專利名稱：膨脹型防火涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及防火涂料，特別涉及膨脹型防火涂料，可用作鋼結構防火涂料、飾面型防火涂料、電纜防火涂料。
背景技術：
防火涂料從防火機理來講一般分為膨脹型和非膨脹型兩類。非膨脹型防火涂料是靠其自身的高難燃或不燃性來達到阻燃防火的目的，要想達到好的防火效果必須涂得很厚，添加大量含齒素、氮、磷等阻燃劑，產(chǎn)生大量有毒氣體。膨脹型防火涂料就是涂膜受熱膨脹形成蜂窩狀炭化層，使火焰熱量受到隔離而減少或減緩對底材的傳遞，同時在高溫時涂料分解出不燃氣體，隔絕并稀釋了空氣，另外涂層在防火時發(fā)生的一系列物理和化學反應吸收了大量熱量從而起到阻燃和延緩火焰擴展、蔓延，為人們提供滅火的時間。膨脹型防火涂料受熱膨脹后，產(chǎn)生的多孔泡沫防御層，比原涂層厚幾十甚至幾百倍，且膨脹后泡沫層的 導熱系數(shù)比末膨脹前的涂層至少低一個數(shù)量級，涂得很薄就可達到很好的防火效果。美國專利US. 6054513介紹了一種防火涂料，在遇火時產(chǎn)生碳化隔離層，在濕熱環(huán)境下貯存穩(wěn)定性好，但卻沒有涉及煙霧處理的問題。CN1164701C公開了一種膨脹型防火涂料，包括丙烯酸樹脂、催化劑、成炭劑、發(fā)泡齊U、阻燃劑、補強劑、顏填料、助劑、煙霧抑制劑等成分，并對丙烯酸樹脂改性，對催化劑進行表面處理以及加入煙霧抑制劑來提高涂料的綜合性能。當涂膜受熱膨脹時形成不易燃二維空間結構的炭化層，使火焰熱量受到隔離而減少對底材的傳導，同時在高溫時涂料分解出不燃氣體，隔絕并稀釋空氣，阻止火焰擴展、蔓延。該涂料適合于鋼結構、木質(zhì)基材、電纜等的防火涂裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種綜合性能優(yōu)良的膨脹型防火涂料，所述涂料解決了目前防火涂料熱穩(wěn)定性差的缺點，具有非常優(yōu)異的防火性能以及熱穩(wěn)定性能。為了達到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案所述膨脹型防火涂料，其樹脂包含有機硅樹脂。有機硅樹脂的加入可以顯著提高涂料涂層的熱穩(wěn)定性。所述涂料還包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物。所述混合物例如環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的混合物，酚醛樹脂和丙烯酸樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸樹脂的混合物。作為優(yōu)選技術方案，所述涂料按重量份數(shù)包括樹脂10 40
催化劑10 40
成炭劑5 20 發(fā)泡劑5 20
阻燃劑3 15，所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物和有機硅樹脂的混合物。所述混合物例如環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的混合物，酚醛樹脂和丙烯酸樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸樹脂的混合物。作為優(yōu)選技術方案，所述涂料按重量份數(shù)包括
樹脂10-30
催化劑10 30
成炭劑5 15
發(fā)泡劑5 15
阻燃劑3 10，所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物和有機硅樹脂的混合物。所述混合物例如環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的混合物，酚醛樹脂和丙烯酸樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸樹脂的混合物。優(yōu)選地，所述涂料按重量份數(shù)包括
樹脂15 30
催化劑15-30
成炭劑5 10
發(fā)泡劑5 10
阻燃劑3 8,所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物和有機硅樹脂的混合物。所述混合物例如環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的混合物，酚醛樹脂和丙烯酸樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸樹脂的混合物。所述有機硅樹脂選自聚酯改性硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中的一種或者至少兩種的混合物。所述混合物例如聚甲基苯基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷的混合物，聚醚改性硅氧烷和聚酯改性硅氧烷的混合物，聚甲基苯基硅氧烷和聚醚改性硅氧烷的混合物，聚二甲基硅氧烷和聚酯改性硅氧烷的混合物，聚甲基苯基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚醚改性硅氧烷的混合物，聚酯改性硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷的混合物，聚醚改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷的混合物。催化劑是膨脹型防火涂料的關鍵成份之一，它促進和改進涂層的熱分解過程，減少或阻止有機物熱分解時產(chǎn)生的可燃性焦油、醛、酮等的量，促進不燃性氣體的產(chǎn)生及在高溫下穩(wěn)定的三維結構炭化層的形成。只要能在適當溫度(一般認為150 250°C )下，分解出的成分能對含羥基的物質(zhì)進行脫水的材料均可做為催化劑。優(yōu)選地，所述催化劑選自磷酸二氫銨、磷酸尿素、聚磷酸銨、聚磷酸銨鉀、三聚磷酸鉀、磷酸三聚氰胺、磷酸雙三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、有機磷酸酯、硼酸鹽、酯及衍生物、磺酸酯及衍生物中的一種或者至少兩 種的混合物。所述混合物例如磺酸酯及衍生物和酯及衍生物的混合物，硼酸鹽和有機磷酸酯的混合物，焦磷酸三聚氰胺和磷酸雙三聚氰胺的混合物，磷酸三聚氰胺和三聚磷酸鉀的混合物，聚磷酸銨鉀和聚磷酸銨的混合物，有機磷酸酯和焦磷酸三聚氰胺的混合物，磷酸雙三聚氰胺和磷酸三聚氰胺的混合物，三聚磷酸鉀和聚磷酸銨鉀的混合物，磷酸尿素和磷酸二氫銨的混合物，磷酸二氫銨和磺酸酯及衍生物的混合物，酯及衍生物和硼酸鹽的混合物，聚磷酸銨鉀和磷酸三聚氰胺的混合物。成炭劑是涂層在高溫下形成不易燃三維空間結構的泡沫碳化層的物質(zhì)基礎，對泡沫碳化層起骨架作用。成炭劑在分解溫度上要和催化劑相匹配，成炭劑的有效性取決于分子中羥基及碳原子的含量，羥基的數(shù)量大，成炭劑被脫水的速度相對較快，但成炭劑本身的親水性高，所以并非羥基的數(shù)量越高越好，碳原子含量高、分子大，對最終形成的炭化層的強度及致密性有利。所述成炭劑選自淀粉、纖維素及衍生物、蔗糖、山梨醇、季戊四醇及衍生物、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的一種或者至少兩種的混合物。所述混合物例如酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂的混合物，季戊四醇及衍生物和山梨醇的混合物，蔗糖和纖維素及衍生物的混合物，淀粉和酚醛樹脂的混合物，環(huán)氧樹脂和季戊四醇及衍生物的混合物，山梨醇和蔗糖的混合物，纖維素及衍生物和淀粉的混合物。發(fā)泡劑在一定溫度內(nèi)釋放出不燃性氣體——鹵化氫、氨、氮及其化合物、水汽。常用的發(fā)泡劑有雙氰胺、三聚氰胺、氯化石蠟、尿素、三聚氰胺的磷酸鹽及硼酸鹽等。為了能延長發(fā)泡時間，使炭化層的高度更理想，一般都采用多個發(fā)泡劑合用，本發(fā)明體系采用三聚氰胺和氯化石蠟為發(fā)泡劑，也可采用三聚氰胺鹽/酯(如磷酸三聚氰胺)和氯化石蠟為發(fā)泡劑。所述涂料還包括補強劑、顏填料、溶劑、煙霧抑制劑中的一種或者至少兩種的混合物；本發(fā)明人經(jīng)過多次試驗證明，發(fā)泡高度并不完全與耐火極限成正比，若膨脹層疏松，發(fā)泡越高其耐火極限越差，因此增加膨脹層的強度是提高防火涂料耐火極限的關鍵之一。優(yōu)選地，所述補強劑為炭黑。
優(yōu)選地，所述補強劑的重量份數(shù)為f 10，例如2、3、4、5、6、7、8、9，優(yōu)選2 8，進一步優(yōu)選3 5，。對膨脹型防火涂料而言，由于已加入了大量防火添加劑，故顏填料不宜多加，超過20%(重量百分數(shù))即大大影響其膨脹效果。在選擇顏填料時盡量選擇著色力高、熱反射系數(shù)高、導熱系數(shù)低、對炭化層能起骨架作用的無機顏料、填料，有機顏料盡量少加或不加。一般用鈦白、氧化鋅等作著色顏料。優(yōu)選地，所述顏填料的重量份數(shù)為廣20，例如2、4、6、8、10、12、14、16、18、19，優(yōu)選 2 18，進一步優(yōu)選 3 15。優(yōu)選地，所述溶劑的重量份數(shù)為15 30，例如16、18、20、22、24、26、28、29，優(yōu)選 If 30，進一步優(yōu)選2(T28。所述溶劑選自乙醇、甲醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、異丁醇、環(huán)己酮中的一種或者至少兩種的混合物。為了減少有毒煙霧的發(fā)生量，本發(fā)明還專門添加了煙霧抑制劑，常用的煙霧抑制劑有氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鋁、碳酸鈣、硼酸鋅、鑰酸鋅等。對本發(fā)明而言，優(yōu)選的是硼酸鋅、氧化鋁。優(yōu)選地，所述煙霧抑制劑的重量份數(shù)為廣5，優(yōu)選I. 5 4，進一步優(yōu)選2 4。本發(fā)明所述的“包括”，意指其除所述組分外，還可以包括其他組分，這些其他組分賦予所述涂料不同的特性。除此之外，本發(fā)明所述的“包括”，還可以替換為封閉式的“為”或“由……組成”。本發(fā)明例如所述涂料還可以包括適量的分散劑和沉降劑，分散劑和抗沉降劑改進了涂料的施工性能、以及貯存穩(wěn)定性和發(fā)泡的均勻性。所述溶劑選自乙醇、甲醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、異丁醇、環(huán)己酮中的一種或者至少兩種的混合物。本發(fā)明的膨脹型防火涂料用本領域通用的方法制備，例如用下列方法先溶解好樹脂備用，然后按配方量稱好各組份，加入配料罐中，攪拌均勻，然后上三輥研磨機研磨至細度合格，用高速攪拌機分散均勻，過濾包裝出料。本發(fā)明的膨脹型防火涂料克服了現(xiàn)有防火涂料熱穩(wěn)定性差的缺點，所述涂料具有防火隔熱性能好、粘接力好、強度高、能經(jīng)受高低溫循環(huán)的影響，涂層的耐水性、耐酸性、耐鹽腐蝕性良好，不易脫落，貯存穩(wěn)定，裝飾性好，施工方便等特點，燃燒時無煙霧或少煙霧產(chǎn)生。特別適合于作超薄型鋼結構防火涂料、飾面型防火涂料及電纜防火涂料。
具體實施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下實施例I所述涂料按重量份數(shù)包括環(huán)氧樹脂和聚酯改性硅氧烷10
磷酸二氫銨30
淀粉15
發(fā)泡劑20
阻燃劑3。實施例2所述涂料按重量份數(shù)包括
丙烯酸樹脂和聚酯改性硅氧烷40
磷酸尿素10
蔗糖20
發(fā)泡劑5
阻燃劑10實施例3 所述涂料按重量份數(shù)包括
環(huán)氧樹脂和聚酸改性硅氧烷30
磷酸二氫銨40
淀粉5
發(fā)泡劑10
阻燃劑15。實施例4環(huán)氧樹脂和聚醚改性硅氧烷30
磷酸二氫銨40
淀粉5
發(fā)泡劑10
阻燃劑15
HI
I
顏填料15
乙酸乙酯25
煙霧抑制劑3。實施例5
環(huán)氧樹脂和聚醚改性硅氧烷30
磷酸二氫銨40
淀粉5
發(fā)泡劑10
阻燃劑15
炭黑10
顏填料20
乙酸乙酯30
煙霧抑制劑5。實施例6
環(huán)氧樹脂和聚醚改性硅氧烷30
磷酸二氫銨40
淀粉5發(fā)泡劑10
阻燃劑15
—辦mc
顏填料I
環(huán)己酮15
煙霧抑制劑I。實施例1-6所述涂料的制備方法如下所述先溶解好樹脂備用，然后按配方量稱好各組份，加入配料罐中，攪拌均勻，然后上三輥研磨機研磨至細度合格，用高速攪拌機分散均勻，過濾包裝出料。對比例對比例為CN1164701C所公開的實施例4。所述涂料按重量份數(shù)包括丙烯酸樹脂10份，氯醚樹脂2份，實施例2的改性過的催化劑28份，MP 15份，二季戊四醇8份，鐵白粉5份，氯化石蠟3份，硼酸鋅2份，硅灰石2份。實施例1-6和對比例所述涂料的性能指標如表I所示。表I實施例1-6和對比例所述涂料性能指標
權利要求
1.一種膨脹型防火涂料，其特征在于，所述涂料包含有機硅樹脂。
2.如權利要求I所述的涂料，其特征在于，所述涂料還包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物。
3.如權利要求I或2所述的涂料，其特征在于，所述涂料按重量份數(shù)包括樹脂10 40催化劑10 40成炭劑5 20發(fā)泡劑5 20阻燃劑3 15， 所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物和有機硅樹脂的混合物。
4.如權利要求1-3之一所述的涂料，其特征在于，所述涂料按重量份數(shù)包括樹脂10-30催化劑10 30成炭劑5 15發(fā)泡劑5 15阻燃劑3 10， 所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物和有機硅樹脂的混合物。
5.如權利要求1-4之一所述的涂料，其特征在于，所述涂料按重量份數(shù)包括樹脂15 30催化劑15 30成炭劑5 10發(fā)泡劑5 10阻燃劑3 8， 所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物和有機硅樹脂的混合物。
6.如權利要求1-5之一所述的涂料，其特征在于，所述有機硅樹脂選自聚酯改性硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、聚ニ甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中的一種或者至少兩種的混合物；優(yōu)選地，所述催化劑選自磷酸ニ氫銨、磷酸尿素、聚磷酸銨、聚磷酸銨鉀、三聚磷酸鉀、磷酸三聚氰胺、磷酸雙三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、有機磷酸酯、硼酸鹽、酯及衍生物、磺酸酯及衍生物中的一種或者至少兩種的混合物。
7.如權利要求1-6之一所述的涂料，其特征在于，所述成炭劑選自淀粉、纖維素及衍生物、蔗糖、山梨醇、季戊四醇及衍生物、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的一種或者至少兩種的混合物。
8.如權利要求1-7之一所述的涂料，其特征在于，所述涂料還包括補強劑、顏填料、溶齊U、煙霧抑制劑中的一種或者至少兩種的混合物； 優(yōu)選地，所述補強劑為炭黑； 優(yōu)選地，所述補強劑的重量份數(shù)為f 10，優(yōu)選2 8，進ー步優(yōu)選3飛； 優(yōu)選地，所述顏填料的重量份數(shù)為f 20，優(yōu)選2 18，進ー步優(yōu)選3 15 ； 優(yōu)選地，所述溶劑的重量份數(shù)為15 30，優(yōu)選18 30，進ー步優(yōu)選2(Γ28 ； 優(yōu)選地，所述煙霧抑制劑的重量份數(shù)為廣5，優(yōu)選I. 5、，進ー步優(yōu)選2 4。
9.如權利要求1-8之一所述的涂料，其特征在于，所述溶劑選自こ醇、甲醇、甲苯、ニ甲苯、こ酸こ酷、異丁醇、環(huán)己酮中的一種或者至少兩種的混合物。
10.如權利要求1-9之一所述的涂料，其特征在于，所述涂料按重量份數(shù)包括樹脂10-40催化劑IO 40成炭劑5 20發(fā)泡劑5 20阻燃劑3 15補強劑I 10顏填料I 20溶劑15 30煙霧抑制劑 I 5。
其中，所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物和有機娃樹脂的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膨脹型防火涂料，所述涂料包含有機硅樹脂。所述涂料按重量份數(shù)包括樹脂10~40、催化劑10~40、成炭劑5～20、發(fā)泡劑5～20、阻燃劑3～15，所述樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂中的一種或者至少兩種的混合物和有機硅樹脂的混合物。本發(fā)明所述涂料克服了現(xiàn)有防火涂料熱穩(wěn)定性差的缺點，所述涂料具有防火隔熱性能好、粘接力好、強度高、能經(jīng)受高低溫循環(huán)的影響，涂層的耐水性、耐酸性、耐鹽腐蝕性良好，不易脫落，貯存穩(wěn)定，裝飾性好，施工方便等特點，燃燒時無煙霧或少煙霧產(chǎn)生，特別適合于作超薄型鋼結構防火涂料、飾面型防火涂料及電纜防火涂料。
文檔編號C09D7/12GK102702962SQ201210197029
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權日2012年6月14日
發(fā)明者祝盆鑫 申請人:天長市銀狐漆業(yè)有限公司