[发明专利]一种磷酸铝硅型高温防火材料、涂层及其制备方法

说明书

本发明属于防火涂料技术领域，具体公开了一种磷酸铝硅型高温防火材料、涂层及其制备方法。按比例称取碳酸钠、二氧化硅气凝胶、硼化钛、云母粉、氧化钛、氧化钇稳定氧化锆，研磨混合均匀，将混合后的粉末干燥、过筛得到填料粉末；采用溶胶凝胶法，将填料粉末、复合磷酸盐和多晶氧化铝纤维加入水中，搅拌加热，再加入引泡剂和消泡剂，待溶液呈凝胶状，得磷酸铝硅型高温防火材料，再将其涂覆在基体上，干燥后烧结得到所述磷酸铝硅型高温防火涂层。本发明所制取的磷酸铝硅型防火材料及涂层密度低，粘结性强，易成型，热导率低，膨胀系数高，具有较好的高温热稳定性，在1700℃以下能保持性能稳定，是一种较为理想的高温防火材料。

技术领域

本发明涉及防火涂料技术领域，特别是涉及一种磷酸铝硅型高温防火材料、涂层及其制备方法。

背景技术

当今社会工业化工快速发展，化工纤维的公司对设备保护要求越来越高，再加上国家对企业安全的规定和要求越来越高，需要更加安全，更加环保的保温材料以满足企业的反战需求。尤其是在化工加工及矿物冶炼等领域，需要的保护温度较高，因此需要较为有效的保温材料来满足工况需求。高温防火材料主要有以下两种类型：(1)防火材料在一定温度范围内不易燃烧，仅仅发生软化，硬度降低，随着表面温度达到一定温度时，防火材料发生氧化、挥发，产生大量的会挥发的有毒气体，进而降低基底表面的温度，起到保护基底材料的作用其主要包括高分子类防火材料，高分子类防火材料主要有胶粉聚苯颗粒、挤塑板、钢丝网加水泥泡沫板、聚苯乙烯泡沫、XPS、EPS、聚氨酯、橡塑海绵、聚乙烯等；(2)防火材料在常温下发生固化，热传导低，可以在高温情况下不发生融化，较低热导，进而保护基底材料不因高温工作环境发生变化。

近些年，很多防火材料都是采用高分子类防火材料，虽然较容易成型、干燥，但极易发生氧化、脱落，导致防火涂层的隔热性能随之下降，将其用于钢结构建筑上，随着使用年限的增加，若干年后钢结构建筑将无法达到出事的抗火设计要求。目前常见的钢结构防火涂料-膨胀型钢结构防火涂料，应用十分广泛，但由于其含有机分，受复杂环境的影响，极易降解和老化。而传统的Al-Si-B系防火材料，与基底材料的粘合效果不好，并且在1400℃以上时，涂层材料将发生失效，完全起不到保护作用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种磷酸铝硅型高温防火材料、涂层及其制备方法，本发明的磷酸铝硅盐复合材料在1700℃以下能保持性能稳定，且热传导较低，易成型，是较为理想的高温防火材料。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种磷酸铝硅型高温防火材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按1.5～3：1.5～3：7～9：7～9：0.7～1.5：7～9的质量比称取碳酸钠、二氧化硅气凝胶、硼化钛、云母粉、氧化钛、氧化钇稳定氧化锆，研磨混合均匀，将混合后的粉末干燥、过筛得到填料粉末；

(2)采用溶胶凝胶法，将填料粉末、复合磷酸盐和多晶氧化铝纤维加入水中，填料粉末、复合磷酸盐、多晶氧化铝纤维与水的质量比为2～4：3～4：1～2：3～4，搅拌加热，再加入引泡剂和消泡剂，待溶液呈凝胶状后，得到所述磷酸铝硅型高温防火材料。

进一步，所述步骤(1)中，以无水乙醇为介质，通过球磨使碳酸钠、二氧化硅气凝胶、硼化钛、云母粉、氧化钛、氧化钇稳定氧化锆混合均匀，得到填料粉末。

可选地，球磨过程中，球磨机的转速为300～500r/min，球磨时间为300～600min。

进一步，所述步骤(1)中，干燥温度为80～90℃，干燥时间为10～24h。

进一步，所述步骤(1)中，过筛过程中粉末先过300目筛，再过500目筛。

进一步，所述步骤(2)中，加热温度为83～95℃，搅拌速度为500～700r/min。

进一步，所述步骤(2)中，所述水为去离子水。