专利名称：一种稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于有机-无机复合材料的制备领域，具体涉及一种稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料的制备方法。
背景技术：
防火涂料随着整个涂料工业正向以下方向发展提高涂膜质量、方便施工、节省资源、节省能源和适应环境。现代涂料常采用粒度不同的填料混合，例如珍珠岩、膨胀蛭石等混合级配，从而增加了研磨成本。稻壳灰作为一种新的隔热保温材料，具有很好的微集料填充效应和火山灰活性，重烧线收缩小，高温导热系数低，自重轻。我国作为产稻大国，稻壳资源丰富，年副产稻壳0.6亿吨，可产约0. Γ0. 24亿吨稻壳灰。稻壳灰的应用，不仅扩大了高性能防火涂料的原料来源，而且可节约研磨成本，同时还可减少因开采使用其他矿物材料作为填料可能导致的环境破坏。现代涂料中常用的粘结剂包括无机粘结剂和有机粘结剂。无机粘结剂的耐候性和耐水性不佳，易脱落、粉化；有机粘结剂虽然性能较好，但一般价格较贵，而且有些有机物燃烧会挥发有毒物质。将碱激发的偏高岭土基地聚物作为粘结剂，弥补了无机粘结剂的不足， 同时还可降低成本，其粘结性能高于常用的硅酸盐等无机粘结剂，且偏高岭土基地聚物本身为耐燃物质。向其中添加少量无毒的聚醋酸乙烯酯乳液，可改善粘结剂的成膜性能和涂层与基材的附着性能。
发明内容
基于环保、降低成本和开发高性能防火涂料的目的，本发明提供一种稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料的制备方法。本发明目的通过以下技术方案来实现
一种稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料的制备方法，其采用稻壳灰、碱激发的偏高岭土基地聚物、聚醋酸乙烯酯乳液混合制得，其中稻壳灰作为填料，质量份数为2(Γ50 份；碱激发的偏高岭土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液复配作为粘结剂，质量份数为2(Γ40 份。上述稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料的制备方法中，所述的稻壳灰是由稻壳在300°C 900°C控制焚烧广3小时生成。上述稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料的制备方法中，所述的粘结剂按以下步骤配制
(1)将高岭土在500°C 900°C高温煅烧广4小时生成偏高岭土；
(2)将NaOH加入水玻璃溶液中，调成模数1.O 1. 6和浓度30% 45%的水玻璃溶液， 再与偏高岭土按2 :4 5 :4质量比混合，制得碱激发的偏高岭土基地聚物；
(3)将碱激发的偏高岭土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液，按质量比5=TlO 1进行复配制得所述粘结剂。上述稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料的制备方法中，所述混合还包括添加多种助剂和特殊添加剂，与所述填料、粘结剂和适量水混合，以1000r/mirT4000r/min的速度高速搅拌0. 5^1小时，待混合物均勻后即得复合防火涂料，其中助剂的质量份数为氢氧化镁(TlO份、钛白粉4、份；特殊添加剂的质量份数为钠基膨润土 0. 5^2份、木质素磺酸钠0. 2^0. 5份、γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 3-1份、木质素纤维(Γ5份。本发明相对于现有技术所具有的效果和优点是
(1)本发明复合防火涂料的原料成本低廉且环保，制备工艺简单，耐火性能优良。(2)本发明复合防火涂料的涂层粘结强度符合《GB9779-88复层建筑涂料》中粘结强度的有关规定，高温后涂层裂纹少，不易脱落。( 3 )本发明复合防火涂料掺加的木质素纤维对于防止常温下涂层开裂具有良好作用，增强了对表面的附着力，且木质素纤维较其它的矿物纤维和聚合物纤维性能稳定且环保。
具体实施例方式实施例1
(1)取283g在500°C控制焚烧2小时的稻壳灰；
(2)取199g在600°C煅烧2h生成的偏高岭土；将20. 2gNa0H加入到IOOg浓度29. 2%、 模数3. 2的水玻璃溶液中，加入29g水，调成浓度30%、模数为1. 0的水玻璃溶液；两者混合加入34. 9g聚醋酸乙烯酯乳液，搅拌150秒，制得有机-无机复配粘结剂；
(3)将71g氢氧化镁，28g钛白粉，3.5g钠基膨润土，3. 5g木质素磺酸钠，3. 5g γ -氨丙基三乙氧基硅烷，与步骤(1)和步骤(2)的产物混合，加入31g水，以lOOOr/min的速度搅拌 0. 5小时，待混合物均勻后即得复合防火涂料。将涂料分层涂于SOmmXSOmmX8mm的石膏板，涂刷时待第一道涂层表干后再涂刷第二道涂层，涂层厚度为7mm。自然晾干后在规定的条件下养护7天，采用垂直燃法进行耐火性能测试。石膏板背面温度达到220°C的时间(涂料的耐燃时间)为83min。试验结束后观察试件受火面涂层，发现复合防火涂料涂层裂纹较少，烧结现象不严重。按照《GB9779-88复层建筑涂料》中标准状态粘结强度试验方法，测得复合防火涂料的粘结强度为1.06MPa。该实测值大于《GB9779-88复层建筑涂料》规定的标准状态下聚合物水泥系复层涂料和硝酸盐系复合涂料的最小粘结强度0. 49 MPa0实施例2:
(1)取371g在650°C控制焚烧3小时的稻壳灰；
(2)取156g在900°C煅烧3h生成的偏高岭土；将15. 3gNaOH加入到IOOg浓度29. 2%、 模数3. 2的水玻璃溶液中，加入2g水，调成浓度35%、模数为1. 2的水玻璃溶液；两者混合加入15g聚醋酸乙烯酯乳液，搅拌150秒，制得有机-无机复配粘结剂；
(3)将66g氢氧化镁、42g钛白粉、4.Ig钠基膨润土、4. Ig木质素磺酸钠、4. IgY-氨丙基三乙氧基硅烷、0. 8g木质素纤维与步骤(1)和步骤(2)的产物混合，加入45g水，以 3000r/min的速度搅拌0. 5小时，待混合物均勻后即得复合防火涂料。将涂料分层涂于SOmmXSOmmX8mm的石膏板，涂刷时待第一道涂层表干后再涂刷第二道涂层，涂层厚度为7mm。自然晾干后在规定的条件下养护7天，采用垂直燃烧法进行耐火性能测试。石膏板背面温度达到220°C的时间(涂料的耐燃时间)为87min。实验结束后观察试件受火面涂层，发现复合防火涂料涂层裂纹较少，烧结现象不严重。按照《GB9779-88复层建筑涂料》中标准状态粘结强度试验方法，测得复合防火涂料的粘结强度为0. 82MPa。该实测值大于《GB9779-88复层建筑涂料》规定的标准状态下聚合物水泥系复层涂料和硝酸盐系复合涂料的最小粘结强度0. 49 MPa0实施例3:
(1)取594g在750°C控制焚烧3小时的稻壳灰；
(2)取146g在800°C煅烧4h生成的偏高岭土；将11. 8gNa0H加入到IOOg浓度29. 2%、 模数3. 2的水玻璃溶液中，蒸发2. 5g水，调成浓度35%、模数为1. 4的水玻璃溶液；两者混合加入42g聚醋酸乙烯酯乳液，搅拌150秒，制得有机-无机复配粘结剂；
(3)将197g氢氧化镁、47.5g钛白粉、4. 7g钠基膨润土、4. 7g木质素磺酸钠、5. 9gY_氨丙基三乙氧基硅烷、5g木质素纤维与步骤(1)和步骤(2)的产物混合，加入36g水，以 3000r/min搅拌0. 5小时，待混合物均勻后即得复合防火涂料。将涂料分层涂于SOmmXSOmmX8mm的石膏板，涂刷时待第一道涂层表干后再涂刷第二道涂层，涂层厚度为7mm。自然晾干后在规定的条件下养护7天，采用垂直燃烧法进行耐火性能测试。石膏板背面温度达到220°C的时间(涂料的耐火极限)为76min。实验结束后观察试件受火面涂层，发现复合防火涂料涂层裂纹较少，烧结现象不严重。按照《GB9779-88复层建筑涂料》中标准状态粘结强度试验方法，测得复合防火涂料的粘结强度为0. QlMPa0该实测值大于《GB9779-88复层建筑涂料》规定的标准状态下聚合物水泥系复层涂料和硝酸盐系复合涂料的最小粘结强度0. 49 MPa0
权利要求
1.一种稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料的制备方法，其特征在于采用稻壳灰、碱激发的偏高岭土基地聚物、聚醋酸乙烯酯乳液混合制得，其中稻壳灰作为填料，质量份数为2(Γ50份；碱激发的偏高岭土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液复配作为粘结剂，质量份数为20 40份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的稻壳灰是由稻壳在300°C 900°C控制焚烧广3小时生成。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的粘结剂按以下步骤配制(1)将高岭土在500°C 900°C高温煅烧广4小时生成偏高岭土；(2)将NaOH加入水玻璃溶液中，调成模数1.0 1. 6和浓度30% 45%的水玻璃溶液， 再与偏高岭土按2 :4 5 :4质量比混合，制得碱激发的偏高岭土基地聚物；(3)将碱激发的偏高岭土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液，按质量比5=TlO 1进行复配制得所述粘结剂。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合还包括添加多种助剂和特殊添加剂，与所述填料、粘结剂和适量水混合，以1000r/mirT4000r/min的速度高速搅拌 0. 5^1小时，待混合物均勻后即得复合防火涂料，其中助剂的质量份数为氢氧化镁(TlO 份、钛白粉4、份；特殊添加剂的质量份数为钠基膨润土 0. 5^2份、木质素磺酸钠0. 2^0. 5 份、Y “氨丙基三乙氧基硅烷0. 3-1份、木质素纤维(Γ5份。
5.由权利要求1所述制备方法制得的稻壳灰和偏高岭土基地聚物复合防火涂料。
全文摘要
本发明公开了一种稻壳灰与偏高岭土基地聚物复合防火涂料及其制备方法，涂料主要由稻壳灰、碱激发的偏高岭土基地聚物组成。所述制备方法包括将稻壳灰作为填料，质量份数为20~50份；用碱激发的偏高岭土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液复配粘结剂，质量份数为20~40份；添加其他的助剂和特殊添加剂混合制得，助剂和特殊添加剂的质量份数为氢氧化镁0~10份、钛白粉4-8份、钠基膨润土0.5~2份、木质素磺酸钠0.2~0.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.3-1份、木质素纤维0~5份。本发明原料成本低廉且环保，制备工艺简单，产品粘结强度和耐火性能优良。
文档编号C04B28/00GK102320782SQ201110143599
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者吴波, 段静 申请人:华南理工大学