[发明专利]一种双组份水性无机非膨胀型防火涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防火涂料，以及制备这种防火涂料的方法。

背景技术

有机膨胀型防火涂料以其优异的理化性能和防火性能而被广泛使用, 尤其是在金属表面制备超薄涂层或保护涂层的应用上，多以有机溶剂型为主。但该种涂料在生产和使用过程中污染大，高VOC排放，高成本，遇火膨胀时产生有毒的气体和浓烟。随着能源与环境问题日益突出，防火涂料正朝着与环境友好的水性、非膨胀、无机化的方向发展。无机非膨胀防火涂料由于具有环保、低成本、不燃、无烟等优点而成为防火涂料的发展趋势。

水性硅溶胶作为常用的无机防火涂料成膜物质具有耐高温、防火、价格便宜等优点，但存在刚性强、光泽差、干燥快、易龟裂、流平性差等缺陷，应用受到限制，可行的办法就是对水性硅溶胶进行改性，包括物理改性和化学改性。

专利号 ZL200610047606.6的中国专利发明了一种用水溶性双氟树脂对碱性硅溶胶进行物理混拼改性,并以此为成膜物质制备出适合金属表面涂装的无机非膨胀防火涂料。该涂料环保、理化性能优异，遇明火涂层不燃烧、不膨胀，但开裂、脱落和少量烟放出。

目前，研究、开发及应用较多的是以有机硅化学改性硅溶胶来作为耐高温、防火涂料的成膜物质。申请号为CN200510024777.2的中国专利中提到一种硅溶胶－有机硅聚合物，但是使用其所述的硅溶胶－有机硅聚合物为成膜物质制备的耐高温涂料需要添加一定比例的高沸点溶剂，即有机溶剂。这样的有机溶剂型涂料并不是我们所追求的环保型涂料。而申请号为CN200810010114.9的专利以碱性硅溶胶为原料，调节成酸性后，用甲基三甲氧基硅烷对其改性，所得的硅烷改性硅溶胶为水性的，以此为成膜物质制备的无机防火涂料具有好的理化性能、耐火温度达1000℃。但在发明者（崔学军，环保型有机-无机功能涂料的研究，大连交通大学博士论文，2009年。）相关的研究中发现，这种涂料稳定时间短，保质期仅7天左右，即使加入乙醇、异丙醇等小分子醇作为稳定剂，其稳定期也很难超过1个月，很大程度影响了其实用性。

上述以水性硅溶胶为原料，用有机硅烷进行化学改性，并以此为成膜物质制备的防火、耐高温单组份涂料通常稳定期比较短或需要低温保存。这是因为有机硅烷改性的硅溶胶活性很高，很容易在常温下自身交联而固化。

因此现在需要一种能够解决上述问题的新型水性无机非膨胀型防火涂料。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出提供一种具有环保、耐高温、遇火不燃、不膨胀、无烟雾放出、耐酸碱、常温保质期长、可常温固化等特性，适用于铝合金和不锈钢等耐酸金属基材的双组份水性无机非膨胀型防火涂料以及这种防火涂料的制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种双组份水性无机非膨胀型防火涂料，其特征在于：所述的防火涂料由A和B两种组份构成，且A与B的质量百分比为100:34-46；

A由以下组份按照质量百分比组成：

硅溶胶：     42-50%

颜填料：     29-33%

去离子水：   18-23%

分散剂：    0.07-0.08%

防沉剂：    0.18-0.20%

防腐剂：    0.1-0.3%

AMP95：    0.1-0.15%

消泡剂：   0.05-0.07%

防冻剂：    1.6-1.8%

B由以下组分按照质量百分比组成：

无水乙酸：     1.2-1.8%

有机硅烷单体：98.2-98.8%。

一种制备如上所述的双组份水性无机非膨胀型防火涂料的方法：

首先将去离子水、防冻剂和防沉剂在200r/min的条件下搅拌8-12min，然后加入颜填料、防腐剂、一半量的分散剂、一半量的消泡剂和一半量的AMP95，在1800-2000r/min的条件下进行高速分散，搅拌30-40min后，将搅拌转速降至450-550r/min，并加入硅溶胶、余量的分散剂、余量的消泡剂和余量的AMP95，继续搅拌50-70min，最终获得pH为9.3-9.6的A组份；

取无水乙酸和有机硅烷单体混合，搅拌均匀，获得B组份。

将A组份与B组份按照100: 36-46的质量比在300-500r/min的条件下搅拌40-60min，然后常温熟化6-24小时，获得防火涂料成品。

所述的分散剂为聚羧酸盐型分散剂5040，