[发明专利]一种水性丙烯酸酯防火涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工涂料及其合成技术领域，具体涉及一种水性丙烯酸酯防火涂料及其制备方法。

背景技术

防火涂料属于特种功能涂料，涂覆于基材表面，可有效提高材料耐火能力，减缓火焰蔓延速度，或在一定时间内隔离火源，延长基材着火时间，已广泛应用于公用建筑、车辆、飞机、舰船、古代建筑、文物保护、电器、电缆、军工和宇航等领域。防火涂料按防火形式及组成，可分为非膨胀型和膨胀型两大类。膨胀型防火涂料是目前国内外使用最广泛的一种防火涂料，它主要由成膜物质、脱水催化剂、成炭剂、发泡剂和颜填料组成。膨胀型防火涂料在受热时，涂层常能炭化膨胀数十倍甚至上百倍，形成类似蜂窝状或海绵状多孔炭层。这种炭层具有较好的隔热作用，同时阻隔了氧气与被保护基材的接触，起到防火阻燃的作用。在成炭发泡过程中发生的如脱水炭化、涂料各组分的受热分解等，也消耗了一定的热，有利于降低体系温度。与此同时，膨胀型防火涂料受热时还能释放如氨气、水蒸气、氮气和二氧化碳等不燃气体，降低被保护基材附近可燃气体和氧气浓度，起到阻燃作用。

现有的膨胀型防火涂料存在涂料膜面附着力、防潮性、耐水性、抗污性、美观性和阻燃性难以兼顾的问题。由于防火涂料在实际工程中的使用量大，会直接影响到整个工程的造价。因此在保证涂料使用性能的同时，必须兼顾其经济性。常用的防火涂料体系中季戊四醇或双季戊四醇的用量较大，由于其价格较贵，影响使用经济性。如专利CN 104130671A中提供了一种用于钢结构的水性超薄膨胀型防火涂料，其中使用的季戊四醇量大，成本高。另一方面，防火涂料的使用与人的生活息息相关，防火涂料必须具有广泛的环境适应性，耐久性，同时还要对人体的毒副作用小，视觉性能良好。

为了克服以上缺点，有必要开发出环保、经济、防潮性、耐水性、抗污性、机械性能、阻燃性等综合性能均较好的新一代防火涂料。

发明内容

本发明目的在于提供一种水性丙烯酸酯防火涂料及其制备方法，所述防火涂料成本低、环境友好，具有较好的防潮性、耐水性、抗污性和阻燃性，且制备方法简单，使用方便。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种新型水性防火涂料，各组分及其所占质量百分比为：蒙脱土和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液20～30％，聚磷酸铵30～36％，季戊四醇5～10％，淀粉5～10％，三聚氰胺10～14％，二氧化钛3～5％，羟乙基纤维素0.5～1％，分散剂0.5～1％，消泡剂0.5～1％，防霉剂1～2％，正辛醇0.5～1％，其余为水。

根据上述方案，所述蒙脱土和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液以乳化剂、核单体混合物和壳单体混合物为原料经核壳乳液聚合而成，所述核单体混合物由软单体、硬单体和有机改性蒙脱土组成，壳单体混合物由软单体、硬单体、交联单体和有机改性蒙脱土组成，所述软单体为丙烯酸正丁酯，硬单体为甲基丙烯酸甲酯，交联单体为甲基丙烯酸；所述核单体混合物和壳单体混合物中软、硬单体质量总和的比值为2:3～3:2；核单体混合物中硬单体和软单体的质量比为1:8～1:3，有机蒙脱土的质量分数为原料中全部软、硬单体总质量的0.2～2％；所述壳单体混合物中硬单体和软单体的质量比为2:1～5:1，交联单体的质量分数为原料中全部软、硬单体总质量的1～10％，有机蒙脱土的质量分数为原料中全部软、硬单体总质量的0.2～2％；所述乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂按3:1～1:3的质量比组成，阴离子乳化剂为十二烷基苯硫酸钠或十二烷基硫酸钠的一种，非离子乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚。

根据上述方案，所述有机蒙脱土由钠基蒙脱土经表面活性剂CTAB改性制得，所述表面活性剂CTAB与钠基蒙脱土的质量比为(1～2)：1。

根据上述方案，所述防霉剂为环保型防霉剂DE。

根据上述方案，所述分散剂为润湿分散剂5040。

根据上述方案，所述淀粉为马铃薯淀粉。

根据上述方案，所述水为去离子水。

上述一种水性丙烯酸酯防火涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

1)将季戊四醇、三聚氰胺和其他固体原料研磨呈粉状，按照各组份所占质量百分比称取各组分，将季戊四醇、三聚氰胺、淀粉、二氧化钛和去离子水加入研钵内，充分研磨；

2)加入羟乙基纤维素、消泡剂、分散剂和防霉剂，进行充分研磨；

3)加入聚磷酸铵、蒙脱土和甲基丙烯酸复合改性的丙烯酸酯核壳乳液和正辛醇进行充分研磨，制得所述防火涂料。