[发明专利]纳米防火涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防火涂料及制备方法，尤其是一种纳米防火涂料及其制备方法。

背景技术

随着经济建设的不断加快，各种大型工业设施、商业建筑、地下建筑逐渐增多，潜在的火灾隐患也随之增加。为杜绝和减少火灾的损害，人们常在相应设施和建筑物的表面涂敷各种防火涂料，以便形成防火涂层来在一定的时间内保持涂覆物内部结构的完好。近期，人们为了获得性能优异的各种防火涂料，做出了不懈的努力，如在2010年6月23日公布的中国发明专利申请文件CN 101747693A中披露的一种“环保型纳米防火涂料”。该申请文件中提及的防火涂料由丙烯酸树脂：多聚磷酸胺：纳米SiO₂：季戊四醇：丁醇：二氧化钛的重量比为200～400：140～280：30～70：110～218：86～135：20～60组成。但是，这种防火涂料存在着诸多的欠缺之处，首先，虽添加了纳米SiO₂粒子，却因添加量过少而只能作为辅助的难燃和疏水性能的配方成分，并不能发挥特有的优异效应，会阻碍有效成分多聚磷酸胺的分解释放多的惰性气体；其次，配方组分欠合理，由其组成的防火涂料经高温烧烤后不能于涂覆物表面形成陶瓷状覆盖层，降低了防火的效能。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的欠缺之处，提供一种组分合理、防火效果好，使用方便的纳米防火涂料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述纳米防火涂料的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：纳米防火涂料包括无机填料，特别是，

所述纳米防火涂料由重量比为30～70：30～50：5～25：5～20：5～15：1～10的无机填料、成膜剂、成膜助剂、增塑剂、交联剂和催干剂组成；

所述无机填料为改性纳米复合粒子，所述改性纳米复合粒子为表面覆有二氧化硅粒子的无机纳米粒子，其由重量比为1：0.5～2的无机纳米粒子与二氧化硅粒子构成，所述无机纳米粒子的粒径为100～400nm，其为碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁中的一种或两种以上的混合物，所述二氧化硅粒子的粒径为10～40nm，所述无机纳米粒子与二氧化硅粒子之间以Ca-O-Si化学键或Mg-O-Si化学键相连接；

所述成膜剂为有机硅树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂、乙烯基酯树脂、苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液中的一种或两种以上的混合物；

所述成膜助剂为低熔点硼玻璃粉、丙二醇苯醚、十二碳醇酯、甲氧基丁醇、乙二醇单丁醚、二丙二醇丙醚中的一种或两种以上的混合物；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、磷酸脂肪醇酯、磷酸酚酯、甘油三醋酸酯、一缩二乙二醇苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯中的一种或两种以上的混合物；

所述交联剂为正硅酸乙酯、过氧化苯甲酰、多异氰酸酯、缩水甘油醚、三甲氧基硅烷、醋酸锌、二甲基丙烯酸乙二醇酯、苯乙烯、聚乙二醇中的一种或两种以上的混合物；

所述催干剂为月桂酸有机锡、环烷酸钴、异辛酸钴、环烷酸锰、环烷酸铅、环烷酸锌、环烷酸稀土中的一种或两种以上的混合物。

作为纳米防火涂料的进一步改进，所述的纳米复合粒子为均匀分散状。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述纳米防火涂料的制备方法包括物理混合法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将无机纳米粒子加入浓度为10～40wt%的硅酸钠水溶液中超声分散10～30min后搅拌至少2h，得到混合液，再将搅拌下的混合液于75～85℃下用酸调节其pH值为5～10后，陈化4～5h，得到混合溶胶；

步骤2，先对混合溶胶抽滤洗涤至少3次后，将其置于120～140℃下干燥8～12h，得到复合粒子，再将复合粒子和硅烷偶联剂依次加入搅拌下的温度为130～140℃的乙醇中回流反应30～60min，得到反应液，其中，反应液中的乙醇、复合粒子和硅烷偶联剂的重量比为75～85：18～22：1；

步骤3，先对反应液使用乙醇交替进行至少3次的离心洗涤与分离后，将得到的中间产物置于100～110℃下干燥2～4h，得到改性纳米复合粒子，再将改性纳米复合粒子、成膜剂、成膜助剂、增塑剂、交联剂、催干剂和溶剂混合均匀并球磨5～8h，制得纳米防火涂料。