[发明专利]一种环保型环氧膨胀型防火涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明所制备的一种环保型环氧膨胀型防火涂料，不含烷基酚、不含含卤化合物、不含含硼化合物、不含含硫化合物。本发明制备的环保型膨胀型防火涂料，具有优秀的耐酸性、耐碱性、耐水性、耐老化、耐盐雾性能，特别适用于海上和恶劣户外环境、石化产业、具有烃类火及爆炸潜在危险的防火保护。

背景技术

膨胀型防火涂料，由于其具有膨胀系数较高、阻燃性能强、隔热性好、成本低等优点，目前已经广泛应用于钢结构建筑的防火保护。膨胀型防火涂料的主要成分包括基体树脂、膨胀阻燃体系、颜填料及助剂和稀释剂等。

其中基体树脂主要包括热塑型及热固型。热固型防火涂料是双组分体系，成膜物多为环氧树脂或聚氨酯树脂，可以喷涂、滚涂、刷涂、抹涂、镘涂，具有优秀的封闭性、耐酸性、耐碱性、耐盐雾、耐溶剂油、耐老化、耐化学品性。使用周期在20年以上。此外双组分体系膨胀型防火涂料，膨胀碳层强度较高，可有效抵御带有热量冲击的火焰，能在烃类火灾及喷射式烃类火(爆炸)中提供有效的防火保护。

火，一般分为纤维素火和烃类火。富含氢和碳的燃料(如油类、化学品)产生的火灾叫烃类火灾。烃类火一般比纤维素火升温更快，火焰更为猛烈。在烃类火试验中，设计用于纤维素火的常规防火涂料的有效性仅达到在烃类火中的60％左右。值得注意的是，在发生烃类火灾时，常常伴随有爆炸发生。膨胀型防火涂料的膨胀碳层必须具有良好的附着力和耐火焰冲击，在爆炸过程中和爆炸发生后都能保持完好，不会从基材脱落。

本发明中涉及的环保型环氧膨胀型防火涂料，是一种双组分热固型防火涂料，具有优良的封闭性、附着力、拉伸强度、硬度。本发明涉及的膨胀型防火涂料，不仅能针对剧烈的自然纤维素火提供保护，特别是针对爆炸和烃类火具有优异的防护功能。较传统膨胀型防火涂料更适用于海上和户外环境，如海上石油平台、油田、炼油厂及石化厂、核电站等具有烃类火灾和爆炸危险的环境中。

发明内容

本发明的环保型环氧膨胀型防火涂料，为双组分防火涂料，由A组分和B组分组成，配方如下：

环氧树脂对环氧防火涂料的性能有重大影响，它与其他组分配伍，既保证了涂层在正常使用环境下具备的理化性能，又能在火焰灼烧或高温作用下使防火涂层具有优异的防火性能。对膨胀碳层的附着力、碳层强度、残碳量等性能有着决定性影响。本发明在选择成膜物时，考虑到树脂应满足低粘度、高交联密度、粘结力强、耐腐蚀性强、抗水性强、耐候性好等要求。环氧树脂的流动性好，具有粘结力强、可挠性和韧性优、机械强度高的特性。固化后的环氧树脂，具有优良的耐化学腐蚀性、耐热性、耐酸碱、良好的电绝缘性。环氧树脂具有极佳的封闭性，可缓解涂层内部小分子化合物的迁移、潮解等现象。因此其防火性能受时间和环境的影响较小，环氧防火涂层的使用期限在20年以上。发生火灾时，环氧树脂中的未反应的环氧基和端羟基可在催化剂的作用下参与成碳反应。本发明以环氧树脂为主要成膜物，主要考虑到树脂的粘度、成碳量、有无阻燃元素、贮存稳定性等。本发明优选粘度小、发烟量少、成碳量大、无卤、无硫、树脂韧性高的环氧树脂做基料。本发明的环氧树脂，选自下列一种或几种：双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂，丙烯酸改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂。

所述的活性稀释剂是一种含环氧基团的小分子化合物，与固化剂交联，通常具有较低粘度。使用活性稀释剂可降低涂料体系的施工粘度，参与成膜，提升涂料固含量。使用活性稀释剂，能有效降低体系的交联度。环氧防火涂料中，在一定范围内，降低体系的交联度，可保证涂层原有封闭性，并使防火涂料由不同交联度的成膜物组成，由于成膜物参与成碳过程，使涂层在遇火膨胀时能够实现不同温度下梯次发泡，增加涂层防火性能。使用活性稀释剂时，控制环氧树脂和活性稀释剂的比例为1：1～5：1。可选的活性稀释剂有：脂肪族二环氧化物、丁醇、异辛醇、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、聚乙醇缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、甲酚缩水甘油醚、丙三醇环氧树脂。