一种钢板用高分子防火涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及防火材料领域，尤其涉及一种钢板用高分子防火涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]钢材虽然不燃，但具有耐热不耐高温的特性，易导热，钢结构受热可造成以下两方面的危害:一方面，因为钢材的热膨胀系数高，高温时易造成结构的变形或构件伸长，当钢材两侧受热不均时易引起构件弯曲；另一方面，钢材的力学性能，如:屈服应力、弹性模量等随温度地升高而逐渐降低。当达到临界温度时，钢结构将失去支撑能力，造成建筑物坍塌等事故。特别地指出，目前的消防云梯的最大上升高度仅为100 m，这对高层建筑火灾的灭火和救援工作造成很大的局限性；
当前钢结构防火涂料的质量参差不齐，普遍存在着防火性能差、膨胀倍率低、膨胀层结构强度低、耐水性差等问题。针对以上所述问题，并根据我国的实际情况与市场需求，本发明研究一种高分子防火涂料。
【发明内容】
[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高分子防火涂料及其制备方法。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种钢板用高分子防火涂料，它是由下述重量份的原料组成的:
环氧树脂E44 270-300、t31环氧树脂固化剂5_8、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.4-2、多壁碳纳米管10-14、27-30%的硝酸溶液300-400、醋酸丁酯17-20、磷酸三聚氰胺3-4、异丙醇铝4-6、聚丙烯酰胺0.3-0.7、聚丙烯酸钠1-2、钛酸钾晶须0.1-0.3、纳米二氧化锆1.3-2、高岭土40-51、松针粉0.1-0.4、羟基锡酸锌1-2、聚山梨酯-80 0.5-1,0.5-lmol/l的硫酸溶液6-13、碳酸钠6-9、硬脂酸钡1-2、硅烷偶联剂kh560 0.7_1.1、氧化石墨烯3_7、聚乙烯吡咯烷酮6-10、尼龙酸甲酯500-600。
[0005]—种钢板用高分子防火涂料的制备方法，包括以下步骤:
(1)取上述高岭土重量的70-85%，送入10-13mol/l的氢氧化钠中浸泡1-2小时，过滤，水洗3-4次，与硬脂酸钡混合，在400-500°C下煅烧30-40分钟，冷却，磨成细粉；
(2)将上述聚丙烯酸钠加入到其重量180-200倍去离子水中，在50-60°C下保温搅拌3-4分钟，加入上述步骤(I)中得到的细粉，磁力搅拌1-2分钟，得高岭土粉分散液；
(3)将上述氧化石墨烯加入到其重量30-40倍去离子水中，磁力搅拌4-7分钟，得石墨烯分散液；
(4)取上述多壁碳纳米管，加入到上述27-30%的硝酸溶液中，超声分散30-40分钟，超声频率为30-40kHz，升高温度为50-60°C，保温搅拌20-24小时，离心分离，将沉淀在90-100°C下干燥20-25小时，得纯化碳纳米管； (5)将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到其重量46-50倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述纯化碳纳米管，超声分散20-30分钟，超声频率为30-40kHz，离心分离，将沉淀在常温下干燥30-40小时，得预处理碳纳米管；
(6)取上述硅烷偶联剂kh560，加入到其重量100-120倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入聚山梨酯-80，升高温度为80-90°C，加入上述高岭土粉分散液、石墨烯分散液、预处理碳纳米管，600-1000转/分搅拌30-40分钟，得改性复合溶液；
(7)将上述纳米二氧化错加入到上述0.5-lmol/l的硫酸溶液中，搅拌均勾，得预混酸液；
(8)将上述异丙醇铝加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺、羟基锡酸锌、剩余的高岭土，升高温度为40_50°C，加入上述预混酸液，保温搅拌20-30分钟，加入上述碳酸钠，升高温度为70-76°C，保温搅拌30-40分钟，加入上述改性复合溶液，300-500转/分搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗3-4次，在60-70°C下真空干燥2-3小时，得改性防火填料；
(9)将上述t31环氧树脂固化剂、2，4，6_三(二甲氨基甲基)苯酚混合，搅拌均匀，为a料；
(10)将上述改性防火填料加入到醋酸丁酯中，40-50°C下保温搅拌7-10分钟，冷却至常温，加入环氧树脂E44、尼龙酸甲酯、磷酸三聚氰胺，以及剩余各原料，搅拌均匀，为b料；
(11)使用前，将a料、b料混合均匀，即得。
[0006]本发明的优点是:
本发明的阻燃材料中首先将高岭土碱化处理，然后与硬脂酸钡混合煅烧，提高了其稳定性，然后在聚丙烯酸钠水溶液中进行分散，得高岭土粉分散液，
然后将碳纳米管进行改性处理，可以使其有效的分散到防火涂料中，起到改善涂膜强度和韧性、防止高温开裂，提高涂料受火膨胀后炭化层的致密度等效果，从而促进成品的防火性能；
之后本发明以异丙醇铝为原料，并加入导热系数较小的纳米二氧化钛，配合羟基锡酸锌，可以起到很好的协同阻燃的效果；
本发明加入的填料在涂料中具有很好的分散性，不易团聚，阻热阻燃性强，对钢板可以起到很好的防火保护的效果。
【具体实施方式】
[0007]实施例1
一种钢板用高分子防火涂料，它是由下述重量份的原料组成的:
环氧树脂E44 300、131环氧树脂固化剂8、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.4、多壁碳纳米管10、30%的硝酸溶液400、醋酸丁酯20、磷酸三聚氰胺4、异丙醇铝4、聚丙烯酰胺0.7、聚丙烯酸钠1-2、钛酸钾晶须0.3、纳米二氧化锆1.3、高岭土 51、松针粉0.4、羟基锡酸锌2、聚山梨酯-80 0.5,0.5mol/l的硫酸溶液13、碳酸钠9、硬脂酸钡1、硅烷偶联剂kh560 0.7、氧化石墨烯3、聚乙烯吡咯烷酮6-10、尼龙酸甲酯600。
[0008]一种钢板用高分子防火涂料的制备方法，包括以下步骤:
(I)取上述高岭土重量的85%，送入13mol/l的氢氧化钠中浸泡2小时，过滤，水洗3次，与硬脂酸钡混合，在400°C下煅烧40分钟，冷却，磨成细粉； (2)将上述聚丙烯酸钠加入到其重量200倍去离子水中，在60°C下保温搅拌4分钟，加入上述步骤(I)中得到的细粉，磁力搅拌I分钟，得高岭土粉分散液；
(3)将上述氧化石墨烯加入到其重量40倍去离子水中，磁力搅拌7分钟，得石墨烯分散液；
(4)取上述多壁碳纳米管，加入到上述30%的硝酸溶液中，超声分散40分钟，超声频率为40kHz，升高温度为60°C，保温搅拌20小时，离心分离，将沉淀在100°C下干燥25小时，得纯化碳纳米管；
(5)将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到其重量50倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述纯化碳纳米管，超声分散30分钟，超声频率为40kHz，离心分离，将沉淀在常温下干燥40小时，得预处理碳纳米管；
(6)取上述硅烷偶联剂kh560，加入到其重量120倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入聚山梨酯-80，升高温度为80-90°C，加入上述高岭土粉分散液、石墨烯分散液、预处理碳纳米管，1000转/分搅拌30分钟，改性复合溶液；
(7)将上述纳米二氧化错加入到上述0.5mo 1/1的硫酸溶液中，搅拌均勾，得预混酸液；
(8)将上述异丙醇铝加入到其重量80倍的去离子水中，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺、羟基锡酸锌、剩余的高岭土，升高温度为50°C，加入上述预混酸液，保温搅拌30分钟，加入上述碳酸钠，升高温度为76°C，保温搅拌30-40分钟，加入上述改性复合溶液，500转/分搅拌I小时，过滤，将沉淀水洗3-4次，在60°C下真空干燥2小时，得改性防火填料；
(9)将上述t31环氧树脂固化剂、2，4，6_三(二甲氨基甲基)苯酚混合，搅拌均匀，为a料；
(10)将上述改性防火填料加入到醋酸丁酯中，40-50°C下保温搅拌7-10分钟，冷却至常温，加入环氧树脂E44、尼龙酸甲酯、磷酸三聚氰胺，以及剩余各原料，搅拌均匀，为b料；
(11)使用前，将a料、b料混合均匀，即得。
[0009]性能测试:
耐火性:
800°C:50mino
【主权项】
1.一种钢板用高分子防火涂料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的: 环氧树脂E44 270-300、t31环氧树脂固化剂5_8,2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.4-2、多壁碳纳米管10-14、27-30%的硝酸溶液300-400、醋酸丁酯17-20、磷酸三聚氰胺3-4、异丙醇铝4-6、聚丙烯酰胺0.3-0.7、聚丙烯酸钠1-2、钛酸钾晶须0.1-0.3、纳米二氧化锆1.3-2、高岭土40-51、松针粉0.1-0.4、羟基锡酸锌1-2、聚山梨酯-80 0.5-1,0.5_lmol/l的硫酸溶液6-13、碳酸钠6-9、硬脂酸钡1-2、硅烷偶联剂kh560 0.7_1.1、氧化石墨烯3_7、聚乙烯吡咯烷酮6-10、尼龙酸甲酯500-600。2.—种如权利要求1所述的钢板用高分子防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)取上述高岭土重量的70-85%，送入10-13mol/l的氢氧化钠中浸泡1-2小时，过滤，水洗3-4次，与硬脂酸钡混合，在400-500°C下煅烧30-40分钟，冷却，磨成细粉； (2)将上述聚丙烯酸钠加入到其重量180-200倍去离子水中，在50-60°C下保温搅拌3-4分钟，加入上述步骤(I)中得到的细粉，磁力搅拌1-2分钟，得高岭土粉分散液； (3)将上述氧化石墨烯加入到其重量30-40倍去离子水中，磁力搅拌4-7分钟，得石墨烯分散液； (4)取上述多壁碳纳米管，加入到上述27-30%的硝酸溶液中，超声分散30-40分钟，超声频率为30-40kHz，升高温度为50-60°C，保温搅拌20-24小时，离心分离，将沉淀在90-100°C下干燥20-25小时，得纯化碳纳米管； (5)将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到其重量46-50倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述纯化碳纳米管，超声分散20-30分钟，超声频率为30-40kHz，离心分离，将沉淀在常温下干燥30-40小时，得预处理碳纳米管； (6)取上述硅烷偶联剂kh560，加入到其重量100-120倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入聚山梨酯-80，升高温度为80-90°C，加入上述高岭土粉分散液、石墨烯分散液、预处理碳纳米管，600-1000转/分搅拌30-40分钟，得改性复合溶液； (7)将上述纳米二氧化错加入到上述0.5-lmol/l的硫酸溶液中，搅拌均勾，得预混酸液； (8)将上述异丙醇铝加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺、羟基锡酸锌、剩余的高岭土，升高温度为40_50°C，加入上述预混酸液，保温搅拌20-30分钟，加入上述碳酸钠，升高温度为70-76°C，保温搅拌30-40分钟，加入上述改性复合溶液，300-500转/分搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗3-4次，在60-70°C下真空干燥2-3小时，得改性防火填料； (9)将上述t31环氧树脂固化剂、2，4，6_三(二甲氨基甲基)苯酚混合，搅拌均匀，为a料； (10)将上述改性防火填料加入到醋酸丁酯中，40-50°C下保温搅拌7-10分钟，冷却至常温，加入环氧树脂E44、尼龙酸甲酯、磷酸三聚氰胺，以及剩余各原料，搅拌均匀，为b料； (11)使用前，将a料、b料混合均匀，即得。
【专利摘要】本发明公开了一种钢板用高分子防火涂料及其制备方法，本发明加入的填料在涂料中具有很好的分散性，不易团聚，阻热阻燃性强，对钢板可以起到很好的防火保护的效果。
【IPC分类】C09D7/12, C09D163/00, C09D5/18
【公开号】CN105542625
【申请号】CN201610139467
【发明人】吴伦
【申请人】吴伦
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月11日