一种防火涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及防火涂料领域，特别是涉及一种防火涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]涂料是指应用于物体表面而能结成坚韧保护膜的物料的总称。用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料叫做防火涂料。防火涂料本身具有难燃性或不燃性，使被保护基材不直接与空气接触，延迟物体着火和减少燃烧的速度，提高材料的耐火能力，减缓火焰蔓延传播速度，或在一定时间内能阻止燃烧。由于建筑工程的高层化、集群化、工业的大型化及有机合成材料的广泛应用，人们对防火工作引起高度重视，而采用涂料防火方法比较简单，适应性强，因而在公用建筑、车辆、船舶、古建筑及文物保护、电器电缆、宇航等方面都有应用。
[0003]我国防火涂料的发展，较国外工业发达国家晚15-20年，虽然起步晚，但发展速度较快。防火涂料按有无分散介质的种类，可分为溶剂型防火涂料和水性防火涂料两大类。溶剂型防火涂料以能溶解基料的易挥发有机溶剂为分散介质，涂料的性能优越。水性防火涂料以水为分散介质，具有价廉、环保等特点。按用途和使用对象的不同可分为:饰面型防火涂料、电缆防火涂料、钢结构防火涂料、预应力混凝土楼板防火涂料等。防火涂料按阻燃机理不同，可分为膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料两大类。
[0004]目前市场上生产防火涂料绝大多数为膨胀型防火涂料。膨胀型防火涂料主要以高分子化合物为基料，加入阻燃剂、发泡剂、溶剂、助剂等材料，经一定分散而形成。具有经济、价廉、低烟、无毒、热稳定性好等特点，涂层遇火或热辐射时膨胀发泡，产生一层比原涂层厚几十倍甚至上百倍的泡沫碳化层)。以隔断外界火焰对基层的加热，从而起到防火作用。防火涂料涂覆在基材表面，除具有阻燃作用以外，还具有防锈、防水、防腐、耐磨、耐热以及涂层坚韧性、着色性、黏附性、易干性和一定的光泽等性能。
[0005]申请公布号CN 104789022 A(申请号201410028028.6)的中国发明专利文献公开了一种防火涂料，由以下重量份的原料组成:三聚氰胺10-20份、去离子水20-40份、滑石粉2-10份、硅酸钠5-20份、二氧化钛5-10份、膨胀蛭石1-5份、季戊四醇1-5份、云母粉1-10份。申请公布号CN 104845459 A(申请号201510277306.6)的中国发明专利文献公开了一种防火涂料，由以下重量份的组分组成:丁基胶乳19-25份，三聚氰胺2-6份，尿素I份，硅酸盐2-6份，六甲基纤维素2-5份，二氧化钛1-5份，季戊四醇2-5份，钛白粉3-5份，消泡剂2_5份，呋喃树脂2-3份，聚磷酸铵1-4份，分散剂8-14份，水25-29份。申请公布号CN 104293021 A(申请号201410446399.6)的中国发明专利文献公开了一种防火涂料，由如下重量配比的原料制成:丙二醇甲醚醋酸酯10-20份，丙烯酸多元醇树脂20-30份，玻璃珠10-15份，聚磷酸铵5-10份，固化剂3-8份，纤维素醚7-20份，季戊四醇3-5份，碳酸钙3-8份，氧化铁2_5份，氧化铝I_3份，氧化钛2-5份，分散剂1-2份，有机硅流平助剂2-8份，溶剂10-15份。
[0006]随着防火技术的不断提升，各种阻燃材料及涂料层出不穷，许多方法或技术仍存在一些问题，比如阻燃效果差，影响材料的原有性能，影响物品的色光，极易污染环境和对人体有害等。因此，研发一种具有良好理化性能和防火性能的涂料显得尤为重要。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制备简单、配方科学的防火涂料及制法，该防火涂料成本低，阻燃性能优良。
[0008]本发明的技术方案是:
一种防火涂料，由下列原料制备而成，均为重量份:聚磷酸铵18-24，三聚氰胺10-16，季戊四醇6-10，硅丙乳液5-10，胶乳4-8，环氧乙烯基酯树脂2-6，膨胀蛭石粉2-8，去离子水13-24，增稠剂1-2，分散剂1-4，消泡剂0.1-0.3。
[0009]优选的方案中，聚磷酸铵20-22，三聚氰胺12-14，季戊四醇7_9，硅丙乳液6_9，胶乳5-7，环氧乙烯基酯树脂3-5，膨胀蛭石粉4-6，去离子水17-20，增稠剂1.3-1.7，分散剂2-3，消泡剂0.15-0.25。
[0010]更加优选的，聚磷酸铵21，三聚氰胺13，季戊四醇8，硅丙乳液7.5，胶乳6，环氧乙烯基酯树脂4，膨胀蛭石粉5，去离子水18.5，增稠剂1.5，分散剂2.5，消泡剂0.2。
[0011]—种防火涂料的制备方法，步骤如下:
(1)将2/3的去离子水加热至80-96°C(优选加热至84-92°C )，加入聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，于搅拌池内搅拌23-40分钟(优选于搅拌池内搅拌28-35分钟)，然后降温至56-70°C (优选降温至60-66°C )，加入膨胀蛭石粉和1/4的消泡剂，以100-160转/分的速度搅拌15分钟，得基料，备用；
(2)将剩余的去离子水加入到热反应罐中，升温到60-80°C，向其中缓慢加入硅丙乳液和环氧乙烯基酯树脂，以65-85转/分的速度搅拌12-18分钟(优选以70-80转/分的速度搅拌14-16分钟)，然后加入分散剂和剩余的消泡剂，继续搅拌0.6-1.2小时(优选继续搅拌0.8-1.0小时)，得乳液，备用;
(3)将步骤(2)所得乳液和步骤(3)所得基料混合，边搅拌边加入胶乳、增稠剂和稳定剂，搅拌均匀，调PH至7.5，经过滤、检测、分装即得。
[0012]上述一种防火涂料的制备方法，优选的方案是，步骤(I)中所述消泡剂为乳化硅油、正辛醇和白酒中的一种(优选的所述消泡剂为正辛醇和白酒，更加优选的所述消泡剂为白酒)。
[0013]上述一种防火涂料的制备方法，优选的方案是，步骤(I)中以120-140转/分的速度搅拌(优选以130转/分的速度搅拌)。
[0014]上述一种防火涂料的制备方法，优选的方案是，步骤(2)中升温到65_75°C(优选升温到70°C)。
[0015]上述一种防火涂料的制备方法，优选的方案是，步骤(2)中所述分散剂为聚丙烯酸钠、甲基纤维素和聚丙烯酰胺中的一种(优选的所述分散剂为聚丙烯酸钠和甲基纤维素中的一种，更加优选的所述分散剂为聚丙烯酸钠)。
[0016]上述一种防火涂料的制备方法，优选的方案是，步骤(3)中所述增稠剂为羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和瓜尔豆胶中的一种(优选的所述增稠剂为羟甲基纤维素和瓜尔豆胶中的一种，更加优选的所述增稠剂为羟甲基纤维素)。
[0017]上述一种防火涂料的制备方法，优选的方案是，步骤(3)中所述稳定剂为质量分数为0.11%-0.15%的环氧大豆油(优选的所述稳定剂为质量分数为0.12%-0.14%的环氧大豆油，更加优选的所述稳定剂为质量分数为0.13%的环氧大豆油)。
[0018]本发明所得一种防火涂料配伍科学，制备工艺简单。除此之外，本发明的优良效果还表现在:
1、本发明防火涂料所用原料配比科学，确保各组分达到最优的协同效应，进而使原料性能最优化；
2、本发明所得防火涂料具有良好的隔热性能，能更有效地保护可燃性基材，具有阻燃时间长，粘结强度尚，防火性能好的特点；
3、本发明所得防火涂料制备工艺简单，易于实现，所得涂料阻燃性能优良，便于在工业上推广应用。
【附图说明】
[0019]图1是实验组和对照组钢板的耐火曲线示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例和试验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。
[0021 ]实施例1 一种防火涂料，由下列原料制备而成，均为重量份(5.5kg/份):聚磷酸铵18份，三聚氰胺10份，季戊四醇6份，娃丙乳液5份，胶乳4份，环氧乙烯基酯树脂2份，膨胀蛭石粉2份，去离子水13份，增稠剂I份，分散剂I份，消泡剂0.1份。
[0022]—种防火涂料的制备方法是:
(1)将2/3的去离子水加热至80°C，加入聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，于搅拌池内搅拌23分钟，然后降温至56°C)，加入膨胀蛭石粉和1/4的消泡剂(所述消泡剂为乳化硅油)，以100转/分的速度搅拌15分钟，得基料，备用；
(2)将剩余的去离子水加入到热反应罐中，升温到60°C，向其中缓慢加入硅丙乳液和环氧乙烯基酯树脂，以65转/分的速度搅拌12分钟，然后加入分散剂(所述分散剂为聚丙烯酰胺)和剩余的消泡剂，继续搅拌0.6小时，得乳液，备用；
(3)将步骤(2)所得乳液和步骤(3)所得基料混合，边搅拌边加入胶乳、增稠剂(所述羟乙基纤维素)和稳定剂(所述所述稳定剂为质量分数为0.11%的环氧大豆油)，搅拌均匀，调pH至7.5，经过滤、检测、分装即得。
[0023]实施例2—种防火涂料，由下列原料制备而成，均为重量份(3.5kg/份):聚磷酸铵24份，三聚氰胺16份，季戊四醇10份，硅丙乳液10份，胶乳8份，环氧乙烯基酯树脂6份，膨胀蛭石粉8份，去离子水24份，增稠剂2份，分散剂4份，消泡剂0.3份。
[0024]—种防火涂料的制备方法是:
(1)将2/3的去离子水加热至96°C，加入聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，于搅拌池内搅拌40分钟，然后降温至70°C，加入膨胀蛭石粉和1/4的消泡剂(所述消泡剂为乳化硅油)，以160转/分的速度搅拌15分钟，得基料，备用；
(2)将剩余的去离子水加入到热反应罐中，升温到80°C，向其中缓慢加入硅丙乳液和环氧乙烯基酯树脂，以85转/分的速度搅拌18分钟，然后加入分散剂(所述分散剂为聚丙烯酰胺)和剩余的消泡剂，继续搅拌I.2小时，得乳液，备用； (3)将步骤(2)所得乳液和步骤(3)所得基料混合，边搅拌边加入胶乳、增稠剂(所述增稠剂为羟乙基纤维素)和稳定剂(所述稳定剂为质量分数为0.15%的环氧大豆油)，搅拌均匀，调pH至7.5，经过滤、检测、分装即得。
[0025]实施例3—种防火涂料，由下列原料制备而成，均为重量份(5kg/份):聚磷酸铵20份，三聚氰胺12份，季戊四醇7份，硅丙乳液6份，胶乳5份，环氧乙烯基酯树脂3份，膨胀蛭石粉4份，去离子水17份，增稠剂1.3份，分散剂2份，消泡剂0.15份。
[0026]—种防火涂料的制备方法是:
(1)将2/3的去离子水加热至84°C，加入聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，于搅拌池内搅拌28分钟，然后降温至60°C，加入膨胀蛭石粉和1/4的消泡剂(所述消泡剂为正辛醇)，以120转/分的速度搅拌15分钟，得基料，备用；
(2)将剩余的去离子水加入到热反应罐中，升温到65°C，向其中缓慢加入硅丙乳液和环氧乙烯基酯树脂，以70转/分的速度搅拌14分钟，然后加入分散剂(所述分散剂为聚丙烯酸钠)和剩余的消泡剂，继续搅拌0.8小时，得乳液，备用；
(3)将步骤(2)所得乳液和步骤(3)所得基料混合，边搅拌边