一种水性防火涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料技术领域，具体而言涉及一种水性防火涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着我国社会和经济的不断发展，火灾造成的损失也越来越大。据统计，因火灾造成的直接经济损失，在20世纪80年代年均为3.2亿元，死亡18644人;90年代，共发生火灾约62.9万起，死亡23715人，直接经济损失年均为10.6亿元;进入21世纪，仅前5年间的年均火灾损失就高达15.5亿元。
[0003]为了减少火灾造成的损失，必须加强消防产品的建设。而防火涂料作为消防产品中的重要一员，在其中扮演了极其重要的角色。随着人们环保意识的增强，越来越关注水性防火涂料。水性防火涂料是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。其阻燃原理如下:(I)本身具有难燃性或不燃性，涂层遇火受热后，经过熔融、膨胀等物理变化，以及聚合物等组分的分解和炭化等化学作用吸收大量热量，抵消一部分作用于物体的热，从而延缓底材的受热升温过程；(2)遇火受热分解出不燃性的惰性气体，冲淡保护基材受热分解出的易燃气体和空气中的氧气，抑制燃烧；(3)遇热释放活性自由基，与有机自由基结合后能减缓或终止燃烧连锁反应；(4)遇热膨胀，形成隔热隔氧的膨胀碳层，封闭基材，从而阻止基材着火燃烧。所以水性防火涂料是未来涂料发展的重要方向之一。水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性较差，分散微粒被压缩成固态微粒，会使涂膜产生麻点。所以如今市面上的水性涂料性能差，并不经耐用。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水性防火涂料及其制备方法。
[0005]本发明提供如下技术方案:
一种水性防火涂料，原料的各组分的质量份数比为:硅丙乳液24-30份、聚磷酸铵17-22份、季戊四醇2-7份、三聚氰胺10-16份、二氧化钛3.6-7.6份、氧化锌0.2-0.7份、六偏磷酸钠溶液3-8份、甲基硅油0.1-0.4份、丙二醇苯醚0.5-1.1份、羧甲基纤维素钠1-3份、去离子水20-26份、氨水2-4份、多功能助剂1-3份。
[0006]所述的一种水性防火涂料的制备方法，包括如下步骤:
将六偏磷酸钠配制成1 %的水溶液、羧甲基纤维素钠配制成2 %的水溶液;将去离子水加入烧杯中，开动搅拌器;将聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、二氧化钛、六偏磷酸钠溶液、丙二醇苯醚、氧化锌依次加入;加入适量的甲基硅油，然后高速搅拌;搅拌时间18-24分钟；用三辊研磨机将其研磨；加入硅丙乳液及多功能助剂，搅拌时间为4-7分钟；用氨水调节涂料pH至7.8-8.5左右，用羧甲基纤维素钠调节黏度，出料。
[0007]硅丙乳液是由丙烯酸单体和有机硅单体共聚而成的乳液，是一种半无机高分子化合物，兼有丙烯酸和有机硅二者的优点，结合了有机硅树脂较强的耐水性、耐污染性，优良的耐高温、耐降解、耐氧化、耐化学品、耐紫外线和红外线辐射的能力，具有良好的柔韧性和透气性，克服了纯丙、乙丙、苯丙等高分子合成乳液阻燃性、耐热性较差，高温易返粘、易粘尘，低温时易变脆，透气性较差的不足，提高了涂膜的保光保色性、弹性及防水性，具有良好的耐候性、附着力、耐久性和耐水性，又不明显增加成本。
[0008]聚磷酸铵是一种优良的膨胀催化剂，聚合度20〈11〈2000，含磷量高达32%，具有很小的水溶性和高的热稳定性，225e开始分解放出氨和水，产生磷酸，300e有一个吸热峰，400e有一个最大的吸热峰。属磷系阻燃剂，具有低烟、无毒、水溶性低等优点，其含磷、氮量高，热稳定性好，具备优良脱水催化剂的性能。
[0009]聚磷酸铵具有较高的热稳定性，为了形成理想的膨胀体，选用了同样热稳定性较高、价廉易得、炭含量高的季戊四醇作为炭化剂与之配用。季戊四醇的分解温度高达280e左右，它能在由聚磷酸铵分解产生的酸的作用下脱水成炭，最终形成良好的膨胀发泡层。
[0010]二氧化钛是一种合成性无机颜料，它的化学结构稳定，没有毒性，不但遮盖力强，而且可以使形成的炭质层致密，提高炭化层的隔热阻燃性能。对膨胀型防火涂料，由于已加入了大量的防火添加剂，故颜料不宜多加，实验表明，超过10%将大大影响其效果。本实验二氧化钛的量为516g ；氧化锌的遮盖力仅次于二氧化钛，具有耐光、耐热、抗粉化等优点，又是一种良好的霉菌抑制剂和消烟剂。
[0011 ]三聚氰胺具有良好的发泡效果，三聚氰胺分解产生的气体与脱水催化剂分解放出磷酸等物质和碳化剂碳化所发生变化，颗使涂膜在受热时形成最佳的膨胀层。
[0012]丙二醇苯醚为成膜助剂，丙二醇苯醚具有无毒无味、贮存稳定性好、使用范围广和低温下使用效果好的特点。
[0013]羧甲基纤维素钠作为增稠剂，因其价廉且增稠效果较羟甲基纤维素好。
[0014]本发明的有益效果:
本发明所述的一种水性防火涂料以水作分散介质、成本低、无毒、不污染环境、常温干燥，不仅具有防火性能，也有很好的装饰性能，涂层在常温下是普通涂膜，在火焰或高温作用下，可产生比原来涂层厚几十倍甚至上百倍的不易燃海绵状炭质层，起到有效阻止外部热源的作用，同时产生不燃性气体，如:C02、NH3、HC1、HBr和水蒸气等，降低可燃性气体的浓度和空气中氧的浓度，从而起到防火阻燃作用。本涂料施工方便，涂层附着力强，降低了环境污染并节省了资源。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]实施例1
一种水性防火涂料，原料的各组分的质量份数比为:硅丙