一种新型环保防火隔热膨胀涂料及其制备方法与流程

1.本发明属于防火涂料技术领域，具体涉及一种新型环保防火隔热膨胀涂料及其制备方法。


背景技术：

2.目前，国内外建筑防火工程中应用的膨胀型防火涂料，可分为饰面防火涂料和钢结构防火涂料两大类，每一类都有不少品种。通常讲，防火涂料之所以能够防火，是因为涂料成膜后在常温下为普通的漆膜，在火焰或高温下，涂层发生膨胀炭化，形成一个比其原膜厚度大几十倍的不易燃的海绵状的炭质层。它可显著降低外界火源对基材的传热阻燃作用，其涂层各组分在火焰或高温作用下发生物理、化学变化，吸收了大量的热能，抵消了一部分外界作用于物体的热能，而对被保护物体的受热升温过程起延滞作用。同时涂层在高温下发生脱水成炭反应和熔融覆盖作用，隔绝了空气，使有机物转化为炭化层，避免了氧化放热反应发生，涂层在高温下分解出不燃气体如氨等，稀释了空气中可燃气体和氧的浓度，抑制火焰燃烧的进行，由于以上种种作用，涂层遇到大火都能阻止火焰的蔓延，减缓火焰的传播速度，使之具有优异的阻燃防火性能。
3.在生产上，不同种类的防火涂料需要采用不同原材料、不同工艺和设备来制造。在应用方面，可用于易燃基材饰面的防火涂料一般不能应用于钢结构的防火保护，而用于钢结构的防火涂料不能应用于易燃基材饰面的防火保护。这主要是由于各自的技术性能限制了它们的使用范围，因此，往往一个工程则需要几种防火涂料分别涂装，才能满足整个工程的防火需要。这样给其生产和工程施工上带来了工艺复杂性，需要多种设备、增加管理费用，提高了成本，不利于广泛推广应用。
4.在应用方面，无论是饰面防火涂料还是钢结构防火涂料，都需要多道涂布才能达到设计的防火等级要求。因此需要很长的工期，增加了施工和管理费用，提高了成本，不利于广泛推广应用。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种新型环保防火隔热膨胀涂料及其制备方法，以解决现有技术中饰面防火涂料与钢结构防火涂料都需要多道涂布才能达到防火等级要求的问题。开发一种新型环保防火隔热膨胀涂料，具有绿色环保经济、施工方便安全，一道涂布简易高效的特性；适用于易燃基材也适合钢材，还可以用于隧道防火，涂层厚度可定制的优点。
6.本发明采用以下技术方案：一种新型环保防火隔热膨胀涂料，由以下质量百分比的原料组成：
[0007][0008]
进一步地，酯氧基改性的碳氢聚合物材料选自瓦克化学(中国)有限公司5025f、7020n、4023n、5044n、5010n和5544n中的任意一种；
[0009]
活性成炭剂选自改性石墨烯、石墨烯和碳纳米管中的任意一种；
[0010]
尺寸控制剂选自硅微粉、珍珠岩或玻璃微珠中的任意一种；其中，硅微粉可以选自深圳市海扬粉体科技有限公司的硅微粉，或四川兴晶茂科技有限公司的硅微粉，或硅微粉或珍珠岩可以选自佛山圣源耐火保温材料有限公司的硅微粉或珍珠岩，或埃肯国际贸易有限公司的珍珠岩或硅微粉。
[0011]
无机促凝剂选自普通硅酸盐水泥。
[0012]
进一步地，活性成炭剂选自南京先丰纳米材料科技有限公司改性石墨烯xfsg01、石墨烯xfq021、碳纳米管xfq039以及山东大展纳米材料有限公司碳纳米管gt-300和gt-400中的任意一种。
[0013]
进一步地，由以下质量百分比的原料组成：
[0014][0015][0016]
进一步地，由以下质量百分比的原料组成：酯氧基改性的碳氢聚合物材料27.4％、聚磷酸铵9.1％、改性石墨烯xfsg0142％、碳酸钙粉1％、羟甲基纤维素2.6％、普通黄砂2％、硅微粉15％和普通硅酸盐水泥0.9％。
[0017]
进一步地，eva乳液与聚乙烯醇的混合剂的质量比为4～12：1。
[0018]
本发明采用的的另外一项技术方案：一种新型环保防火隔热膨胀涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0019]
将eva乳液与聚乙烯醇的混合剂或酯氧基改性的碳氢聚合物材料、聚磷酸铵、二氧
化硅或黄砂、活性成炭剂、碳酸钙粉、纤维素或羟甲基纤维素、尺寸控制剂和无机促凝剂混合均匀倒入混合机中，开机混合5～20min，获得新型环保防火隔热膨胀涂料。
[0020]
进一步地，开机混合时间为15min。
[0021]
本发明的有益效果是：
[0022]
1、本发明eva乳液与聚乙烯醇的混合剂或酯氧基改性的碳氢聚合物材料为主要粘结剂，聚磷酸铵为脱水成炭催化剂和阻燃剂，二氧化硅或碳酸钙粉为填料。
[0023]
2、本发明配料中的成炭剂是反应中形成不易燃的三维空间结构泡沫炭化层的物质基础，对泡沫炭化层起着骨架作用，炭架发泡层形成玻璃态泡沫硅炭耐高温防火保护层，提高了隔热膨胀涂料的膨胀厚度。
[0024]
3、本发明采用酯氧基改性的碳氢聚合物粉料为主要粘结剂，跟常见的溶剂型基料相比，本防火涂料在生产、储存、运输、施工、使用等过程中具有节省生产成本、生产施工方便，无火灾危险之优点，尤其减少对人员的危害。本发明所采用的膨胀型防火涂料的制备方法，与目前现有先进水平的膨胀型防火涂料相比，具有制备方便安全、绿色环保和施工简易高效的优点。本发明防火涂料技术性能优异，应用于易燃基材、隧道防火或钢结构。
具体实施方式
[0025]
下面将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做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。
[0026]
实施例1
[0027]
一种新型环保防火隔热膨胀涂料，由以下质量百分比的原料制备而成：
[0028][0029]
上述原料总含量为100％。
[0030]
配料选好后，将原料移入混和机中，开机混和15分钟后生产出本发明的新型环保防火隔热膨胀涂料。其中，硅微粉为埃肯国际贸易有限公司采购。
[0031]
新型环保防火隔热膨胀涂料加入适量水搅拌均匀后施涂于泡沫板或酚醛轻芯钢或木板上至2mm涂层。待涂层实干后测试性能，测试实验过程：在铁架台上竖直固定实验板，背面安装热电偶测温设备，用手持式高温火焰枪在距离实验板约10厘米处连续灼烧涂层10分钟。测量碳化层最厚处并记录实验值。随机切开实验涂层完好的某一角，测量涂层的厚度，四舍五入记录涂层的厚度，以cm或mm为单位。
[0032]
从实验测试效果得出：隔热膨胀涂料在1100℃膨胀5.5cm。
[0033]
实施例2
[0034]
一种新型环保防火隔热膨胀涂料，由以下质量百分比的原料制备而成：
[0035][0036][0037]
上述原料总含量为100％。
[0038]
配料选好后，将原料移入混和机中，开机混和15分钟后生产出本发明的新型环保防火隔热膨胀涂料。其中，硅微粉为埃肯国际贸易有限公司采购。
[0039]
新型环保防火隔热膨胀涂料加入适量水搅拌均匀后施涂于泡沫板或酚醛轻芯钢或木板上至2mm涂层。待涂层实干后测试性能，测试实验过程：在铁架台上竖直固定实验板，背面安装热电偶测温设备，用手持式高温火焰枪在距离实验板约10厘米处连续灼烧涂层10分钟。测量碳化层最厚处并记录实验值。随机切开实验涂层完好的某一角，测量涂层的厚度，四舍五入记录涂层的厚度，以cm或mm为单位。
[0040]
从实验测试效果得出：隔热膨胀涂料在1100℃膨胀至6cm。
[0041]
实施例3
[0042]
一种新型环保防火隔热膨胀涂料，由以下质量百分比的原料制备而成：
[0043][0044]
上述原料总含量为100％。
[0045]
配料选好后，将原料移入混和机中，开机混和5～20分钟后生产出本发明的新型环保防火隔热膨胀涂料。本实施例中的珍珠岩购于佛山圣源耐火保温材料有限公司。其中，硅微粉为埃肯国际贸易有限公司采购。
[0046]
新型环保防火隔热膨胀涂料加入适量水搅拌均匀后施涂于泡沫板或酚醛轻芯钢
或木板上至2mm涂层。待涂层实干后测试性能，测试实验过程：在铁架台上竖直固定实验板，背面安装热电偶测温设备，用手持式高温火焰枪在距离实验板约10厘米处连续灼烧涂层10分钟。测量碳化层最厚处并记录实验值。随机切开实验涂层完好的某一角，测量涂层的厚度，四舍五入记录涂层的厚度，以cm或mm为单位。
[0047]
从实验测试效果得出：隔热膨胀涂料在1100℃膨胀5cm。
[0048]
实施例4
[0049]
一种新型环保防火隔热膨胀涂料，由以下质量百分比的原料制备而成：
[0050][0051]
上述原料总含量为100％。
[0052]
配料选好后，将原料移入混和机中，开机混和5～20分钟后生产出本发明的新型环保防火隔热膨胀涂料。其中，硅微粉为埃肯国际贸易有限公司采购
[0053]
新型环保防火隔热膨胀涂料加入适量水搅拌均匀后施涂于泡沫板或酚醛轻芯钢或木板上至2mm涂层。待涂层实干后测试性能，测试实验过程：在铁架台上竖直固定实验板，背面安装热电偶测温设备，用手持式高温火焰枪在距离实验板约10厘米处连续灼烧涂层10分钟。测量碳化层最厚处并记录实验值。随机切开实验涂层完好的某一角，测量涂层的厚度，四舍五入记录涂层的厚度，以cm或mm为单位。
[0054]
从实验测试效果得出：隔热膨胀涂料在1100℃膨胀3cm。
[0055]
实施例5
[0056]
一种新型环保防火隔热膨胀涂料，由以下质量百分比的原料制备而成：
[0057][0058][0059]
上述原料总含量为100％。
[0060]
配料选好后，将原料移入混和机中，开机混和5～20分钟后生产出本发明的新型环保防火隔热膨胀涂料。其中，硅微粉为埃肯国际贸易有限公司采购
[0061]
新型环保防火隔热膨胀涂料加入适量水搅拌均匀后施涂于泡沫板或酚醛轻芯钢或木板上至2mm涂层。待涂层实干后测试性能，测试实验过程：在铁架台上竖直固定实验板，背面安装热电偶测温设备，用手持式高温火焰枪在距离实验板约10厘米处连续灼烧涂层10分钟。测量碳化层最厚处并记录实验值。随机切开实验涂层完好的某一角，测量涂层的厚度，四舍五入记录涂层的厚度，以cm或mm为单位。
[0062]
从实验测试效果得出：隔热膨胀涂料在600-700℃膨胀6cm。
[0063]
实施例6
[0064]
一种新型环保防火隔热膨胀涂料，由以下质量百分比的原料制备而成：
[0065][0066]
上述原料总含量为100％。
[0067]
上述eva乳液与聚乙烯醇的混合剂的质量比为12：1。
[0068]
配料选好后，将原料移入混和机中，开机混和15分钟后生产出本发明的新型环保防火隔热膨胀涂料。其中，硅微粉为埃肯国际贸易有限公司采购。
[0069]
新型环保防火隔热膨胀涂料加入适量水搅拌均匀后施涂于泡沫板或酚醛轻芯钢或木板上至2mm涂层。待涂层实干后测试性能，测试实验过程：在铁架台上竖直固定实验板，背面安装热电偶测温设备，用手持式高温火焰枪在距离实验板约10厘米处连续灼烧涂层10分钟。测量碳化层最厚处并记录实验值。随机切开实验涂层完好的某一角，测量涂层的厚度，四舍五入记录涂层的厚度，以cm或mm为单位。
[0070]
从实验测试效果得出：隔热膨胀涂料在600-700℃膨胀7cm。
[0071]
对比例1
[0072]
一种新型环保防火隔热膨胀涂料，由以下质量百分比的原料制备而成：
[0073][0074]
上述原料总含量为100％。
[0075]
配料选好后，将原料移入混和机中，开机混和15分钟后生产出环保防火隔热膨胀涂料。
[0076]
环保防火隔热膨胀涂料加入适量水搅拌均匀后施涂于泡沫板或酚醛轻芯钢或木板上至2mm涂层。待涂层实干后测试性能，测试实验过程：在铁架台上竖直固定实验板，背面安装热电偶测温设备，用手持式高温火焰枪在距离实验板约10厘米处连续灼烧涂层10分钟。测量碳化层最厚处并记录实验值。随机切开实验涂层完好的某一角，测量涂层的厚度，四舍五入记录涂层的厚度，以cm或mm为单位。
[0077]
从实验测试效果得出：隔热膨胀涂料在600-700℃膨胀2.5cm。
[0078]
由以上实施例可以看出，实施例2中酯氧基改性的碳氢聚合物材料27.4％、聚磷酸铵9.1％、改性石墨烯xfsg0142％、碳酸钙粉1％、羟甲基纤维素2.6％、普通黄砂2％、硅微粉15％和普通硅酸盐水泥0.9％为最佳配方，实施例2制得的新型环保防火隔热膨胀涂料粘结强度大；防火性能优异；密度较小涂层质轻；易调控涂层施工厚度。膨胀至最高时未烧穿涂层；防火涂料整体密度在0.7～0.8g/cm3；涂料施工爽滑，流动性好易施工，可以根据需求调控施工厚度。
[0079]
以上实施例仅仅是为清楚地说明所举作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所以的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。