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CN107216743A - 一种石墨烯类膨胀型低烟防火涂料及其制备方法 - Google Patents

一种石墨烯类膨胀型低烟防火涂料及其制备方法 Download PDF

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冯伟华
刘雪莲
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Abstract

本发明涉及一种石墨烯类膨胀型低烟防火涂料及其制备方法，属于功能涂料范畴。其特征是以水性成膜基体(100份)，膨胀型阻燃剂(200份‑250份)，钛白粉(20份‑30份)，石墨烯类物质(10‑5‑10‑4)，助剂(1份‑2份)，水(200份‑250份)，将这些物质按照一定配比混合研磨成涂料。本发明的效果在于燃烧初期，均匀致密发泡，后期形成了一种隔火隔热的包状炭层结构，耐燃时间长，机械强度大，耐水耐候性好，涂层表面光滑，制备工艺流程简单，便于操作。该防火涂料属于水性涂料范畴，低烟低毒，属于绿色环保涂料。该涂料可广泛用于木结构、钢结构，纤维织物等领域。

Description

一种石墨烯类膨胀型低烟防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防火涂料的制备，尤其是一种石墨烯类膨胀型低烟防火涂料的制备。
背景技术
众所周知，木材与钢结构的应用已遍及各个行业，而火灾的发生大部分与木结构、钢结构本身的破坏密切相关，若在外表面附加一层保护膜，那么火灾就不易发生，为此，防火涂料的存在是相当有效且有意义的。
膨胀型防火涂料是由基体，阻燃体系、添加剂(颜料、填料)以及各种助剂组成。在高温火焰的作用下，涂料层熔融，发泡，膨胀，形成蜂窝状的包状炭化层结构，并放出难燃气体，冲淡氧气的浓度，起到隔火隔热的作用。而水性防火涂料，不仅满足国家环保的要求，而且价格低廉，性能显著，故而越来越受到研究者与厂商的重视。
本发明采用水性成膜物作为基体，钛白粉作为高温填料，在燃烧的过程当中，析出附着在炭层表面，起到隔火隔热的作用，在此是一种非常受欢迎的一种高温填料，而石墨烯类化学物质具有阻燃抑烟的作用，在国家越来越重视环境安全与人身安全的情况下，减少烟雾的产生，已势在必行，毕竟在火灾中死亡的人，85％以上都是因为毒烟而窒息死亡。
发明内容
本发明的目的在于提高现有防火涂料的耐燃抑烟性能，提供一种优于传统防火涂料的石墨烯类膨胀型防火涂料。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
该防火涂料的组分及含量：
水性成膜基体(100份)，膨胀型阻燃剂(200份-250份)，钛白粉(20份-30份)，石墨烯类物质(10-5-10-4)，助剂(1份-2份)，水(200份-250份)。
本发明水性成膜基体为丙烯酸乳液，水性聚氨酯，环氧树脂其中的一种。
本发明所述的膨胀型阻燃剂为三聚氰酸螺环磷酸酯、螺环磷酸酯酰胺其中的一种。
本发明所述的钛白粉为金红石型钛白粉，锐钛型钛白粉的其中一种。
本发明所述的助剂包含成膜助剂，分散剂，增稠剂，流平剂，消泡剂。
本发明所述的石墨烯类物质为石墨烯，氧化石墨烯或它们的复配物。
该发明包括以下步骤：
(1)按照以下组分配比备料：水性成膜基体(100份)，膨胀型阻燃剂(200份-250份)，钛白粉(20份-30份)，石墨烯类物质(10-5-10-4)，助剂(1份-2份)，水(200份-250份)。
(2)将水，防火助剂，填料混合均匀，放入转速为1400r/min的研磨机中研磨30min，然后将水性成膜基体以及助剂加入，在搅拌仪中低速搅拌30min，过筛出料，制得石墨烯类膨胀型低烟防火涂料。
本发明的优点：
本发明所用到的水性成膜基体，为水性环保基料，对环境无污染。
本发明所用的高温填料钛白粉，会在燃烧过程当中析出，附着在炭层表面，提高炭化层强度，隔绝了热量的传导，延长了耐燃时间。
本发明所用的石墨烯类物质具有阻燃抑烟的效果，且用量极少，降低成本，添加入防火涂料后，烟释放量明显降低。
具体实施方式
实例一：
各组分含量：
硅丙乳液(100份)，三聚氰酸螺环磷酸酯(200份)，金红石型钛白粉(20份)，石墨烯(0.03份)，助剂(1份)，水(200份)。
制备方法：
将水，防火助剂，填料混合均匀，放入转速为1400r/min的研磨机中研磨30min，然后将硅丙乳液以及助剂加入，在搅拌仪中低速搅拌30min，过筛出料，制得石墨烯类膨胀型低烟防火涂料。
实例二：
水性聚氨酯(100份)，季戊四醇双磷酸酯蜜铵盐(200份)，锐钛型钛白粉(25份)，氧化石墨烯(1份)，助剂(1份)，水(230份)。
制备方法：
将水，防火助剂，填料混合均匀，放入转速为1400r/min的研磨机中研磨30min，然后将水性聚氨酯以及助剂加入，在搅拌仪中低速搅拌30min，过筛出料，制得石墨烯类膨胀型低烟防火涂料。
实例三：
环氧树脂(100份)，螺环磷酸酯酰胺(230份)，金红石型钛白粉(30份)，石墨烯与氧化石墨烯复配物(1份)，助剂(1份)，水(250份)。
制备方法：
将水，防火助剂，填料混合均匀，放入转速为1400r/min的研磨机中研磨30min，然后将环氧树脂以及助剂加入，在搅拌仪中低速搅拌30min，过筛出料，制得石墨烯类膨胀型低烟防火涂料。

Claims (7)

1.一种石墨烯类膨胀型低烟防火涂料制备方法，其特征在于：该防火涂料的组分及含量：
水性成膜基体(100份)，膨胀型阻燃剂(200份-250份)，钛白粉(20份-30份)，石墨烯类物质(10-5-10-4)，助剂(1份-2份)，水(200份-250份)。
2.根据权利要求书1所述的石墨烯类膨胀型低烟防火涂料，其特征在于，所述的水性成膜基体为水性丙烯酸乳液，水性聚氨酯，水性环氧树脂其中的一种。
3.根据权利要求书1所述的石墨烯类膨胀型低烟防火涂料，其特征在于，所述的膨胀型阻燃剂为三聚氰酸螺环磷酸酯、螺环磷酸酯酰胺其中的一种。
4.根据权利要求书1所述的石墨烯类膨胀型低烟防火涂料，其特征在于，所述的钛白粉为金红石型钛白粉，锐钛型钛白粉其中的一种。
5.根据权利要求书1所述的石墨烯类膨胀型低烟防火涂料，其特征在于，所述的助剂包含成膜助剂，分散剂，增稠剂，流平剂，消泡剂。
6.根据权利要求书1所述的石墨烯类膨胀型低烟防火涂料，其特征在于，所述的石墨烯物质为石墨烯，氧化石墨烯或其复配物。
7.根据权利要求书1所述的螺环磷酸酯类膨胀型低烟防火涂料，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分配比备料：水性成膜基体(100份)，膨胀型阻燃剂(200份-250份)，钛白粉(20份-30份)，石墨烯类物质(10-5-10-4)，助剂(1份-2份)，水(200份-250份)。
(2)将水，防火助剂，填料混合均匀，放入转速为1400r/min的研磨机中研磨30min，然后将水性成膜基体以及助剂加入，在搅拌仪中低速搅拌30min，过筛出料，制得石墨烯类膨胀型低烟防火涂料。
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