專利名稱：改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種防火涂料，尤其是涉一種改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火 涂料及其制備方法。
背景技術：
火災的問題一直引起黨中央、國務院的高度重視，江澤民同志曾指示“隱患險于 明火、防范勝于救災、責任重于泰山。”相關部門也制定了防火的法律規范，有助于減少火災 對人民生命和財產的威脅，防火涂料可以有效的降低火災的損失。目前研制的防火涂料大 多是通過添加熱穩定性高的納米無機物制得防火涂料，例如公開號為CN200810229685. 1 的發明專利《環保型納米防火涂料》給出的，按重量份數比丙烯酸樹脂多聚磷酸胺納米 Si02 季戊四醇丁醇二氧化鈦=200-400 140-280 30-70 110-218 86-135 20 -60。及公開號為CN01136^52. 6的發明專利《納米復合耐高溫防火涂料》給出的由納米碳化 硅，納米硅酸鹽粘土等以及磷酸鹽、氧化物及納米硅酸鋁等納米粒子中添加納米的有機高 分子材料，是由不同質的組成，不同相的結構，不同含量及不同方式和插層復合法制備的 防火涂料。他們雖然具有一定的防火阻燃性和防火隔熱性的效果。但它們共同的不足之處 在于，在高溫作用下納米無機物不發生分解吸熱反應，具有阻燃效率低的缺陷，因此原料的 利用率較低，防火保護效果較差。
發明內容
本發明針對上述問題提供一種在高溫作用下發生分解反應，吸收熱量，顯著提高 阻燃性能、提高防火時間，且發煙量低的環保節能的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防 火涂料及其制備方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其在于是由下述原料按重量百分比制備 而成有機硅改性的苯丙乳液20% 30%，銳鈦礦型二氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的 混合物10% 19%，聚磷酸銨15% 21%，三聚氰胺6% 16%，季戊四醇3% 10%，助劑 8%，水20% 30% ；所述的改性納米氫氧化鋁由如下原料按重量份數經制備而成納米氫氧 化鋁粉劑50 100份，六偏磷酸鈉粉劑0. 5 3份，水15 25份。所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其在于是由下述原料按重量 百分比制備而成有機硅改性的苯丙乳液Tm 觀％，銳鈦礦型二氧化鈦與改性納米氫氧 化鋁粉劑的混合物13% 17%，聚磷酸銨16% 19%，三聚氰胺8% 13%，季戊四醇5% 9%，助劑3% 7%，水21% 27% ；所述的改性納米氫氧化鋁由如下原料按重量份數經制備 而成納米氫氧化鋁粉劑60 85份，六偏磷酸鈉粉劑0. 8 2. 5份，水18 M份。所述的改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重量的5% 10%與其混合。所述的助劑包括分散劑、潤濕劑、消泡劑及成膜助劑。所述的分散劑、潤濕劑、消泡劑及成膜助劑按1:1:1:0. 5比例配制。
所述的分散劑為聚丙烯酸共聚物溶液。所述的潤濕劑為聚乙氧基化合物。所述的消泡劑為聚硅氧烷類。所述的成膜助劑為乙二醇。制備所述改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料的工藝方法，包括以下步 驟
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按所述配方配比取納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中， 加水配成漿料；將漿料置于80°C — 100°C的恒溫水浴中；然后加入六偏磷酸鈉，充分攪拌 20-30min，制得納米氫氧化鋁懸浮液；再將納米氫氧化鋁懸浮液過濾、干燥、研磨，即得預處 理的改性納米氫氧化鋁粉劑；
(b)、配制助劑溶液按所述配方配比將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧 基化合物)、消泡劑(聚硅氧烷類)加入水中，以800-1700r/min的速度攪拌均勻備用；
(C)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按所述配方配比加入銳鈦礦型二 氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物，同時以2000-3500r/min的速度進行攪 拌15-20min ；然后分別加入聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇并以800-1700r/min的 速度進行攪拌10-15min后，進入砂磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 m以下時即可，最后加入有機硅改性的苯丙乳液，加入成膜助劑(乙二醇)，以800-17001·/ min的速度再攪拌15-20min后，靜置即為成品，包裝。本發明與現有技術相比具有下列優點效果本發明由于加入預處理的改性納米氫 氧化鋁，與普通氫氧化鋁相比，其摻量低，阻燃效果好和分散性好，特別是當高溫作用下發 生分解吸熱反應生成氧化鋁，覆蓋在炭質層表面形成無機保護層，吸收熱量，可以顯著提高 阻燃性能、提高防火時間，本發明經大板燃燒法試驗測得本發明防火涂料阻燃時間可提高 20%-35%。又由于本發明采用了熱穩定性較高的有機硅改性的苯丙乳液為基料，防火組分為 聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇，使得預處理后的改性納米氫氧化鋁添加量低阻燃效果好， 與防火組分形成有機與無機復合型防火涂料，涂膜硬度、耐水性和耐洗刷性能較好，經涂膜 硬度試驗在BY型漆膜鉛筆硬度計測得本發明硬度值為2H-2B。另外，本發明不僅阻燃效果 明顯，防火性能高，耐洗刷、耐候性及涂抹硬度良好，而且發煙量低且為水性體系，具有環保 節能，生產工藝簡單，分散效果良好，成本較低，性能穩定，使用壽命長的有益效果。具有較 好的經濟效益好社會效益，是一種較理想的防火涂料。本發明的使用方法使用前應首先對外墻表面進行修補、清掃、填補縫隙、局部刮 膩子、磨平，本涂料適合涂刷工藝，打開包裝，人力攪拌均勻且涂刷2遍，涂刷2次間隔不得 小于4小時。另外使用過程還要根據使用環境、涂刷工藝等因素不同，根據實際情況調整涂 刷量及涂刷方法，以求得最佳使用效果。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行進一步詳細說明，但本發明的保護范圍不受具 體的實施例所限制，以權利要求書為準。另外，以不違背本發明技術方案的前提下，對本發 明所作的本領域普通技術人員容易實現的任何改動或改變都將落入本發明的權利要求范 圍之內。
實施例1
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按配方配比取納米氫氧化鋁粉劑50 Kg，六偏磷酸 鈉粉劑2 Kg，水16 Kg，先將納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于 SO0C- 100°C的恒溫水浴中；再加入六偏磷酸鈉，充分攪拌20-30min，制得納米氫氧化鋁懸 浮液；(b)、配制助劑按配方配比先將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧基化 合物)、消泡劑(聚硅氧烷類)按1:1:1取3 Kg，加入23 Kg水中，以速度為800-1700r/min 攪拌機中攪拌均勻備用；(c)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按配方配比加入銳鈦 礦型二氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物(改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化 鈦重量的5%與其混合)15 Kg，同時以2000-3500r/min進行攪拌15-20min ；然后分別加入 聚磷酸銨19 Kg、三聚氰胺13 Kg和季戊四醇5 Kg并以速度為800-1700r/min進行攪拌 10-15min后，進入砂磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 β m以下時即可，最后加 入有機硅改性的苯丙乳液22 Kg，加入成膜助劑(乙二醇)0. 5 Kg，以速度為800-1700r/min 進行攪拌15-20min后，靜置即為成品，包裝。實施例2
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按配方配比取納米氫氧化鋁粉劑100 Kg，六偏磷酸 鈉粉劑0.5 Kg，水25 Kg，先將納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于 SO0C- 100°C的恒溫水浴中；再加入六偏磷酸鈉，充分攪拌20-30min，制得納米氫氧化鋁懸 浮液；(b)、配制助劑按配方配比先將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧基化 合物)、消泡劑(聚硅氧烷類)按1 1 1取7 Kg，加入30Kg水中，以速度為800-1700r/min攪 拌均勻備用；(c)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按配方配比加入銳鈦礦型二氧化 鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物(改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重量的8% 與其混合)10 Kg，2000-3500r/min進行攪拌15-20min ；然后分別加入聚磷酸銨21 Kg、三聚 氰胺16Kg和季戊四醇3 Kg并以速度為800-1700r/min進行攪拌10-15min后，進入砂磨機 砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 # m以下時即可，最后加入有機硅改性的苯丙乳液 20 Kg，加入成膜助劑(乙二醇)1. 17 Kg，以速度800-1700r/min進行攪拌15-20min后，靜置 即為成品，包裝。實施例3
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按配方配比取納米氫氧化鋁粉劑75 Kg，六偏磷酸 鈉粉劑1. 6 Kg，水20Kg，先將納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于 SO0C- 100°C的恒溫水浴中；再加入六偏磷酸鈉，充分攪拌20-30min，制得納米氫氧化鋁懸 浮液；(b)、配制助劑按配方配比先將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧基化 合物)、消泡劑(聚硅氧烷類)按1:1:1取3.5 Kg，加入25 Kg水中，以速度為800-17001·/ min攪拌均勻備用；(C)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按配方配比加入銳鈦礦型二 氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物(改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重量 的10%與其混合)14 Kg,同時以2000-3500r/min進行攪拌15-20min ；然后分別加入聚磷酸 銨18 Kg、三聚氰胺11 Kg和季戊四醇7 Kg并以速度為S00-1700r/min進行攪拌10-15min 后，進入砂磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 - m以下時即可，最后加入有機硅 改性的苯丙乳液25 Kg，加入成膜助劑(乙二醇)0. 58Kg，以速度為800-1700r/min進行攪拌 15-20min后，靜置即為成品，包裝。
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實施例4
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按配方配比取納米氫氧化鋁粉劑90Kg，六偏磷酸鈉 粉劑3 Kg，水MKg，先將納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于80°C — 100°C的恒溫水浴中；再加入六偏磷酸鈉，充分攪拌20-30min，制得納米氫氧化鋁懸浮液； (b)、配制助劑按配方配比先將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧基化合物)、 消泡劑(聚硅氧烷類)按1:1:1取6 Kg，加入20 Kg水中，以速度為800-1700r/min攪拌均 勻備用；(C)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按配方配比加入銳鈦礦型二氧化鈦與 改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物(改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重量的7%與 其混合)19 Kg，同時以2000-3500r/min進行攪拌15-20min ；然后分別加入聚磷酸銨MKg、 三聚氰胺6 Kg和季戊四醇10 Kg并以速度為800-1700r/min進行攪拌10-15min后，進入 砂磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 # m以下時即可，最后加入有機硅改性的苯 丙乳液30 Kg，加入成膜助劑(乙二醇)1 Kg，以速度為800-1700r/min進行攪拌15-20min 后，靜置即為成品，包裝。實施例5
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按配方配比取納米氫氧化鋁粉劑60Kg，六偏磷酸 鈉粉劑0. 8 Kg，水24Kg，先將納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于 SO0C- 100°C的恒溫水浴中；再加入六偏磷酸鈉，充分攪拌20-30min，制得納米氫氧化鋁 懸浮液；(b)、配制助劑按配方配比先將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧基 化合物)、消泡劑(聚硅氧烷類)按1:1:1取2. 1 Kg，加入27 Kg水中，以速度為800-1700r/ min攪拌均勻備用；(C)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按配方配比加入銳鈦礦型 二氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物(改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重 量的9%與其混合)13 Kg，同時以2000-3500r/min進行攪拌15-20min ；然后分別加入聚磷 酸銨16Kg、三聚氰胺8Kg和季戊四醇9 Kg并以速度為800-1700r/min進行攪拌10-15min 后，進入砂磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 # m以下時即可，最后加入有機硅改 性的苯丙乳液30 Kg，加入成膜助劑(乙二醇)0. 35 Kg，以速度為800-1700r/min進行攪拌 15-20min后，靜置即為成品，包裝。實施例6
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按配方配比取納米氫氧化鋁粉劑85Kg，六偏磷酸 鈉粉劑2. 5 Kg，水18Kg，先將納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于 SO0C- 100°C的恒溫水浴中；再加入六偏磷酸鈉，充分攪拌20-30min，制得納米氫氧化鋁 懸浮液；(b)、配制助劑按配方配比先將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧基 化合物)、消泡劑(聚硅氧烷類)按1:1:1取4. 5Kg，加入21 Kg水中，以速度為800-1700" min攪拌均勻備用；(C)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按配方配比加入銳鈦礦型二 氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物(改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重量 的6%與其混合)17 Kg，同時以2000-3500r/min進行攪拌15-20min ；然后分別加入聚磷酸 銨17Kg、三聚氰胺14Kg和季戊四醇6 Kg并以速度為SOO 1700r/min進行攪拌10_15min 后，進入砂磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 - m以下時即可，最后加入有機硅 改性的苯丙乳液21Kg，加入成膜助劑(乙二醇)0. 75 Kg,以速度為800-1700r/min進行攪拌 15-20min后，靜置即為成品，包裝。
實施例7
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按配方配比取納米氫氧化鋁粉劑55Kg，六偏磷酸鈉 粉劑1 Kg，水23Kg，先將納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于80°C — 100°C的恒溫水浴中；再加入六偏磷酸鈉，充分攪拌20-30min，制得納米氫氧化鋁懸浮液； (b)、配制助劑按配方配比先將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧基化合物)、 消泡劑(聚硅氧烷類)按1 1 1取5. 4Kg，加入29 Kg水中，以速度為800-1700r/min攪拌均 勻備用；(C)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按配方配比加入銳鈦礦型二氧化鈦與 改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物(改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重量的7%與 其混合)11 Kg，同時以2000-3500r/min進行攪拌15-20min ；然后分別加入聚磷酸銨20Kg、 三聚氰胺9Kg和季戊四醇4 Kg并以速度為800-1700r/min進行攪拌10-15min后，進入砂 磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 # m以下時即可，最后加入有機硅改性的苯丙
乳液26Kg，加入成膜助劑(乙二醇)0. 9Kg，以速度為800-1700r/min進行攪拌15-20min后， 靜置即為成品，包裝。實施例8
(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按配方配比取納米氫氧化鋁粉劑70Kg，六偏磷酸 鈉粉劑1. 5 Kg，水19Kg，先將納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于 SO0C- 100°C的恒溫水浴中；再加入六偏磷酸鈉，充分攪拌20-30min，制得納米氫氧化鋁 懸浮液；(b)、配制助劑按配方配比先將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧基 化合物)、消泡劑(聚硅氧烷類)按1 1 1取6Kg，加入25 Kg水中，以速度為800-1700r/min 攪拌均勻備用；(c)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按配方配比加入銳鈦礦型二氧 化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物(改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重量的 10%與其混合)12 Kg，同時以2000-3500r/min進行攪拌15-20min ；然后分別加入聚磷酸銨 18Kg、三聚氰胺IOKg和季戊四醇8 Kg并以速度為800-1700r/min進行攪拌10-15min后， 進入砂磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 ^ m以下時即可，最后加入有機硅改性 的苯丙乳液MKg，加入成膜助劑(乙二醇)lKg，以速度為800-1700r/min進行攪拌15-20min 后，靜置即為成品，包裝。本發明使用前應首先對外墻表面進行修補、清掃、填補縫隙、局部刮膩子、磨平，本 涂料適合涂刷工藝，打開包裝，人力攪拌均勻且涂刷2遍，涂刷2次間隔不得小于4小時。另 外使用過程還要根據使用環境、涂刷工藝等因素不同，根據實際情況調整涂刷量及涂刷方 法，以求得最佳使用效果。
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權利要求
1.改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在于是由下述原料按重量百分 比制備而成有機硅改性的苯丙乳液20% 30%，銳鈦礦型二氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物10% 19%， 聚磷酸銨15% 21%，三聚氰胺6% 16%，季戊四醇3% 10%，助劑2% 8%，水20% 30%，所述的改性納米氫氧化鋁由如下原料按重量份數經制備而成納米氫氧化鋁粉劑 50 100份，六偏磷酸鈉粉劑0. 5 3份，水15 25份。
2.根據權利要求1所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在于是 由下述原料按重量百分比制備而成有機硅改性的苯丙乳液22% 28%，銳鈦礦型二氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物13% 17%， 聚磷酸銨16% 19%，三聚氰胺8% 13%，季戊四醇5% 9%，助劑3% 7%，水21% 27%，所述的改性納米氫氧化鋁由如下原料按重量份數經制備而成納米氫氧化鋁粉劑 60 85份，六偏磷酸鈉粉劑0. 8 2. 5份，水18 M份。
3.根據權利要求1或2所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在 于所述的改性納米氫氧化鋁按占銳鈦礦型二氧化鈦重量的5% 10%與其混合。
4.根據權利要求1或2所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在 于所述的助劑包括分散劑、潤濕劑、消泡劑及成膜助劑。
5.根據權利要求4所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在于所 述的分散劑、潤濕劑、消泡劑及成膜助劑按1:1:1:0. 5比例配制。
6.根據權利要求4所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在于所 述的分散劑為聚丙烯酸共聚物溶液。
7.根據權利要求4所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在于所 述的潤濕劑為聚乙氧基化合物。
8.根據權利要求4所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在于所 述的消泡劑為聚硅氧烷類。
9.根據權利要求4所述的改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料，其特征在于所 述的成膜助劑為乙二醇。
10.制備權利要求1所述改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料的工藝方法，其 特征在于包括以下步驟(a)、配制改性納米氫氧化鋁粉劑按所述配方配比取納米氫氧化鋁粉劑置于燒杯中，加水配成漿料；將漿料置于80°C — 100°C的恒溫水浴中；然后加入六偏磷酸鈉，充分攪拌 20-30min，制得納米氫氧化鋁懸浮液；再將納米氫氧化鋁懸浮液過濾、干燥、研磨，即得預處 理的改性納米氫氧化鋁粉劑；(b)、配制助劑溶液按所述配方配比將分散劑(聚丙烯酸共聚物溶液)、潤濕劑(聚乙氧 基化合物)、消泡劑(聚硅氧烷類)加入水中，以800-1700r/min的速度攪拌均勻備用；(C)、混合制成品取上述備用的助劑溶液，按所述配方配比加入銳鈦礦型二 氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物，同時以2000-3500r/min的速度進行攪 拌15-20min ；然后分別加入聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇并以800-1700r/min的 速度進行攪拌10-15min后，進入砂磨機砂磨，用刮板細度計測顆粒細度達到90 m以下時即可，最后加入有機硅改性的苯丙乳液，加入成膜助劑(乙二醇)，以800-17001·/ min的速度再攪拌15-20min后，靜置即為成品，包裝。
全文摘要
本發明公開一種改性納米氫氧化鋁水性膨脹型飾面防火涂料及其制備方法。由下述原料按重量百分比制備而成有機硅改性的苯丙乳液22%～28%，銳鈦礦型二氧化鈦與改性納米氫氧化鋁粉劑的混合物13%～17%，聚磷酸銨16%～19%，三聚氰胺8%～13%，季戊四醇5%～9%，助劑3%～7%，水21%～27%；所述的改性納米氫氧化鋁由如下原料按重量份數制備而成納米氫氧化鋁粉劑60～85份，六偏磷酸鈉粉劑0.8～2.5份，水18～24份。本發明阻燃效果明顯，防火性能高，耐洗刷、耐候性及涂抹硬度良好，發煙量低為水性體系，具有環保節能，生產工藝簡單，分散效果良好，成本低，性能穩定，使用壽命長的有益效果。
文檔編號C09D5/18GK102093789SQ20111000740
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者吳嬌穎, 楊海峰, 趙蘇 申請人:沈陽建筑大學