滤装置64、安装于所述混合体60顶部内壁且纵向延伸并可部分插入所述过滤装置64内并挤出物料的挤压模块65以及用于控制所述气缸63以及挤压模块65运行的数控模块。在本发明具体实施例中，所述过滤装置62包括设于所述混合体60内且形状为“圆形”并通过气缸63进行升降的驱动盘620、两圈设于所述驱动盘620上且相互错位设置的圆形进料口621以及若干个分别固定连接于各圆形进料口621处且纵向延伸的过滤器622；其中，各过滤器622均包括固定连接所述圆形进料口621处且中空设置并一端与所述圆形进料口621连通的管体6220以及密集分布于所述管体6220外侧壁且与其内部连通的过滤孔6221。在本发明具体实施例中，所述挤压模块65包括固定连接于所述混合体60内侧壁之间的安装板650、若干根转动连接于所述安装板650底部且与各圆形进料口621一一对应并通过第一电机651驱动的挤压轴652、设于所述挤压轴652外侧壁且周向螺旋延伸的挤压条653以及设于所述挤压条653上的刷洗部分654；其中，所述刷洗部分654包括若干个分布于所述挤压条653远离挤压轴652一侧外壁上且顺着挤压条653延伸方向等距间隔分布的盲孔6540、通过圆柱销6541转动连接于所述盲孔6540内侧壁之间的环形固定块6542以及固定连接于所述环形固定块6542上且两端分别向盲孔6540底部和盲孔6540孔口延伸并部分露出盲孔6540孔口的刷条6543。在本发明具体实施例中，所述数控模块包括用于向所述气缸63抽气的第一气泵661、用于向所述气缸63内部供气的第二气泵662、分别用于驱动第一气泵661和第二气泵662工作的第二电机663和第三电机664、分别用于控制第一电机651工作、第二电机663和第三电机664工作的第一控制器665、第二控制器666和第三控制器667以及分别与所述第一控制器665、第二控制器666和第三控制器667电连接且分别驱使第一控制器665、第二控制器666和第三控制器667通过预设的数控程序控制第一电机651、第二电机663和第三电机664工作的中控单元668。在本发明具体实施例中，所述数控程序包括如下步骤：第一步：预设第一电机转速为r1＝1000rpm，并驱使第一电机的实际转速达到r2＝1000rpm；第二步：控制第二电机以正向转速为r3＝2000rpm的方式驱动第一气泵向气缸抽气；第三步：检测第一电机的实际转速r2≤r1是否成立；第四步：若第三步的条件不成立，则返回第二步；若第三步的条件成立，则降低第二电机的转速至r4＝500rpm，并维持该工况；第五步：检测第一电机的实际转速r2＝0是否成立；第六步：若第五步的条件不成立，则返回第四步；若第五步的条件成立，则控制第二电机停止，并驱第三电机以逆向转速为r5的方式控制第二气泵对气缸进行供气，并使得r5＝r4，在第二气泵供气的过程中，使得第一电机逆向转动；第七步：检测第一电机的实际转速r2＜r1是否成立；第八步：若第七步的条件成立，则返回第六步；若第七步的条件不成立，则提升第三电机的逆向转速，使得r5≥r3，并维持第一电机逆向转动5s。在本发明具体实施例中，所述搅拌装置62包括自混合体60底部穿入所述混合体60内且通过第四电机61驱动的传动轴620以及固定连接于所述传动轴620自由端的搅拌部分621；其中，所述搅拌部分621包括若干个通过连接轴6210与所述传动轴620固定连接且形状为“圆形”并均同心设置的搅拌体6211。在本发明具体实施例中，所述混合体60内设有位于过滤装置下方的排污框70，并在所述混合体60的外侧壁上设有与所述排污框70连通的排污口71。通过采用上述技术方案：更详细的说：参考图1～图3，本实施例为了提高a组份和b组份的混合效率，利用预先设定的数控程序对过滤装置进行清理，并利用挤压模块自身的逆转将杂质甩至排污框内，并通过排污口排出；即：正常生产的情况下，将制备好的a组份和b组份分别加入混合装置内内，a组份和b组份分别通过各圆形进料口进入管体内，并通过管体上设置的过滤孔排出，并进入混合体的底部，再利用第四电机驱动搅拌部分对a组份以及b组份进行搅拌，从而完成制备；为了提高对a组份和b组份的搅拌效率，本实施例在传动轴上设置了若干个形状为圆心的搅拌体，当传动轴转动，可以利用各搅拌体对混合体内不同水平高度的物料进行搅拌，从而提高a组份和b组份的混合效率；当过滤器对a组份和b组份进行过滤后，存在a组份或b组份将各过滤孔堵塞，此时，中控单元启动，并利用预先设置的数控程序运行各个部件；即：首先，在中控单元内预设第一电机的转速(例如：1000rpm)，并通过第一电机驱动挤压轴的转速达到1000rpm，完成该步骤后，再驱动第二电机正向转动，并控制第一气泵抽出气缸内的气体，从而使得气缸的输出端(例如：活塞)收缩，进而使得驱动盘上升，并使得挤压轴快速向管体方向移动，当挤压轴的转速降低是，意味着挤压轴与管体接触，此时，可以降低气缸输出端上升的速率，进而降低驱动盘上升的速率，从而使得挤压轴缓慢的进入管体内，并利用设于挤压轴外侧壁的刷条对管体的内侧壁进行刷洗，从而避免过滤孔堵塞，当检测到第一电机的实际转速为0时，则意味挤压轴已达到管体的底部，此时中控单元受到第一电机的转速信号，并反馈给第二电机以及第三电机，即：驱使第二电机停止，则不再将气缸内部的气体抽离，气缸的输出端停止升级，并驱动第三电机逆向转动并控制第二气泵对气缸进行供气，使得气缸的输出端下降，从而驱使挤压轴离开罐体，并控制第二电机逆向转动，从而驱使挤压轴逆向转动，当第一电机的逆向转速大于或等于r1时，则意味着挤压轴离开罐体，此时提升第三电机的转动，并向气缸内进行快速供气，使得驱动盘的下降速率加快，并利用挤压轴自身的翻转，将刷条上的杂质甩离，并部分甩落至排污框内，并利用排污口排出；当挤压轴在管体内时，气缸的升降速率较低，从而可以避免管体与挤压轴出现碰撞，保证两者的使用效果；需要说明的是：本实施例利用挤压装置对管体进行刷洗，可以保证过滤孔不被堵塞，进而保证对a组份或者b组份的过滤效果，进而生产效率，并且利用圆柱销实现环形固定块与盲孔内侧壁的转动，在刷条对管体的内侧壁进行刷洗时，可以避免刷条因位置不易调整而出现损坏的情况，从而来保证刷条的使用寿命，不仅如此，由于环形固定块与盲孔转动连接，在挤压轴正向转动和逆转转动时，刷条可以更换自身的朝向，并且将各刷条设于螺旋延伸的挤压条上，从而可以提高对管体内侧壁的刷洗效果，进而进一步保证本实施例的生产效率。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。当前第1页12