本發明屬于一種耐高溫石墨烯納米技術及阻燃技術，主要應用于各種鋼結構的消防場所和古建筑、醫院、酒店、學校、高檔建筑、別墅建筑物外墻表面防火涂料等。
本發明涉及一種耐高溫石墨烯納米防火涂料及制備技術，其特征在于：由高強度特種三元阻燃樹脂為基料，加入石墨烯納米元素、多種高效防火膨脹型阻燃劑、脫水成炭催化劑及發泡劑，炭化補強劑等組成。
因為石墨烯納米技術，是一門涉及的領域很廣且綜合性非常高的學科；阻燃技術，是一們阻止易燃材料繼續燃燒或蔓延的學科。由此涉及發明了‘一種石墨烯納米防火涂料及制備技術’的思維。
一般石墨烯納米防火涂料中添加的石墨烯納米纖維會在涂料中形成納米網狀架構，賦予其天然成分所不具備的堅實性和牢固的骨架，防火涂料的附著力更加牢固，更具有超耐久性，使得防火涂料耐擦洗，抗裂紋；同時對損壞涂層中的大氣侵蝕因素形成一道不可逾越的屏障，在極端條件下，依然可以發揮其優良的性能，不會產生龜裂。
石墨烯納米技術與阻燃技術所組成一種耐高溫石墨烯納米防火涂料及制備技術的應用原理是：氧化石墨烯經過氧化處理后，氧化石墨仍保持石墨的層狀結構，但在每一層的石墨烯單片上引入了許多氧基功能團。利用納米微粒的尺寸和面積效應及阻燃技術結合，再把阻燃的效率和作用提升到一個空前的高度，多種防火劑的協同作用更可能呈現出翻倍的阻燃效果。
本發明是以下技術表述方案實現的：
1、對石墨烯納米材料及可膨脹石墨作為在膨脹型阻燃劑的作用表述：
石墨烯納米材料因粒徑小、比表面積大、與高分子基料相容性好等優點而被用在鋼結構防火涂料中，成為防火涂料領域研究的一熱點。引起世界各國科技界及產業界的廣泛關注。
目前我國石墨烯及可膨脹石墨資源豐富，制造簡單，價格低廉；
在高溫下體積可膨脹數百倍，且膨脹產物主要成分是炭，有極佳的抗氧化性和耐高溫性，膨脹后的石墨由鱗片狀變成密度很低的蠕蟲狀，能夠形成非常良好的絕熱層，有效隔熱，因而可作為膨脹阻燃劑使用。
可膨脹石墨的受熱膨脹屬于物理膨脹，本身不發生化學反應，此物理過程屬于吸熱過程，若化學膨脹體系與可膨脹石墨的物理膨脹體系配合使用，涂層的膨脹碳層里面有可膨脹石墨物理膨脹生成的大量“蠕蟲”狀碳體，和化學膨脹產生的膨脹層交聯，可膨脹石墨黏附在基材表面和碳層內部，起到一種交聯纖維的作用，從而形成致密的碳層，大大提高了碳層的強度；
由于可膨脹石墨本身無毒，受熱時不生成有毒和腐蝕性氣體，同時形成的多孔結構具有很強的吸附性，可以吸收涂料產生的大量刺激性氣體，達到抑煙環保的作用。
所以可膨脹石墨在阻燃材料和環保材料中具有廣闊應用前景，已成為當前膨脹型阻燃劑研究及應用的熱點。
2、對高分子易燃的材料進行改性的作用表述：
高分子材料現已廣泛應用在防火涂料中，應該對這些易燃的材料進行改性。納米材料具有很多的優點，只要對該其發明易燃的材料好好運用，就能收到意想不到的回報。例如，納米材料能夠快速地捕捉燃燒過程中的自由基，利用這一特性，可以最大程度上改善其阻燃的性能。再者，納米材料的表面很容易吸附其他物質，利用這一特性，可以讓它吸附一些抗氧化學劑和不同種類的防火劑，利用協同的作用能把阻燃的效率提上去。
3、膨脹型阻燃劑防火涂料中的作用表述：
一般高強度特種阻燃樹脂用以提高被涂材料耐火極限的一種環保型納米特種阻燃樹脂。脫水成炭催化劑、發泡劑、炭化補強劑及多聚磷酸胺、季戊四醇、丁醇及殺菌劑、防凍劑、分散劑、流平劑、成膜助劑、ph值調節劑等按重量份數比配制而成，
4、膨脹型防火涂料中的防火助劑的作用表述：
一般脫水成炭催化劑的作用下生成具有多孔結構的炭質層，膨脹型防火涂料中的防火助劑主要由炭化劑、脫水成炭催化劑和發泡劑三部分組成。
○炭化劑通常是一些含高碳的多羥基有機化合物.形成三維空間結構且不易燃燒的發泡炭化層的物質基礎，對發泡層起著骨架作用.
○脫水成炭催化劑的主要作用是促進炭化劑和涂層的脫水、炭化和熱分解過程，使多羥基化合物脫水形成不易燃燒的炭質層，減少有機物因熱分解產生的可燃性焦油、醛、酮等的量，并有效地阻止放熱量大的氧化反應的發生，等等。
○發泡劑是影響涂料防火性能的重要助劑，使涂層在受熱過程中分解出不燃性氣體，這一方面隔絕了基材與空氣的接觸，另一方面使涂層膨脹，形成疏松多孔的發泡層，從而抑制燃燒的進行。
5、對配制的膨脹型防火涂料，采用阻燃和抑煙效果的作用表述：
一般采用大板燃燒法、錐形量熱儀和煙密度測試法對其阻燃和抑煙效果進行測試。
以水性特種阻燃樹脂丙烯酸乳液為成膜物質，以鈦白粉(tio2)為顏料，加入不同量氧化石墨烯(go)納米粒子作為協效阻燃/抑煙劑配制膨脹型防火涂料，對其阻燃和抑煙效果進行了測試。
測試結果表明：go能有效地提高涂料試樣的耐燃時間和降低峰值生煙速率(pspr)，當go添加量為0.025份時(以100份乳液計，下同)，試樣耐燃時間可以增加59.5％，當添加量為0.125份時試樣的pspr從0.024m～2/s降至0.013m～2/s。
對配制的膨脹型防火涂料結合掃描電鏡(sem)、熱重分析(tg)、差熱分析(dta)和紅外光譜(ft-ir)等手段對試樣炭層的結構形貌進行分析后發現，具有片狀結構的氧化石墨烯在涂料受熱膨脹過程中會使自身和基體分子鏈取向。進而在聚合物炭化過程中形成骨架結構增加炭層強度，達到阻燃和抑煙的目的。
本發明‘一種耐高溫石墨烯納米防火涂料及制備技術’的工藝配方：是按以下二個示例進行的。
例一：各種鋼結構的消防場所使用的防火涂料配方如下：
具體組分和重量比例是：0.93納米太空活性水16-20％；納米特種阻燃三元乳液：15-22％；石墨烯0.01-5.0％、納米sio2分散膠體4-5％；納米tio2分散膠體4-5％；殺菌劑：0.1-0.2％；潤濕劑：0.15-0.3％；分散劑：0.2-0.3％；消泡劑：2-3％；超細鈦白粉：14-20％；超細高嶺土：7-10％；防凍劑：20-30％；成膜助劑：0.05-0.08％；超細膨脹型阻燃劑：3.2-5％；流平劑：0.4-0.5％；ph值調節劑：：0.3-0.4％；增稠劑：0.2-0.3％。
例二：古建筑、醫院、酒店、學校、高檔建筑、別墅建筑物外墻表面防火涂料的配方如下：
具體組分和重量比例是：0.93納米太空活性水16-20％；納米特種阻燃三元乳液：15-22％；石墨烯0.01-5.0％、超細膨脹型阻燃劑：3.5-5.5％；脫水成炭催化劑6-9％；發泡劑12-16％；炭化補強劑5-8％；及多聚磷酸胺5.0-6.0％、季戊四醇5.0-6.0％、丁醇5-10％及殺菌劑、防凍劑、分散劑、流平劑、成膜助劑、ph值調節劑等為適量。
如例二配方，由于石墨烯為優良熱導體，散射99％紅外線和85％的紫外線，可以達成節能降耗、保溫隔熱防火的功能；因其獨特的配方和納米技術，還能減少聲傳播，起到降低噪音的效果。
根椐對該上述例一、例二‘一種耐高溫石墨烯納米防火涂料及制備技術’的配方的目的是提供主要應用于各種鋼結構的消防場所和古建筑、醫院、酒店、學校、高檔建筑、別墅建筑物外墻表面一種防火涂料等。
通過上述發明將各組分調到最科學、最合理的狀態下，由于加入少量石墨烯納米級材料，提高了防火涂料的阻燃性、防銹性、防水性、流平性及強度等相關性能及部分技術指標，而且成本低，涂層均勻連續、并且致密，耐磨。提高了涂層的堅韌性、著色性、黏附性、易干性和一定的光澤等性能；把納米技術與涂料的配方及工藝有效結合，提高了產品品質。