本发明属于涂料制备技术领域，尤其涉及一种耐低温的防火涂料及其制备方法。
背景技术：
目前，石油化工生产、管道、储存设备火灾风险大、防火要求高，并且时常低温存储一些物质，而这些设备一旦发生泄漏事故，则低温介质将瞬间充满设备表面，其所涂防火涂料能否有效保护所涂设备表面，提高其耐火极限，将直接影响事故救援时初期灾情控制的有效性，从而避免灾难性事故的发生，最大限度地保护人身和财产安全。但是，现有的防火涂料存在遇到低温油品介质时，其粘结力易受到影响，若因粘结力不够而发生设备外防火涂料的整体脱落和破坏等问题，将直接影响涂料的防火性能。
cn201310245272.3公开了一种膨胀型防火涂料，该专利利用树脂和催化剂、成炭剂、阻燃剂、发泡剂结合，从而提高其涂料的低温可固化性能；cn201410216328.7公开了一种新型隧道防火涂料，该专利利用水玻璃和硅酸盐材料结合，使其满足防火要求的同时，也满足耐低温要求；cn201611244576.8公开了一种弹性防火涂料及其制备方法，该专利利用环氧树脂和固化剂结合，制备出低温固化的防火涂料；虽然树脂类防火涂料在低温下，其固化性能均得到了改善，但是使用范围均没有特指石化领域，因此无法验证其在某些石化领域低温存储介质的需求，以及遇到低温石油化工类介质后的粘结力和吸附力也有待考证。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：为了将具有耐低温防火性能的涂料应用到石化领域，提供了一种耐低温抗冻防火涂料，使其在瞬间接触低温石油类介质时不仅具有良好的耐低温特性，而且其防火阻燃性、粘结性不受影响，使其能够在石油化工行业存储低温介质的场所接触、频繁使用而不变质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐低温防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：10～15份、双氰胺：15～20份、环氧树脂(环氧树脂为耐低温环氧树脂)：10～15份、亚硝酸钠：10～15份、立德粉：2～5份、滑石粉：5～10份、二丙酮醇：20～30份、防沉剂：2～5份。
进一步地，所述防沉剂为：聚乙烯蜡或超细二氧化硅。
进一步地，所述氯化镁溶液的质量浓度为：25％～30％。
本发明还提供了一种耐低温防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将配制好的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入双氰胺，静置3h～5h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和防沉剂按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇溶剂后搅拌均匀，然后慢慢加入步骤(1)所得混合溶液中，在2000转/分下搅拌50min～60min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
本发明方法在制备耐低温防火涂料的过程中，由于氯化镁溶液在加热煮沸过程中，h离子浓度升高与cl离子结合生成hcl，挥发掉，剩下mg2+和oh-水解结合生成阻燃剂氢氧化镁，再添加一定量的具有发泡剂和固化剂双重功能的双氰胺，使涂料遇火时，双氰胺遇火分解产生氨气，分解产生的氨气能够稀释可燃气体的浓度，并且使涂料膨胀，涂料膨胀后经高温碳化形成的蜂窝状隔热层，结合氯化镁水解产生的氢氧化镁，使得涂料具有很好的防火阻燃效果。另外，遇火时涂料在具有防火阻燃效果的同时，加入的双氰胺组分发挥其固化剂的作用使涂层的粘结力更强，使其不易受环境的影响；加入的减水剂亚硝酸钠与耐低温环氧树脂的配合使用，能有效脱水，能够显著提升涂料在低温操作环境下的抗冻效果，从而进一步提高涂料的耐低温特性。并且，本品还添加具有较好的遮盖力、耐碱性和流动性的立德粉，使得涂料的粘结力更强，更不易受环境影响，有助于延长涂料的使用寿命。
本发明还提供了耐低温防火涂料的应用，该涂料用于石油化工行业存储低温介质的场所。
本发明的有益效果是：本发明配方设计合理，工艺操作简便，通过加热氯化镁溶液形成具有阻燃效果的氢氧化镁，然后在具有发泡剂和固化剂双重功能的双氰胺的协同作用下，能够显著提高涂料遇火时的防火阻燃效果，同时还提高了涂层的粘结力，保证其不受环境的影响；加入亚硝酸钠与耐低温环氧树脂配合使用，能有效提升低温操作环境下涂料的抗冻效果，从而进一步提高涂料的耐低温特性；加入立德粉，使得涂料的粘结力更强，有助于延长涂料在石化领域内的使用寿命。
本发明制得的耐低温抗冻防火涂料防火隔热性能好，具有优异的耐低温性和阻燃性等优点，并且材料价格低廉、容易获得，涂料制作过程方便；将涂有本发明制备的耐低温抗冻防火涂料的钢板上均匀涂抹厚度为1mm的蓖麻油24h后，置于温度为-50±2℃，湿度为50～55％的控制室中48小时后，把小钢板取出，观察到涂料表面没有发生因过冷、潮湿而导致的起皮、隆起和脱落现象；另外，再经氧炔火焰燃烧试验，10分钟未燃；经过低温试验后的涂料，其涂层耐火性能仍能满足防火要求，因此本发明具有较好的耐低温防火性能。
具体实施方式
现对具体实施方式作进一步描述。
实施例1：
一种耐低温防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：10份、双氰胺：15份、环氧树脂：15份、亚硝酸钠：15份、立德粉：5份、滑石粉：5份、二丙酮醇：30份、防沉剂聚乙烯蜡：5份。
一种耐低温防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将配制好的质量浓度为25％的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入双氰胺，静置3h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和聚乙烯蜡按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入到步骤(1)所得混合溶液中，在2000转/分下搅拌50min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
实施例2
一种耐低温防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：15份、双氰胺：20份、环氧树脂：10份、亚硝酸钠：10份、立德粉：5份、滑石粉：10份、二丙酮醇：25份、防沉剂聚乙烯蜡：5份。
一种耐低温防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将配制好的质量浓度为25％的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入双氰胺，静置3h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和聚乙烯蜡按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入到步骤(1)所得混合溶液中，在2000转/分下搅拌50min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
实施例3
一种耐低温防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：15份、双氰胺：15份、环氧树脂：15份、亚硝酸钠：10份、立德粉：2份、滑石粉：8份、二丙酮醇：30份、防沉剂聚乙烯蜡：5份。
一种耐低温防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将配制好的质量浓度为25％的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入双氰胺，静置3.5h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和聚乙烯蜡按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入步骤(1)所得混合溶液中，在2000转/分下搅拌50min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
实施例4
一种耐低温防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：10份、双氰胺：15份、环氧树脂：15份、亚硝酸钠：15份、立德粉：5份、滑石粉：5份、二丙酮醇：30份、防沉剂超细二氧化硅：5份。
一种耐低温防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将配制好的质量浓度为30％的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入双氰胺，静置4h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和超细二氧化硅按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入步骤(1)所得混合溶液中，在2000转/分下搅拌60min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
实施例5
一种耐低温防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：15份、双氰胺：20份、环氧树脂：10份、亚硝酸钠：10份、立德粉：5份、滑石粉：10份、二丙酮醇：25份、防沉剂超细二氧化硅：5份。
一种耐低温防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将配制好的质量浓度为30％的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入双氰胺，静置3h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和超细二氧化硅按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入到步骤(1)所得混合溶液中，在2000转/分下搅拌50min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
实施例6
一种耐低温防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：15份、双氰胺：15份、环氧树脂：15份、亚硝酸钠：10份、立德粉：2份、滑石粉：8份、二丙酮醇：30份、防沉剂超细二氧化硅：5份。
一种耐低温防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将配制好的质量浓度为30％的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入双氰胺，静置5h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和超细二氧化硅按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入步骤(1)所得混合溶液中，在2000转/分下搅拌60min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
将涂有上述实施例1～实施例4制备得到的任意一种耐低温抗冻防火涂料的钢板上均匀涂抹1mm的蓖麻油24h后，置于温度为-50±2℃，湿度为50～55％的控制室中48小时后，把小钢板取出，观察到涂料表面没有发生因过冷、潮湿而导致的起皮、隆起和脱落现象；再经氧炔火焰燃烧试验，10分钟未燃；经过低温试验后的涂料，其涂层耐火性能仍能满足防火要求，因此本发明得到的耐低温防火涂料具有较好的耐低温防火性能。
对比实施例1
一种耐低温的防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：15份、环氧树脂：15份、双氰胺：20份、立德粉：5份、滑石粉：10份、二丙酮醇：30份、防沉剂超细二氧化硅：5份。
制备步骤：
(1)将配制好的质量浓度为30％的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入双氰胺，静置5h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、立德粉、滑石粉和超细二氧化硅按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入步骤(1)所得溶液中，在2000转/分下搅拌60min，分散搅匀，即得防火涂料。
将涂有该对比实施例制备得到的防火涂料的钢板上均匀涂抹1mm蓖麻油24h后，置于温度为-50±2℃，湿度为50～55％的控制室中48小时后，把小钢板取出，观察到涂料表面发生因过冷、潮湿而导致起皮、隆起和脱落现象；再经氧炔火焰燃烧试验，10分钟未燃；因此，未添加亚硝酸钠的防火涂料虽然具有很好的防火阻燃效果，但是在耐低温性能方面，效果不明显。
对比实施例2
一种耐低温的防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：15份、环氧树脂：15份、丁醛肟：15份、亚硝酸钠：10份、立德粉：2份、滑石粉：8份、二丙酮醇：30份、防沉剂超细二氧化硅：5份。
一种耐低温防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将配制好的质量浓度为30％的氯化镁溶液加热煮沸后，冷却到室温再加入丁醛肟，静置5h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和超细二氧化硅按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入步骤(1)所得溶液中，在2000转/分下搅拌60min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
将涂有该对比实施例制备得到的耐低温抗冻防火涂料的钢板上均匀涂抹1mm蓖麻油24h后，置于温度为-50±2℃，湿度为50～55％的控制室中48小时后，把小钢板取出，观察到涂料表面未因过冷、潮湿而导致起皮、隆起和脱落现象；再经氧炔火焰燃烧试验，6分钟未燃；说明经过低温试验后的涂料，将双氰胺换成丁醛肟得到的耐低温防火阻燃涂料的耐火性能有明显下降。
对比实施例3
一种耐低温防火涂料，包含有以下重量份的原料：氯化镁溶液：15份、环氧树脂：15份、双氰胺：15份、亚硝酸钠：10份、立德粉：2份、滑石粉：8份、二丙酮醇：30份、防沉剂超细二氧化硅：5份。
制备步骤：
(1)在配制好的质量浓度为30％的氯化镁溶液中，加入双氰胺，静置5h，得混合溶液；
(2)将环氧树脂、亚硝酸钠、立德粉、滑石粉和超细二氧化硅按比例充分研磨混合均匀，过200目筛，加入二丙酮醇后搅拌均匀，然后慢慢加入步骤(1)所得混合溶液中，在2000转/分下搅拌60min，分散搅匀，即得耐低温防火涂料。
将涂有该对比实施例制备得到的耐低温抗冻防火涂料的钢板上均匀涂抹1mm蓖麻油24h后，置于温度为-50±2℃，湿度为50～55％的控制室中48小时后，把小钢板取出，观察到涂料表面未因过冷、潮湿而导致起皮、隆起和脱落现象；再经氧炔火焰燃烧试验，2分钟未燃；涂料制备过程中没有采取对氯化镁溶液煮沸的工艺，显著的影响了涂料的防火性能。
实施例和对比实施例所述涂料的性能指标如表1所示。
表1涂料性能指标
本发明各实施例中加入亚硝酸钠后，抗低温性能明显优于对比例1，这是因为亚硝酸钠与耐低温环氧树脂配合使用能有效减水，能够有效提高涂料的耐低温性能；
各实施例中加入具有发泡剂和固化剂双重效果的双氰胺后，涂料的耐油性能明显优于对比例2，因为双氰胺能在高温作用下使防火涂料膨胀后碳化形成蜂窝状隔热层，配合氯化镁加热得到的氢氧化镁能够明显提到涂料的防火性能，同时由于其具有固化性能能够明显提到涂料的粘结力，从而有效的改善了涂料的耐油性；
各实施例制作工艺步骤中添加煮沸工艺后，其耐油性和耐低温性能明显优于对比例3，因为煮沸的过程中氯化镁能够转化成氢氧化镁，同时，冷却到室温在加入双氰胺，避免双氰胺因高温而分解，有利于双氰胺在遇火过程中发泡和固化作用的发挥。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。