[发明专利]一种用于硬质聚氨酯泡沫的水性防火涂料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及水性防火涂料领域，尤其涉及一种用于硬质聚氨酯泡沫的水性防火涂料及其制备方法。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫（PUF）是一种高性能的保温材料，具有保温效果好、与基层粘合力强、无空腔、耐腐蚀、使用寿命长等优点。有一种硬质聚氨酯泡沫（PUF）的成型方法是将液体的原材料喷涂在任意形状的基材上，因此被广泛应用于建筑保温领域，尤其是国内一些大型厂房和娱乐场所都采用这种物美价廉的保温材料作为屋顶的保温材料。虽然经过阻燃剂处理过后，聚氨酯泡沫有一定的阻燃效果，但也有被引燃的可能性，一旦被引燃，聚氨酯本身就是一种高燃物质，当其燃烧时速度快、温度高于2000℃、烟量大并伴有有毒气体。硬质聚氨酯泡沫（PUF）保温层属于轻质可燃性或难燃性材料，作为屋面保温材料时，背部基体一般是薄型彩钢板。目前一般所采用的方法是在PUF表面喷涂一层防火涂料，APP改性多聚磷酸铵是一种含N-P的聚磷酸盐，经密胺包覆改性后，它具有无毒、无味、无腐蚀气体、防潮性强、热稳定高的性质，是一种优良的非卤阻燃剂。它分为低聚n=10-20、中聚n＞20、高聚＞1000三个聚合度等级，聚合度越大其热稳定性、耐水性越高，长链在300℃以上才分解，短链在150℃以上就分解，这个性能对碳化覆盖层至关重要。现在的防火涂料一般使用的是＞20的中聚合度，但是防火效果不是很理想，因此研制一种可用于聚氨酯保温材料上的专用防火涂料已迫在眉睫。

发明内容

    为了解决上述问题，本发明提供用于一种用于硬质聚氨酯泡沫的水性防火涂料，其特征在于按重量份数组成为：羧甲基纤维素钠：0.1-0.2份；水：12-15份；分散剂：0.3-0.8份；消泡剂：0.3-0.8份；润湿剂：0.3-0.8份；乳化剂：0.5-0.8；改性多聚磷酸铵：13-15份；三聚氰胺：4-7份；多季戊四醇酯：6-10份；铝酸锌：4-8份；氯化石蜡：2-6份；钛白粉：4-8份；三氧化二锑：2-5份；气相二氧化硅：0.4-0.6份；膨胀石墨：0.4-0.6份；醋丙乳液：7-10份；弹性乳液：1-3份；成膜剂：0.4-0.8份；增稠剂：0.1-0.2份。

一种用于硬质聚氨酯泡沫的水性防火涂料的制备方法，其特征在于先将羧甲基纤维素钠溶于水中，在低速搅拌下加入分散剂、流平剂、消泡剂、润湿剂、乳化剂、成膜剂，搅拌二十分钟左右；然后依次加入三聚氰胺、多季戊四醇酯、铝酸锌、改性多聚磷酸铵、氯化石蜡、钛白粉等粉料，再搅拌30分钟后送入研磨机研磨，检测细度达到90μm后停止研磨；最后在搅拌下加入消泡剂、膨胀石墨、醋丙乳液、弹性乳液，视情况加入增稠剂搅拌均匀。

本发明的有益效果为：本发明作为水性涂料，不使用有机溶剂属于环境友好涂料。在施工中大大降低了对工人的伤害，同时无溶剂挥发避免对大气的污染，由于用水做溶剂，不仅降低了成本，还降低了火灾的风险。本发明选用的弹性乳液，Tg=-15--20℃，其具有优异的粘弹性，可塑性强。它渗透性好，当它渗透进SPF泡沫里面干燥后在泡沫空隙处牢牢的和泡沫镶嵌在一起附着力高，与聚氨酯泡沫的粘结性强。本发明采用的阻燃剂是国产TFAPP02-T密胺包覆高聚合度结晶II型，耐水性能、阻燃效果非常显著。炭化剂选用超细多聚季戊四

醇酯，其在水相分布更加均匀，而且其不溶于水，大大提高了漆膜的耐水性能。发泡剂不仅选用传统的三聚氰胺，还加入了低温膨胀石墨作为辅助发泡剂，而其在低温炭化后生产蠕虫炭层不仅提高了炭化层在火焰冲击下的牢靠度，还提高了炭化层的隔热效果。其薄片形态还能提高涂膜耐水效果。阻燃剂中添加了三氧化二锑和铝酸锌。当火灾发生后含氯化物的HCL与三氧化二锑反应生成氯化锑致密坚硬的不燃保护层，大大延长了材料的耐燃时间。

具体实施方式

    对本发明的制作工艺流程做进一步具体阐述：

将羧甲基纤维素钠溶于水中，在低速搅拌下加入分散剂、流平剂、消泡剂、润湿剂、乳化剂、成膜剂，搅拌二十分钟左右；然后依次加入三聚氰胺、多季戊四醇酯、铝酸锌、改性多聚磷酸铵、氯化石蜡、钛白粉等粉料，搅拌30分钟后送入研磨机研磨，检测细度达到90μm后停止研磨；在搅拌下加入消泡剂、膨胀石墨、醋丙乳液、弹性乳液，视情况加入增稠剂搅拌均匀。

实施例

在经试验，涂了2mm厚防火涂料的PUF在1000℃的酒精喷灯火焰下耐燃烧90分钟后，表面形成致密坚硬的的阻燃层，虽然PUF泡沫已经碳化2cm多，但仍未见有明火燃烧。

制剂制备成功后进行了多次耐燃试验，以下展示一组试验数据：

序号涂料型号涂覆量干膜厚耐燃时间膨胀膜状态1PN-80250125μm17min致密坚固2PN-8030001.7mm60minPUF泡沫不燃3PN-8030001.7mm90minPUF泡沫不燃