CN102020910A - 耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料及其制备方法，其组分配比按重量份计是：环氧树脂10-30，改性固化剂1-4，改性树脂5-20，流变剂2-8，催化剂10-35，成炭剂10-25，发泡剂0-11，助熔剂5-10，颜填料3-10，抗菌杀菌剂2-5；将粉碎后的树脂与其它组分混合均匀后，于温度95℃、转速300转/分下挤出，粉碎，过40目筛，得本发明涂料。涂层固化温度低，耐烃类火灾耐火极限高，粘接力好、强度高、能经受高低温循环影响，并具有净化空气与抗菌杀菌功能，施工方便，且制备方法简单，能耗低。特别适用于有烃类火灾危险性的户内、户外的石化行业钢材、铝材以及其他材料的防火保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种防火涂料及其制备方法，特别是涉及一种耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国石油行业的发展和海上石油开采步伐的加快，石化行业钢结构防火保护日益突显。石化企业发生的火灾多属于典型烃类火灾，烃类火一般比纤维素火升温更快，火焰更为猛烈。在烃类火灾中，设计用于纤维素火的常规防火涂料的有效性仅能达到在烃类火中的60％左右，且在发生烃类火灾时，常常伴随有爆炸发生，因此，要求膨胀型防火涂料必须在爆炸过程中和爆炸发生后都能保持完好地粘附在基材上。中国专利200610091048.3公开了一种无溶剂膨胀型防火涂料，由A、B两组份组成，A组份以环氧树脂作主要成膜物质，加入改性树脂、催化剂、成炭剂、发泡剂、阻燃剂、助熔剂、颜填料、烟雾抑制剂，B组份由颜填料、固化剂、助剂组成。该防火涂料具有防火隔热性能好、粘接力好、强度高、能经受高低温循环的影响，涂层的耐水性、耐酸碱性、耐盐腐蚀性良好，柔韧性优良，不易脱落，贮存稳定，施工方便等特点。但该涂料双组分固含量高、黏度大、双组分现场调合难、涂层流平性差、与金属表面浸润性差，因此导致涂布性差、施工难、质量不易控制，且耐火极限不高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种涂料层固化温度低，耐烃类火灾极限高，粘接力好、强度高、能经受高低温循环影响，并具有净化空气与抗菌杀菌功能，施工方便，且制备方法简单，能耗低的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料及其制备方法。
本发明耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料其组份配比按重量份计是：
环氧树脂 10～30；
低温固化剂 1～4；
改性树脂 5～20；
流变剂 2～8；
催化剂 10～35；
成炭剂 10～25；
发泡剂 0～11；
助熔剂 5～10；
颜填料 3～10；
抗菌杀菌剂 2～5。
其中：环氧树脂选是双酚A型环氧树脂，如E-06(环氧值0.04～0.07)、E-14(环氧值0.10～0.18)、E-20(环氧值0.10～0.18)等，双酚S型环氧树脂(熔点80℃)，1，1，2，2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚环氧树脂(熔点80℃)中的一种或一种以上；低温固化剂是甲苯-2，4-二[N，N-二甲氨基丙脲]；改性树脂是氯化橡胶、氯化石蜡70、氯醚树脂中的一种或一种以上；流变剂是氢化蓖麻油；催化剂是聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐中的一种或两种；成炭剂是季戊四醇；发泡剂是三聚氰胺；助熔剂是硼酸锌；颜填料是锐钛型二氧化钛；净化杀菌剂是金红石型纳米二氧化钛，晶体粒径小于20nm。
其中，树脂对膨胀型防火涂料的性能有重大影响，它与其它组份配伍，既保证了涂层在正常条件下具有各种使用性能，又能在火焰灼烧或高温作用下具有优异的膨胀发泡效果。本发明以环氧树脂为主要成膜剂，主要考虑到树脂的固体化、粘度、成炭量、贮存稳定性等；选择甲苯-2，4-二[N，N-二甲氨基丙脲]为低温固化剂，成膜固化时不需交联剂及固化促进剂，使粉末涂料在130℃温度下烘烤10分钟即可形成优质涂膜，从而可有效避免涂料中其余组分在高温下的分解，还可节能、降低施工成本及提高施工效率的目的；加入改性树脂能赋予涂料相对的柔韧性和附着力，还可使涂层在爆炸冲击波的作用下仍能够与基材紧密结合；选用添加氢化蓖麻油柔性物流变剂可改善其流变性能，便于施工成膜；催化剂是膨胀型防火涂料的关键成份之一，它的作用是促进和改进涂层的热分解过程，减少或阻止有机物热分解时产生的可燃性焦油、醛、酮等的量，促进不燃性气体的产生及在高温下稳定的炭化层的形成；成炭剂是涂层在高温下形成不易燃三维空间结构的泡沫碳化层的物质基础，对泡沫炭化层起骨架作用；发泡剂在一定温度内释放出不燃性气体，促使体系膨胀发泡阻燃；助熔剂是本发明中添加的另一种重要的物质。在涂料受热成炭的条件下，此类助熔剂与涂料中含磷或含硅的物质发生反应，形成一种柔软的或是液态的物质，发生膨胀并增加炭化层的强度；颜填料是一种着色力高、热反射系数高、导热系数低、对炭化层能起骨架作用的无机颜料、起填料作用，起增加膨胀层强度的作用，是提高防火涂料耐火极限的关键之一；净化杀菌剂的作用是能净化处理多种有毒化合物，包括工业有毒溶剂、化学杀虫剂、木材防腐剂，本发明中加入纳米二氧化钛可发挥其光催化作用，使防火涂料具有光催化降解甲醛的效果，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有杀灭作用。
本发明耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料的制备方法是，将环氧树脂与改性树脂粉碎至35μm，加入其余组分混合均匀后，于温度95℃、转速300转/分的条件下挤出，冷却至室温，粉碎，过40目筛得本发明涂料。
本发明耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料及其制备方法的优点在于其一，耐烃类火灾耐火极限高，防火效果优异，特别适合于户内、户外的石化行业钢材、铝材以及其他材料免受纤维素火和烃类火以及喷射火和爆炸；其二，组分中加入了特殊的低温固化剂，可使涂膜固化的烘烤温度为130℃，烘烤时间为10min。远低于常规需要的烘烤温度180℃，可节省大量热能，固化温度每降低10℃，可节省涂装能源10％左右，降低生产成本和提高生产效率。并有效保证了在熔融挤出过程中树脂与固化剂不发生交联反应，且可减少其余组分由于高温烘烤而发生的质量损失或分解的危险，保证了涂膜质量。其三，具有粘接力好、强度高、能经受高低温循环的影响，涂层的耐水性、耐酸碱性、耐盐腐蚀性良好，柔韧性优良，不易脱落，贮存稳定；其四，耐候性好，能长时间经受空气磨蚀以及环境气候侵袭，直至在发生火灾时仍能满足要求，且不会加速对钢的腐蚀，较传统膨胀型防火涂料使用寿命长得多；其五，改性树脂不采用三聚氰胺甲醛树脂、聚醛或聚酮醛树脂，因而避免了受火分解出大量甲醛。其六，施工方便，施工成本低，进行静电喷涂施工，一次施工厚度可达2mm，先喷涂再吊装；其七，具有好的净化空气与抗菌杀菌功能，如室内甲醛净化达99％，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的杀菌率达100％，具有自洁功能。其八，制备方法工艺简单，能耗低。
具体实施方式
制备方法是先将环氧树脂与改性树脂粉碎至35μm，加入其余组分混合均匀，利用挤出机挤出(挤出温度95℃，转速300rpm)，得到的挤出片，冷却至室温后，粉碎，过40目筛，得本发明防火涂料。
在预热的试板上静电喷涂施工，涂膜的烘烤温度为130℃，烘烤时间为10min，涂层厚度控制在3mm。试板在恒温恒湿室中放置24h后进行检测。其性能指标如表1所示。
表1：实施例性能指标表
Claims (12)
1.一种耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其组分配比按重量份计是：
环氧树脂 10～30；
低温固化剂 1～4；
改性树脂 5～20；
流变剂 2～8；
催化剂 10～35；
成炭剂 10～25；
发泡剂 0～11；
助熔剂 5～10；
颜填料 3～10；
抗菌杀菌剂 2～5。
2.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、1，1，2，2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚环氧树脂中的一种或一种以上，熔点为78～135℃。
3.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征在于低温固化剂是甲苯-2，4-二[N，N-二甲氨基丙脲]。
4.如权利要求1所述的耐烃类火灾膨胀型粉末防火涂料，其特征在于改性树脂是氯化橡胶、氯化石蜡70、氯醚树脂中的一种或一种以上。
5.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征在于流变剂是氢化蓖麻油。
6.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征在于催化剂是聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征在于成炭剂是季戊四醇。
8.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征在于，所述的发泡剂是三聚氰胺。
9.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征在于助熔剂是硼酸锌。
10.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征在于颜填料是锐钛型二氧化钛。
11.如权利要求1所述的耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料，其特征在于，所述的净化杀菌剂是金红石型纳米二氧化钛，晶体粒径小于20nm。
12.一种权利要求1所述耐烃类火灾超薄膨胀型防火涂料的制备方法，其特征在将环氧树脂与改性树脂粉碎至35μm，加入其余组分混合均匀后，于温度95℃、转速300转/分的条件下挤出，冷却至室温，粉碎，过40目筛得本发明涂料。
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