一种耐火涂料的制作方法

文档序号:11211847阅读:664来源:国知局

本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种耐火涂料。



背景技术:

随着经济的发展和科技的不断进步,人们的环保示意也越来越强,并且国家把节能减排作为一项重要的工作进行全面的推广,这使得各行各业朝着绿色、环保、科技的方向发展。建筑涂料是建筑行业不可缺少的装饰和保护性材料,用于涂覆于建筑物、装饰建筑物或保护建筑物,按建筑物的使用部位来分类,可分为内墙涂料、外墙涂料、地面涂料及屋面涂料,但是现有技术中的外墙建筑涂料普遍存在以下问题首先涂料的保温性能较差,在寒冷的冬季或者是在炎热的夏季,均不能起到很好的保温隔热效果,其次耐高温、耐腐蚀性能差,长时间的使用后,外墙涂料逐渐被腐蚀或是由于高楼风的风蚀作用被去除,严重影响的外墙的美观以及外墙的质量,而且现有涂料普遍存在脱粉的现象,涂刷出现流挂现象,并且涂膜容易开裂;而且目前现有的涂料耐火性不足。

因此目前需要一种兼具有好的保温隔热效果,强耐高温、耐腐蚀性,不脱粉不流挂现象,并且涂膜不易开裂具有良好的耐火性的耐火涂料。



技术实现要素:

一种耐火涂料,由以下重量份的原料制备制成:

环氧树脂10~15份、氧化钇粉1~2份、氧化铝粉9~15份、石英粉8~12份、硅酸铝20~30份、二氧化硅粉8~15份、硫酸钡1~3份、偶联剂1~3份、甲苯20~30份、稀土磷酸盐10~20份、三聚磷酸铝15~25份、三聚氰胺磷酸盐4~5份、氢氧化钠5~10份、盐酸1~8份、缔合型聚氨酯类增稠剂1~3份、四氧化三铁1~3份、氧化锆2~6份、氮化硼粉1~2份、碳化硅粉10~15份,流平剂1~4份,消泡剂4~5份、水15~30份。

首先本发明采用了三聚氰胺磷酸盐,三聚氰胺磷酸盐在加热状态下会发生分解,先释放出水蒸气,随后分解出三聚氰胺,三聚氰胺在700摄氏度以上温度会持续分解出水和不燃性气体,在480摄氏度三聚氰胺聚磷酸盐分解,主要分解产物是三聚氰胺与聚磷酸,并有水蒸汽、氨气等不燃性气体放出;从480摄氏度到540摄氏度分解产生的三聚氰胺和聚磷酸经过自聚形成高分子量的含p-n-o浓缩聚合物,三聚氰胺进一步分解出不燃性气体:然后持续失重至684摄氏度,因p-n-o聚合物中含有的p-n-o或p-n键具有磷酸化试剂的特性,可催化多种高聚物特别是有含氧官能团的聚合物成炭,并释放出水蒸汽、氨气、no2、co2等不燃性气体。因此三聚氰胺磷酸盐可以加强本发明的阻火能力,防止在着火时火势蔓延,且在阻燃时不会发生熔滴。

同时本发明采用了稀土磷酸盐和三聚磷酸铝,稀土磷酸盐具有非常优良的耐火能力,而三聚磷酸铝为白色首先替代红丹、锌铬黄等传统有毒防锈颜料,而且与清漆亲合性良好,可与各种颜料、填料配合使用,此外三聚磷酸铝也具有防火、耐热的特点,而且有助于提高涂料的耐磨性,而且在本发明中三聚磷酸铝也与三聚氰胺磷酸盐起到配合作用,配合硅酸铝可以提高本发明的耐火能力和阻燃能力。

此外本发明通过缔合型聚氨酯类增稠剂,因为缔合型增稠剂分子具有疏水基团和亲水基团,在水中形成胶束亲水端,胶束亲水端与水分子以氢键缔合,疏水端与疏水结构以分子间配向效应吸附缔合在一起,可以配合偶联剂在水中形成立体网状结构,待涂料干燥后这个结构与涂料的结构相互连接达到增加黏度、流平性、耐磨性。

此外本发明提高加入了氮化硼,碳化硅加强了与氧化锆配合使用可以提高耐火材料的强度和韧性。而且三者提供结构的相互连结提高了产品的耐磨性,而且氮化硼有减慢晶体析出的作用,在本发明中可以使晶粒更加细化,提高了本发明的机械强度和耐磨性,配合缔合型聚氨酯类增稠剂、偶联剂和稀土磷酸盐可以防止涂刷出现流挂现象,并且涂膜容易开裂。同时碳化硅、氮化硼、氧化锆也增强了涂料的耐腐蚀能力。

因为上述的立体网状结构的产生,如碳化硅、氮化硼、氧化锆填充进这个结构中去,由于结构主体具有的导热能力较差,填充物之间接触变少,有效提高了材料的保温能力。

本发明采用了白云母粉和绢白云母粉共同使用的方案,首先加入白云母可以提高材料的韧性和机械强度,而绢云母属于单斜晶体,可以增强材料的耐磨性,两者配合使用时,白云母和绢云母填充在立体网状结构之间的空隙中,绢云母因为晶体更加细密可以填充进白云母无法填充的缝隙,便于原料的混合,增强了晶体之间的结合强度,进一步提高了耐火材料的韧性和内部强度。

作为优选,所述的偶联剂选用硅烷偶联剂。

硅烷偶联剂能提高涂料内各组分之间的粘接强度,提高涂料耐水、耐气候等性能。硅烷偶联剂作为增粘剂的作用原理在于它本身有两种基团;一种基团可以和被粘的骨架材料结合;而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合,从而在粘接界面形成强力较高的化学键,大大改善了粘接强度。

作为优选,所述的流平剂选用丙烯酸树脂,脲醛树脂及三聚氰胺甲醛树脂中的一种或者多种组合。

作为优选,所述的消泡剂选用硅凝胶。

在本发明中还加入了硅凝胶,硅凝胶可在-65~200℃温度范围内保持形态,它具有优良化学稳定性能,加入硅凝胶可以消泡,增稠可以使涂料具有较好耐磨性。

作为优选,所述的分散剂是木质素磺酸酯、磺化聚苯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮或聚丙烯酸中的一种或者多种组合。

作为优选,在使用前对所述的石英砂进行过筛,取用直径在1~5微米的石英砂。

作为优选,所述的稀土磷酸盐选用磷酸镧。

本发明使用的磷酸镧具有优秀的耐高温能力,可以耐2000摄氏度以上的高温,而且磷酸镧具有荧光特性,作为建筑外墙涂料可充分运用这一特性,构成荧光图案。加入磷酸镧可以有效提高产品的耐高温能力。

作为优选,所述的磷酸镧采用以下方法制备:

(1)用电子秤按重量份称取2份的la(no3)3·6h2o磨成粉末,再称取1份的三水合磷酸铵,研磨成粉,然后取聚乙二醇400保湿剂增容剂0.02份;

(2)将增溶剂加入三水合磷酸铵中,混合研磨,加入la(no3)3·6h2o继续混合研磨30分钟;

(3)将步骤2得到的混合物静置12~14h,然后用水洗,直至混合物ph为7,再以乙醇洗涤,随后放入烘箱烘干,加热温度120摄氏度,烘干时间2小时。

采用这种方法的优势在于反应温度低,耗能少,结晶率高,而且在120摄氏度下可以防止产生的晶体由于低温相变而碎裂,这样的处理方法可以产生出结构较为完整的晶须,由晶须可以与上述的立体网状结构相互连结,进一步提高涂料的耐磨性和保温能力。

作为优选,步骤(2)中所述的增溶剂采用peg400。

peg400较普通的peg具有更好的相容性,有助于纤维晶体的产生。

本发明的有益效果在于:(1)本发明具有好的保温隔热效果(2)本发明具有强耐高温、耐腐蚀性(3)本发明的涂料具有良好的粘度和流平性(4)具有良好的耐火性和阻火能力。

具体实施方式

下面结合具体实施案例对本发明作进一步解释:

实施例1

一种耐火涂料,由以下重量份的原料制备制成:

环氧树脂10份、氧化钇粉1份、氧化铝粉9份、直径在1~5微米的石英粉8份、硅酸铝20份、二氧化硅粉8份、硫酸钡1份、硅烷偶联剂1份、甲苯20份、磷酸镧10~20份、三聚磷酸铝15份、三聚氰胺磷酸盐4份、氢氧化钠5份、盐酸1份、缔合型聚氨酯类增稠剂1份、四氧化三铁1份、氧化锆2份、氮化硼粉1份、碳化硅粉10份,丙烯酸树脂1份,硅凝胶4份、水15份,木质素磺酸酯1份。

其中磷酸镧采用以下方法制备:

(1)用电子秤按重量份称取2份的la(no3)3·6h2o磨成粉末,再称取1份的三水合磷酸铵,研磨成粉,然后取peg400增溶剂0.02份;

(2)将peg400加入三水合磷酸铵中,混合研磨,加入la(no3)3·6h2o继续混合研磨25~30分钟;

(3)将步骤2得到的混合物静置14h,然后用水洗,直至混合物ph为7,再以乙醇洗涤,随后放入烘箱烘干,加热温度120摄氏度,烘干时间2小时。

实施例2

一种耐火涂料,由以下重量份的原料制备制成:

环氧树脂15份、氧化钇粉2份、氧化铝粉15份、直径在1~5微米的石英粉12份、硅酸铝30份、二氧化硅粉15份、硫酸钡3份、硅烷偶联剂3份、甲苯30份、磷酸镧20份、三聚磷酸铝25份、三聚氰胺磷酸盐5份、氢氧化钠10份、盐酸8份、缔合型聚氨酯类增稠剂3份、四氧化三铁3份、氧化锆6份、氮化硼粉2份、碳化硅粉15份,丙烯酸树脂4份,硅凝胶5份、水30份,木质素磺酸酯3份。

其中磷酸镧采用以下方法制备:

(1)用电子秤按重量份称取2份的la(no3)3·6h2o磨成粉末,再称取1份的三水合磷酸铵,研磨成粉,然后取peg400增溶剂0.02份;

(2)将peg400加入三水合磷酸铵中,混合研磨,加入la(no3)3·6h2o继续混合研磨25~30分钟;

(3)将步骤2得到的混合物静置14h,然后用水洗,直至混合物ph为7,再以乙醇洗涤,随后放入烘箱烘干,加热温度120摄氏度,烘干时间2小时。

实施例3

一种耐火涂料,由以下重量份的原料制备制成:

环氧树脂12份、氧化钇粉1份、氧化铝粉12份、直径在1~5微米的石英粉10份、硅酸铝25份、二氧化硅粉10份、硫酸钡2份、硅烷偶联剂2份、甲苯25份、磷酸镧15份、三聚磷酸铝20份、三聚氰胺磷酸盐4份、氢氧化钠8份、盐酸5份、缔合型聚氨酯类增稠剂2份、四氧化三铁1份、氧化锆4份、氮化硼粉1份、碳化硅粉12份,丙烯酸树脂3份,硅凝胶5份、水25份,木质素磺酸酯2份。

其中磷酸镧采用以下方法制备:

(1)用电子秤按重量份称取2份的la(no3)3·6h2o磨成粉末,再称取1份的三水合磷酸铵,研磨成粉,然后取peg400增溶剂0.02份;

(2)将peg400加入三水合磷酸铵中,混合研磨,加入la(no3)3·6h2o继续混合研磨25~30分钟;

(3)将步骤2得到的混合物静置14h,然后用水洗,直至混合物ph为7,再以乙醇洗涤,随后放入烘箱烘干,加热温度120摄氏度,烘干时间2小时。

本发明优选实施例的检测结果如下:

本发明硬度测试按gb/t6739规定进行,结果评定:漆膜擦伤,本发明结果为铅笔硬度6h;耐热性测试以初始热分解温度来评价,本发明初始分解温度为440摄氏度;耐冲击性测试按gb/t1732规定进行,结果评定:4倍放大镜观察,漆膜无裂纹、皱纹及剥落现象。耐磨性测试按gb/t1768规定进行,砂轮型号:crpm0;),本发明耐磨性(500g/500r,g)≤0.01,另外本发明耐溶剂(丁酮)擦洗性200次,无露底。本发明耐火极限为190分钟,具有良好的耐火能力和阻火能力。

综上所述,本发明具有良好的本发明具有好的保温性、耐火性、耐磨性、强耐高温、强耐腐蚀性,良好的粘度、流平性。

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