[发明专利]具有光催化性能的防火涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防火涂料，具体涉及一种利用工业废渣制备的具有光催化性能的防火涂料，属于防火涂料领域。

背景技术

水淬矿渣主要指炼铁高炉排出的粒化炉渣，泛指从炉中高温熔融状态流出后经水淬急冷而成的一种工业废渣，是一种具有很高潜在活性的玻璃体结构材料。水淬矿渣作为一种具有高能量、高能耗的材料“资源”，它的综合利用还远远不够。统计表明，目前有近67％的矿渣得到了较好利用，但仍有大量的矿渣仅作为建筑骨料、道路填料等简单粗放式利用而白白浪费，相当一部分企业还是简单地出售“原料”；另外每年还有数百万吨矿渣因不能被利用而闲置，即占据了大量土地又污染环境。

而利用超细水淬矿渣粉作为填料，可生产环境友好型无机防火涂料，其具有高强、快硬、耐洗刷、耐水、耐碱、耐冻等优良性能，尤其突出的特点是天然、无毒、无污染的环保安全性能，且制作工艺简单、原料米源广、价格便宜，有较强的市场竞争优势。

此外防火涂料中常用的热稳定性较好的无机颜料TiO₂存在带隙较宽、量子效率很低、使用数次后光催化活性降低、电子与空穴的复合率高、可见光利用率低等局限性，因此对TiO₂进行金属离子和稀土离子的改性，以提高TiO₂光吸收可见光能力。利用掺杂改性后的TiO₂作为颜料，生产的多功能防火涂料具有光催化降解室内空气杀手-甲醛气体的优良性能，赋予传统防火涂料全新的功能，具有很强的市场竞争优势。

因此利用水淬矿渣作为填料、采用金属离子与稀土离子共同掺杂改性TiO₂作为颜料是推进传统防火涂料向天然、无毒、无污染的环保安全性能和多功能方向发展的关键一步。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种具有光催化性能的防火涂料及其制备方法，利用水淬矿渣作为填料，采用金属离子与稀土离子改性TiO₂作为颜料制备而成。

本发明提供一种具有光催化性能的防火涂料，由以下质量体积比组分混合搅拌而成：

所述涂料优选以下质量体积比组分混合搅拌而成：

所述分散剂为BYK180高分子分散剂；所述溶剂为水；所述基料为磷酸二氢铝；所述填料为比表面积500～800m²/Kg的超细矿渣粉；所述颜料为Cu-Ce/TiO₂；所述催化剂为聚磷酸铵；所述成炭剂为季戊四醇；所述发泡剂为三聚氰胺；所述催干剂为氧化铅；所述助干剂为锌粉；所述纳米母液为纳米SiO₂母液。

本发明还提供一种根据具有光催化性能的防火涂料的制备方法，其化学反应过程及防火涂料膨胀过程原理：

1.阻燃体系在阻燃膨胀过程中的化学反应

(1)酸化剂聚磷酸铵的作用过程：

(NH₁)_n+2P_nO_3n+1→H₃PO₁→HPO₃→(HPO₃)_n

(NH₄)_n+2P_nO_3n+1→nH₃PO₄+NH₃↑

H₃PO₄→HPO₃+H₂O↑

nHPO₃→(HPO₃)_n

(2)发泡剂三聚氰胺(MEL)的作用过程

C₃N₃(NH₂)₃→NH₃↑+C

(3)碳化剂季戊四醇(PER)的作用过程

C₅H₈(OH)₄+(HPO₃)_n→C(炭质层)+H₂O↑

2.防火涂料膨胀过程分析

(1)平稳阶段：这一阶段为室温20℃～230℃，此阶段主要是涂料中易挥发成份挥发过程，涂料中的成膜物质开始熔融软化，吸收了外部能量。