[发明专利]高耐候性的环保水性电缆防火涂料及制备工艺

说明书

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。

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II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II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：

水  10％-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％；

消泡剂  0.5％-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-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II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。