一种耐火涂料及其制备方法与流程

文档序号:35908927发布日期:2023-10-29 08:02阅读:30来源:国知局

本发明涉及耐火涂料,具体为一种耐火涂料及其制备方法。


背景技术:

1、由于材料阻燃性能被广泛要求于各行各业,市面上各种阻燃剂层出不穷,其阻燃机理可分为以下几种:

2、1、吸热作用:在高温条件下,阻燃剂发生了强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效抑制了可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延;

3、2、覆盖作用:在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而达到阻燃的目的;

4、3、抑制链反应:根据燃烧的链反应理论,维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止;

5、4、不燃气体窒息作用:阻燃剂受热时分解出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区的氧浓度具有稀释作用,阻止燃烧的继续进行,达到阻燃的作用。

6、国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主,无机阻燃剂生产和消费量还较少。有机阻燃剂大量是卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。虽然这些具有相比于其他阻燃剂具有高效性,但是其对人和环境的危害也是不可忽视的。环保问题也是限制这些进一步发展的强大阻力,无卤、低烟、低毒阻燃剂一直是人们追求的目标,近年来人们对阻燃剂无卤化开发表现出很高的热情,投入了很大的力量,并取得了可观的成果,但其成分复杂,制备工艺复杂,造成成本高,需要改进。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐火涂料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种耐火涂料及其制备方法,由以下重量份的原料制成:100-120份基料、15-20份胶结料、固化剂5-10份、分散剂3-5份、发泡剂3-6份和耐火骨料50-70份。

3、更进一步的,所述基料包括10-15份膨胀蛭石、3-5份草木灰、4-5份矿棉、4-6份硅酸铝纤维、5-10份粘结树脂组成;

4、基料的制作方法为:

5、根据配方比例称取相应重量份的膨胀蛭石、草木灰、矿棉和硅酸铝纤维,将其加入研磨机中进行研磨,研磨1-2小时后通过80-140目的筛板进行筛分过滤;

6、将过滤得到的颗粒加入到搅拌机中,并加入粘结树脂,在150-200摄氏度的温度下搅拌0.5-1小时,搅拌完成后冷却至室温,得到粘合物;

7、最后将粘合物送至烘干机中进行烘干,烘干温度为200-250摄氏度,烘干时间为0.5-0.8小时,将烘干后的物料放入球磨机中进行研磨,研磨1-1.5小时后,通过80-140目的筛板进行筛分过滤,得到基料。

8、更进一步的,所述粘结树脂的制作方法为:将10-15份二苯醚甲醛树脂、4-6份甲基丙烯酸甲酯、5-8份间二甲苯和2-4份空心玻璃微珠加入高速混合机内,在加热温度为150-180摄氏度时进行搅拌,搅拌时间为30-50分钟,然后冷却至室温得到粘结树脂。

9、更进一步的,所述发泡剂选自发泡剂h(n.n’-二亚硝基五次甲基四胺)、ac(偶氮二甲酰胺)、obsh(二苯磺酰肼醚)、tsh(对甲苯磺酰肼)中的一种。

10、更进一步的,所述固化剂为正硅酸乙酯与无水乙醇以质量比为(2-3):1混合而成。

11、更进一步的,所述分散剂的制作方法为:

12、在烧瓶a中加入5-6份亚硫酸氢钠和30-40份蒸馏水,搅拌至完全溶解,油浴加热并使温度保持在60-70摄氏度,在烧瓶b中加入1-2份过硫酸钾、10-15份甲基丙烯酸和30-40份蒸馏水,常温下进行溶解;

13、将烧瓶b中的液体加入到烧瓶a中,搅拌20-30分钟,当混合液冷却至常温时,加入1-3份30%的氢氧化钠溶液,使混合液ph=9-11;

14、最后将中和液经减压蒸馏,得到分散剂。

15、更进一步的,所述胶结料为碳酸镁。

16、更进一步的,所述耐火骨料的制作方法为:

17、将20-30份膨胀珍珠岩放入敞口搅拌器中,启动敞口搅拌器,通过搅拌桨对膨胀珍珠岩进行搅拌,然后将敞口搅拌器放置到真空箱中,最后将真空箱抽至真空;

18、向真空箱中通入二氧化碳,直至真空箱中的气压为20-30mpa,保压2-3小时;

19、通过物料注入管向敞口搅拌器中加入10-15份热塑性丙烯酸树脂和树脂固化剂,搅拌10-15分钟,将真空箱进行泄压,取出混合料,将混合料放置在常温下直至混合料固化;

20、常温下通过研磨机对固化后的混合料进行研磨,研磨1-2小时后通过80-140目的筛板进行筛分,筛分得到物料即为耐火骨料。

21、该耐火涂料的制备方法,包括如下步骤:

22、步骤一:按照所述质量份分别称取筛分后的基料、胶结料和耐火骨料;

23、步骤二:向搅拌器中依次加入上述原料,在60-80摄氏度的温度下进行搅拌,搅拌时间为1-2小时;

24、步骤三:按照所述质量份分别称取固化剂和分散剂,将上述乳液放入到液体搅拌器中进行搅拌,搅拌时的温度为60-80摄氏度,搅拌时间为1-2小时;

25、步骤四:将步骤三得到的乳液加入步骤一中的搅拌器中,在40-50摄氏度下搅拌1-2小时,然后加入发泡剂搅拌均匀,冷却至室温,过100目筛板,得到耐火涂料。

26、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

27、该耐火涂料,在耐火涂料中添加了胶结料、发泡剂和耐火骨料,胶结料高温可分解出二氧化碳,并且耐火骨料的蜂窝腔中填充有不燃的二氧化碳气体,并通过热塑性丙烯酸树脂进行封堵,当高温时,热塑性丙烯酸树脂融化,耐火骨料中的二氧化碳将会溢出,从而稀释燃烧气体,起到一定的阻燃效果,制备工艺简单,并且环保无污染。

28、该耐火涂料还添加了设定配方的分散剂,分散剂的使用使固态物料分散更加均匀,有效提高了该耐火涂料涂覆后的美观性。

29、实施方式

30、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,本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。

31、实施例

32、由以下重量份的原料制成:110份基料、18份胶结料、固化剂8份、分散剂4份、发泡剂5份和耐火骨料65份,发泡剂选自发泡剂h(n.n’-二亚硝基五次甲基四胺)、ac(偶氮二甲酰胺)、obsh(二苯磺酰肼醚)、tsh(对甲苯磺酰肼)中的一种,其中,发泡剂优选为obsh(二苯磺酰肼醚)。

33、为提高本耐火涂料的阻燃性能,胶结料为碳酸镁,需要知道的是,该碳酸镁的含水率为0%,其在560摄氏度左右分解为二氧化碳。

34、其中,基料包括12份膨胀蛭石、4份草木灰、4份矿棉、4份硅酸铝纤维、8份粘结树脂组成;

35、进一步的,基料的制作方法为:

36、根据配方比例称取相应重量份的膨胀蛭石、草木灰、矿棉和硅酸铝纤维,将其加入研磨机中进行研磨,研磨1.5小时后通过120目的筛板进行筛分过滤;

37、将过滤得到的颗粒加入到搅拌机中,并加入粘结树脂,在180摄氏度的温度下搅拌0.8小时,搅拌完成后冷却至室温,得到粘合物;

38、最后将粘合物送至烘干机中进行烘干,烘干温度为220摄氏度,烘干时间为0.6小时,将烘干后的物料放入球磨机中进行研磨,研磨1.2小时后,通过120目的筛板进行筛分过滤,得到基料。

39、其中,粘结树脂的制作方法为:将11份二苯醚甲醛树脂、5份甲基丙烯酸甲酯、6份间二甲苯和3份空心玻璃微珠加入高速混合机内,在加热温度为160摄氏度时进行搅拌,搅拌时间为40分钟,然后冷却至室温得到粘结树脂。

40、其中,固化剂为正硅酸乙酯与无水乙醇以质量比为2:1混合而成。

41、需要知道的是,分散剂的制作方法为:

42、在烧瓶a中加入5份亚硫酸氢钠和35份蒸馏水,搅拌至完全溶解,油浴加热并使温度保持在65摄氏度,在烧瓶b中加入1份过硫酸钾、12份甲基丙烯酸和35份蒸馏水,常温下进行溶解;

43、将烧瓶b中的液体加入到烧瓶a中,搅拌25分钟,当混合液冷却至常温时,加入2份30%的氢氧化钠溶液,使混合液ph=10;

44、最后将中和液经减压蒸馏,得到分散剂。

45、为保证该方案的顺利实施,需要明白的是,耐火骨料的制作方法为:

46、将25份膨胀珍珠岩放入敞口搅拌器中,启动敞口搅拌器,通过搅拌桨对膨胀珍珠岩进行搅拌,然后将敞口搅拌器放置到真空箱中,最后将真空箱抽至真空;

47、向真空箱中通入二氧化碳,直至真空箱中的气压为25mpa,保压2.5小时;

48、通过物料注入管向敞口搅拌器中加入12份热塑性丙烯酸树脂和树脂固化剂,搅拌12分钟,将真空箱进行泄压,取出混合料,将混合料放置在常温下直至混合料固化;

49、常温下通过研磨机对固化后的混合料进行研磨,研磨1.5小时后通过100目的筛板进行筛分,筛分得到物料即为耐火骨料。

50、该耐火涂料的制备方法,包括如下步骤:

51、步骤一:按照质量份分别称取筛分后的基料、胶结料和耐火骨料;

52、步骤二:向搅拌器中依次加入上述原料,在70摄氏度的温度下进行搅拌,搅拌时间为1.5小时;

53、步骤三:按照质量份分别称取固化剂和分散剂,将上述乳液放入到液体搅拌器中进行搅拌,搅拌时的温度为70摄氏度,搅拌时间为1.5小时;

54、步骤四:将步骤三得到的乳液加入步骤一中的搅拌器中,在45摄氏度下搅拌1小时,然后加入发泡剂搅拌均匀,冷却至室温,过100目筛板,得到耐火涂料。

55、制得耐火涂料a。

56、实施例

57、在实施例一的涂料配方中,去除胶结料。通过耐火涂料的制备方法制得耐火涂料b。

58、实施例

59、在实施例一的涂料配方中,去除耐火骨料。通过耐火涂料的制备方法制得耐火涂料c。

60、实施例

61、在实施例一的涂料配方中,去除胶结料和耐火骨料。通过耐火涂料的制备方法制得耐火涂料d。

62、将上述所得到的耐火涂料涂覆在规格一致的木板上,涂覆厚度为5mm,然后将木板放置在燃烧箱中,通过燃烧器对木板进行燃烧,外焰距离木板的底端面距离1cm,得到燃烧数据。

63、表一

64、 项目 木板耐火极限时间(min) 耐火涂料a 30 耐火涂料b 20 耐火涂料c 25 耐火涂料d 10

65、可以得出,通过胶结料和耐火骨料的添加,可以有效的提高木板的耐火时间。

66、尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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