一种水性无机防火蓄能发光涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水性无机防火蓄能发光涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在交通运输通道的建设过程中，隧道以其便捷、造价低等优势受到了规划建设者的青睐，海底隧道、高速隧道等也得到了快速发展。其中，具有规模大、里程长的隧道尤其是海底隧道，再加上其结构相对密闭、交通流量大，在隧道内一旦发生火灾，灭火是相当困难的，因此，提高隧道防火能力十分重要。

2、一般是通过在隧道内墙壁刷涂防火涂料以提高隧道的防火能力，但是传统有机类建筑涂料的主要原材料来源于煤、石油、天然气等天然资源，不仅在加工时会产生大量的副产物和挥发性溶剂以及剩余单体，既造成了环境污染又浪费了大量的资源和能源；而且这些高分子材料均为石油化工产品，均为易燃产品，发生火灾时会产生大量有毒烟雾(事实证明火灾中80％的死亡是由烟窒息所致)，不符合消防产烟毒性安全验收要求，同时，以石油化工产品为原料的这类乳胶漆涂料容易释放苯系物和voc挥发性有机化合物，环保安全性能不符合绿色健康发展的要求。另外，出现火灾情况时往往会导致隧道照明电路停电，隧道越长，相应照明设施的配备更多，从而增加了能耗。而蓄能发光涂料可以很好地应对这些问题，其可以吸收可见光以储蓄光能，然后再通过激发转化为可见光发射，起到应急照明的作用；同时，蓄能发光涂料还可以和隧道内的照明设施交替使用，以降低能耗。

3、因此，亟需寻找一种防火性能好且安全环保以及具有良好发光性能的涂料以满足上述需求。相比于传统有机涂料的这些缺陷，无机硅酸盐涂料具有良好的透气性、抗污染性以及可达a级的不燃性，综合环保性能优异。然而，由于无机硅酸盐涂料自身的特性，其容易与体系中以及发光材料如稀土铝酸盐发光材料中的多价金属离子反应生成不溶性硅酸盐，从而导致无机硅酸盐发光涂料存在存储性能不稳定且成膜后表面粗糙、容易开裂等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有的无机硅酸盐类发光涂料存在存储性差、成膜后表面粗糙、易开裂的问题，而提供了一种水性无机防火蓄能发光涂料及其制备方法和应用。

2、第一方面，本发明提供了一种水性无机防火蓄能发光涂料。

3、具体地，以水性无机防火蓄能发光涂料的总质量为基准，所述水性无机防火蓄能发光涂料含有水18.0～50.0wt％、无机硅酸盐15.0～35.0wt％、无机杂化树脂3.0～10.0wt％、改性稀土铝酸盐发光材料25.0～45.0wt％、纤维素0.1～0.6wt％、助剂0.2～3.6wt％；所述改性稀土铝酸盐发光材料采用炔基化合物、乙烯基封端聚甲基硅氧烷、烷基苯磺酸盐对未改性稀土铝酸盐发光材料进行改性反应后得到。

4、在一种优选的实施方式中，所述未改性稀土铝酸盐发光材料与炔基化合物、乙烯基封端聚甲基硅氧烷、烷基苯磺酸盐的质量比为1:(0.002～0.004):(0.003～0.006):(0.003～0.006)。

5、在一种优选的实施方式中，所述未改性稀土铝酸盐发光材料选自铝酸锶、铝酸钡、铝酸钙、铝酸铕、铝酸锰中的至少一种。

6、在一种优选的实施方式中，所述炔基化合物选自乙炔、1-丙炔、2-丙炔、1-丁炔、2-丁炔、1-戊炔、2-戊炔、3-甲基-1-丁炔中的至少一种。

7、在一种优选的实施方式中，所述乙烯基封端聚甲基硅氧烷的数均分子量为200～400g/mol。

8、在一种优选的实施方式中，所述烷基苯磺酸盐选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钾、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸三乙醇胺中的至少一种。

9、在一种优选的实施方式中，所述改性反应的条件包括：温度为120～200℃，时间为3～5h。

10、在一种优选的实施方式中，所述改性反应在溶剂存在的条件下进行。

11、在一种优选的实施方式中，所述改性稀土铝酸盐发光材料的粒径为25～75μm。

12、在一种优选的实施方式中，所述无机硅酸盐选自硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠、硅溶胶中的至少一种。

13、在一种优选的实施方式中，所述助剂选自消泡剂、润湿分散剂、防霉防藻剂、增稠剂中的至少一种。

14、在一种优选的实施方式中，以水性无机防火蓄能发光涂料的总质量为基准，所述消泡剂的含量为0.2～0.8wt％，所述润湿分散剂的含量为0.3～1.0wt％，所述防霉防藻剂的含量为0.2～1.0wt％，所述增稠剂的含量为0.2～0.8wt％。

15、在一种优选的实施方式中，所述润湿分散剂选自胺类、磷酸盐类、羧酸盐类、多元酸均聚物类、多元酸共聚物类中的至少一种。

16、在一种优选的实施方式中，所述防霉防藻剂选自oit、dcoit、mit、ipbc、znp中的至少一种。

17、在一种优选的实施方式中，所述增稠剂选自聚氨酯增稠剂、碱溶胀增稠剂、膨润土增稠剂中的至少一种。

18、第二方面，本发明提供了上述水性无机防火蓄能发光涂料的制备方法，该制备方法包括：将水、无机硅酸盐、无机杂化树脂、改性稀土铝酸盐发光材料、纤维素、助剂按照比例混合后，即得到水性无机防火蓄能发光涂料。

19、第三方面，本发明提供了上述水性无机防火蓄能发光涂料在隧道以及其他建筑材料中的应用。

20、本发明的关键在于将特定方法改性的稀土铝酸盐发光材料引入无机硅酸盐体系中，其不仅与无机硅酸盐具有良好的相容性，赋予该无机硅酸盐涂料体系良好的发光性能，还能够有效改善该无机硅酸盐体系的存储稳定性和成膜稳定性，使得该无机硅酸盐发光涂料成膜后表面光滑且具有良好的抗开裂性能。综上所述，本发明提供的水性无机防火蓄能发光涂料不仅具有良好的存储稳定性和成膜稳定性，成膜后表面光滑且抗开裂性能好，而且可达a级防火，产烟毒性危害分级可达aq1安全级，是一种防火性能好且安全环保以及具有良好发光性能的涂料，能够很好地满足隧道应用需求。

技术特征：

1.一种水性无机防火蓄能发光涂料，其特征在于，以水性无机防火蓄能发光涂料的总质量为基准，所述水性无机防火蓄能发光涂料含有水18.0～50.0wt％、无机硅酸盐15.0～35.0wt％、无机杂化树脂3.0～10.0wt％、改性稀土铝酸盐发光材料25.0～40.0wt％、纤维素0.1～0.6wt％、助剂0.2～3.6wt％；所述改性稀土铝酸盐发光材料采用炔基化合物、乙烯基封端聚甲基硅氧烷、烷基苯磺酸盐对未改性稀土铝酸盐发光材料进行改性反应后得到。

2.根据权利要求1所述的水性无机防火蓄能发光涂料，其特征在于，所述未改性稀土铝酸盐发光材料与炔基化合物、乙烯基封端聚甲基硅氧烷、烷基苯磺酸盐的质量比为1:(0.002～0.004):(0.003～0.006):(0.003～0.006)。

3.根据权利要求1所述的水性无机防火蓄能发光涂料，其特征在于，所述未改性稀土铝酸盐发光材料选自铝酸锶、铝酸钡、铝酸钙、铝酸铕、铝酸锰中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的水性无机防火蓄能发光涂料，其特征在于，所述改性反应的条件包括：温度为120～200℃，时间为3～5h；

5.根据权利要求1所述的水性无机防火蓄能发光涂料，其特征在于，所述改性稀土铝酸盐发光材料的粒径为25～75μm。

6.根据权利要求1所述的水性无机防火蓄能发光涂料，其特征在于，所述无机硅酸盐选自硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠、硅溶胶中的至少一种；

7.根据权利要求6所述的水性无机防火蓄能发光涂料，其特征在于，以水性无机防火蓄能发光涂料的总质量为基准，所述消泡剂的含量为0.2～0.8wt％，所述润湿分散剂的含量为0.3～1.0wt％，所述防霉防藻剂的含量为0.2～1.0wt％，所述增稠剂的含量为0.2～0.8wt％。

8.根据权利要求6所述的水性无机防火蓄能发光涂料，其特征在于，所述润湿分散剂选自胺类、磷酸盐类、羧酸盐类、多元酸均聚物类、多元酸共聚物类中的至少一种；

9.权利要求1～8中任意一项所述的水性无机防火蓄能发光涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：将水、无机硅酸盐、无机杂化树脂、改性稀土铝酸盐发光材料、纤维素、助剂按照比例混合后，即得到水性无机防火蓄能发光涂料。

10.权利要求1～8中任意一项所述的水性无机防火蓄能发光涂料在隧道以及其他建筑材料中的应用。

技术总结
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水性无机防火蓄能发光涂料及其制备方法和应用。所述水性无机防火蓄能发光涂料含有水18.0～50.0wt％、无机硅酸盐15.0～35.0wt％、无机杂化树脂3.0～10.0wt％、改性稀土铝酸盐发光材料25.0～40.0wt％、纤维素0.1～0.6wt％、助剂0.2～3.6wt％；所述改性稀土铝酸盐发光材料采用炔基化合物、乙烯基封端聚甲基硅氧烷、烷基苯磺酸盐对未改性稀土铝酸盐发光材料进行改性反应后得到。本发明的关键在于将特定方法改性的稀土铝酸盐发光材料引入无机硅酸盐体系中，由此所得的发光涂料具有良好的存储稳定性和成膜稳定性，成膜后表面光滑且抗开裂性能和防火性能好，产烟毒性危害分级可达AQ1安全级。

技术研发人员：何建明,刘述敏,黄靖棋,靳培培,胡基如
受保护的技术使用者：深圳市广田环保涂料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/21