专利名称：：高耐候性的环保水性电缆防火涂料及制备工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种水性电缆防火涂料及制备工艺，属于涂料
技术领域：
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背景技术：
：电是当代社会的主要能源，电力输送离不开电线电缆，由于电线电缆的护套和绝缘层一般都是由塑料或橡胶材料制成的，具有易燃性，因此当电缆在过载、短路、局部过热等故障状态或外热作用下，就会引发火灾事故，因此在电缆密集的场所，存在巨大的火灾隐患，当火灾一旦发生，火势将顺着电缆的延燃而蔓延，从而造成重大经济损失。电缆防火涂料的作用机理就是涂膜遇火时膨胀发泡，生成碳质泡沫隔热层，封闭被保护的电缆，阻止火焰的蔓延，防止火灾的发生和扩大。目前国内使用的电缆防火涂料主要是溶剂型的电缆防火涂料，市场占有率在95%以上，它的缺点主要在以下几个方面1、涂料的固含量低，只有50%，也就是说50%的有机溶剂会完全挥发掉，一方面污染大气环境，另一方面在生产和施工过程中严重危害涂料制备工人和施工人员的身体健康；2、尤其是在电缆竖井、电缆沟、电缆隧道等空间狭窄或通风条件差的场合施工作业过程中，由于通风不好，施工人员很难连续施工，因此会影响工程的施工进度；对人体而言具有更深程度的伤害；3、由于溶剂易燃，在施工阶段和涂料干燥期间的火灾隐患相当大，而高温施工作业时加剧了火灾隐患的严重性，只有防火涂料处于完全干燥的情况下，才不具备火灾隐患；有鉴于此，为克服溶剂型电缆防火涂料的种种不足，一些科研机构和企业着力开发水性电缆防火涂料，但由于存在以下技术问题在业界得不到推广应用1)涂料的耐水性和耐油性差，在潮湿环境中施工或施工过程中涂料遇油易导致涂层开裂；2)由于涂料的防火阻燃体系比例较大，以及颜基比高，导致涂料的耐候性差；3)普通聚磷酸铵(晶体I型)的聚合度低，微溶于水，PH值低，影响涂料成膜，尤其导致防火性能变差和防火性能的衰减；4)涂料固含量低，施工效率低，影响工程进度。
发明内容本发明的目的是提供一种防火性能和防火耐久性好、耐候性优异、耐水性耐油性好且施工条件不受限制的无有机溶剂挥发的经优化的组分配比的水性电缆防火涂料。本发明还要解决这种防火涂料的制备工艺。为达成上述目的，本发明是这样实现的高耐候性的环保水性电缆防火涂料，配方组份包括丙烯酸酯弹性乳液、含氯量70%的氯化石蜡、季戊四醇或双季戊四醇、三聚氰胺、钛白粉、消泡剂和成膜助剂，其中配方组份还包括，聚磷酸铵(晶体n型，n>500)、三氧化二锑、氟碳表面活性剂和钛酸酯偶联剂。本发明的涂料组成采用基料为丙烯酸酯弹性乳液为主要成膜物质，掺入高聚合度聚磷酸铵，成膜效果好，抗水性好，特别是选择了70#氯化石蜡和三氧化二锑作为协同阻燃剂，大幅提升了防火性能，颜料和基料的配比低，以及优化了阻燃体系的配伍，涂料具有耐候性，其中，阻燃体系为高聚合度聚磷酸铵(晶体n型，n〉500)、季戊四醇或双季戊四醇和三聚氰胺，特别是选择了氟碳表面活性剂，涂料具有耐油性，还提高了其耐水、耐候性，以及采用钛酸酯偶联剂，使得颜料、基料和电缆基材的结合牢度好，涂料的耐候性再上一层楼。具体组份按重量百分比计为7jC10%—25%;丙烯酸酯弹性乳液18%—30%;含氯量70°/。的氯化石蜡3%—8%;聚磷酸铵(晶体II型，n>500)14%—24%;季戊四醇或双季戊四醇12%—20%;三聚氰胺6%—10%;钛白粉1%—5%;三氧化二锑4%—8%;氟碳表面活性剂0.05%—1%;钛酸酯偶联剂0.5%—4%;澇淑y0.5%—1.5%;成膜助剂1%—4%。作为优选，上述晶体II型聚磷酸铵，n=1000。本发明的的制备工艺包括以下步骤第一步为分散按配方称取丙烯酸酯弹性乳液、氟碳表面活性剂、钛酸酯偶联剂、成膜助剂、部分消泡剂和部分水，倒入配料缸内，由分散搅拌机进行搅拌，搅拌速度控制在300转/分一500转/分，搅拌时间为5分钟，然后将搅拌速度提高至800转/分，按配方加入经计量的含氯量70%的氯化石蜡、聚磷酸铵(晶体n型，n=1000)，季戊四醇或双季戊四醇、三聚氰胺、钛白粉和三氧化二锑，搅拌时间5分钟，直至成粘糊状的均匀桨料。第二步为碾磨将桨料加入研磨机中进行研磨，研磨后桨料的细度控制在《90拜。第三步为分散符合细度的桨料转移至分散桶中，在搅拌状态下加入剩余的消泡剂，加水调节涂料半成品的稠度，搅拌均匀后得本发明成品。本发明具有如下优点和有益效果1、本发明采用晶体II型的聚磷酸铵，n>500，优选是11=1000，它不溶于水，PH值接近中性，涂料成膜好，由它与季戊四醇或双季戊四醇及三聚氰胺这三种成份组成的阻燃体系的涂料，在受热膨胀发泡过程中获得的碳化层具有质地密实、导热系数低，防火性能佳的特点，同时还大大提高了防火耐久性。2、本发明采用三氧化二锑与70#氯化石蜡协同阻燃剂，70#氯化石蜡有碳核作用，它受热分解放出HCL气体与Sb203发生化学反应生成SbCl3，SbCl3由固体直接升华成的气体覆盖在电缆表层，起到大大稀释了氧气浓度的作用，极大地降低燃烧反应的速度，同时，由于这个过程消耗环境中大量的热量，阻止了火焰的热量传递，所以使用Sb203极大地提高了电缆防火涂料的防火性能。3、本发明使用绿色环保的水作为溶剂，降低了成本，且本发明固含量高，一方面在制备或施工时由于剔除了有机溶剂而不污染环境和不再有损作业人员的健康，具有减排、绿色环保的社会效益，另一方面由于涂料固含量高，施工效率高。4、本发明采用了氟碳表面活性剂，它以化学成键的方式与涂层交联固化，结合牢固，效果持久，涂料的耐候性优异，同时，也极大地提高了涂层的耐水和耐油性，众所周知，氟碳键是己知键能最高的共价键，所以它具有极高的稳定性，所以它很难被破坏，另一方面，氟原子对碳一碳键(C"C)具有屏蔽保护作用，减少碳一碳键(C"C)，被破坏的可能，使涂层具有更好的耐候性，同时氟碳链的极性又很低，正是这种低极性，使氟碳链疏水作用远比碳氢链强烈，而且也具有极佳的疏油作用，能使涂料在潮湿环境或电缆基材有油污的情况下还能正常作业，涂层不会产生开裂、脱落等现象。5、本发明采用了钛酸酯偶联剂，它的一端亲水性和另一端亲油性，能把涂料中的基料粘结剂和防火助剂象桥一样连接起来，使涂料的基料和颜料以及涂料和电缆基材的结合更牢固，提高了电缆防火涂料的耐候性。6、本发明采用了丙烯酸酯弹性乳液作为基料粘结剂，能使涂膜干燥后有弹性，抗弯性优异，不影响涂覆涂料后的电缆检修移动的需要。7、本发明的水性电缆防火涂料对电缆防火的阻燃功能是从对电缆进行涂覆施工时就开始实现，而溶剂型电缆防火涂料则要等涂层完全干燥后才会对电缆起防火阻燃作用。本发明高耐候性的环保水性电缆防火涂料技术性能见表1:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>具体实施例方式下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。本发明高耐候性的环保水性电缆防火涂料各实施例的配方如下:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以上6个实施例的制备工艺相同，具体步骤如下-第一歩是按表2的用量，先将50%的水，丙烯酸酯弹性乳液，钛酸酯偶联剂，成膜助剂(十二碳醇酯)，氟碳表面活性剂，50%的消泡剂加入配料缸中，通过分散搅拌机在400转/分速度下进行搅拌5分钟，然后将搅拌速度提高至800转/分，再按表2所述的重量份数加入70#氯化石蜡，聚磷酸铵(晶体n型，n-1000)、季戊四醇、三聚氰胺、钛白粉、三氧化二锑，继续搅拌5分钟，直至成粘糊状的均匀桨料。第二步是将搅拌好的浆料送至三辊机上研磨二次，研磨完毕的桨料经三辊机的出料口汇集到集料桶，用细度刮板计检测桨料的细度符合《90Pm。第三步是将符合细度的桨料加入分散料桶中，用高速分散机搅拌，并在搅拌状态下加入剩余的消泡剂，加水调节稠粘度，均匀搅拌5分钟，即得高耐候性的环保水性电缆防火涂料成品，然后通过管道过滤器过滤后灌装为成品。权利要求1、高耐候性的环保水性电缆防火涂料，配方组份包括丙烯酸酯弹性乳液、含氯量70％的氯化石蜡、季戊四醇或双季戊四醇、三聚氰胺、钛白粉、消泡剂和成膜助剂，其特征在于配方组份还包括高聚合度聚磷酸铵、三氧化二锑、氟碳表面活性剂和钛酸酯偶联剂，具体组份按重量百分比计为水10％-25％；丙烯酸酯弹性乳液18％-30％；含氯量70％的氯化石蜡3％-8％；高聚合度聚磷酸铵(晶体II型，n＞500)14％-24％；季戊四醇或双季戊四醇12％-20％；三聚氰胺6％-10％；钛白粉1％-5％；三氧化二锑4％-8％；氟碳表面活性剂0.05％-1％；钛酸酯偶联剂0.5％-4％；消泡剂0.5％-1.5％；成膜助剂1％-4％。2、如权利要求1所述的高耐候性的环保水性电缆防火涂料，其特征在于所述晶体II型高聚合度聚磷酸铵，n=1000。3、制备权利要求1所述的高耐候性的环保水性电缆防火涂料的工艺，其特征是包括以下歩骤-(1)分散按配方称取丙烯酸酯弹性乳液、氟碳表面活性剂、钛酸酯偶联剂、成膜助剂、部分消泡剂和部分水，倒入配料缸内，由分散搅拌机进行搅拌，搅拌速度控制在300转/分一500转/分，搅拌时间为5分钟，然后将搅拌速度提高至800转/分，按配方加入经计量的含氯量70%的氯化石蜡、高聚合度聚磷酸铵、季戊四醇或双季戊四醇、三聚氰胺、钛白粉和三氧化二锑，搅拌时间5分钟，直至成粘糊状的均匀桨料；(2)碾磨将桨料加入研磨机中进行研磨，研磨后桨料的细度控制在小于或等于90nm;(3)分散符合细度的桨料转移至分散桶中，在搅拌状态下加入剩余的消泡剂，加水调节半成品的稠度，搅拌均匀5分钟后得本发明成品。全文摘要本发明公开了一种高耐候性的环保水性电缆防火涂料及制备工艺，属于涂料
技术领域：
。采用基料为丙烯酸酯弹性乳液为主要成膜物质，掺入高聚合度聚磷酸铵，成膜效果好，抗水性好，特别是选择了70#氯化石蜡和三氧化二锑作为协同阻燃剂，大幅提升了防火性能，颜料和基料的配比低，以及优化了阻燃体系的配伍，涂料具有耐候性，而选择氟碳表面活性剂，涂料具有耐油性，还提高了其耐水、耐候性，以及采用钛酸酯偶联剂，提高了颜料、基料和电缆基材的结合牢度，涂料的耐候性再上一层楼。用绿色环保的水作为溶剂，降低了成本，制备或施工时由于剔除了有机溶剂而不污染环境和不再有损作业人员的健康。文档编号C09D133/04GK101597454SQ20091010016公开日2009年12月9日申请日期2009年6月25日优先权日2009年6月25日发明者斌宋,应向东,张红斌申请人:裘陆军