[发明专利]一种超薄防火水性涂料的制备方法

权利要求书

1.一种超薄防火水性涂料的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）组分A的制备：

将组分A中除气凝胶前驱体外的其他固体组分一同加入砂磨机中研磨后过筛，然后将过筛后的粉体和气凝胶前驱体在行星式研磨机中研磨后，加入捏合机中加水捏和，制得组分A；

（2）组分B的制备：

将硅溶胶和有机硅改性丙烯酸乳液搅拌均匀后，再加入剩余组分搅拌均匀，制备出组分B；

将组分A和组分B高速搅拌均匀制得混合浆液，然后混合浆液通过砂磨机循环研磨，制得超薄防火水性涂料；

所述水性涂料包括组分A和组分B；组分A和组分B的重量份数比为0.5-1.5:1；

所述组分A，按照重量份数计，包括30～70重量份的气凝胶前驱体、3～15重量份的高岭土、5～20份的堇青石、8～25重量份的灰钙粉、2～10重量份的硅藻土、2～10重量份的闭孔珍珠岩、1～8重量份的陶瓷纤维、1～10重量份的钛白粉、1～10重量份的硅灰粉、5～15重量份的莫来石、0.5～10重量份的重钙料和0.5～8重量份的氧化铝；

所述组分B，按照 重量份数计，包括10～60重量份的钠水玻璃、10～60重量份的钾水玻璃、30～90重量份的 水、5～40重量份的硅溶胶、1～15重量份的磷酸铝、1～10重量份的偶联剂A、1～15重量份的 成膜助剂、5～30重量份的膨润土，1-15重量份的有机硅改性丙烯酸乳液，1-8重量份的流平 剂，1-8重量份的成膜剂；

所述气凝胶前驱体的制备方法为：

（1）制备硅源和溶剂的混合溶液

取摩数3.0-4.0的硅酸钠装入反应釜中，加入硅酸钠质量1-3倍的去离子水进行稀释，反应釜以80-200转/分钟的速度搅拌30分钟，经200目筛过滤，得到硅酸钠溶液；

（2）溶胶

取A酸，在A酸中加入A酸金属盐和稀土A酸盐，混合均匀后，以喷淋的方式加入至步骤（1）得到的硅酸钠溶液；喷淋的同时以1200-2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌，控制硅酸钠溶液的pH值为1.5-3.0，得到溶胶；步骤(2)中，所述A酸为硫酸、盐酸、草酸或硝酸，用去离 子水调节至6-15mol/L；所述A酸金属盐为A酸锆盐或A酸铝盐；所述稀土A酸盐为A酸铈盐、A 酸钇盐或A酸镧盐；

（3）凝胶

取氢氧化钠或氨水，加入去离子水稀释至pH值为10-11.5，以喷淋的方式加入至反应釜中；喷淋的同时以1200-2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌，当反应釜内物料的pH值为4.5-5.5时，终止喷淋，得到凝胶；

（4）老化

反应釜内以20-50转/分的速度继续搅拌3-10小时，对反应釜内的物料进行老化，控制反应釜内物料温度为35-50摄氏度；

（5）溶剂置换

在反应釜内进行持续搅拌60-180分钟，同时加入与步骤（4）反应釜内老化物料同体积的置换溶剂，以置换出剩余的水分；

（6）表面修饰

在反应釜内进行持续搅拌，同时继续加入与步骤（4）反应釜内老化物料同体积的偶联剂B；经过搅拌60-180分钟，得到包覆有置换溶剂和偶联剂B的气凝胶前驱体。

2.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料的制备方法，其特征在于，所述流平剂为聚醚硅氧烷流平剂；所述偶联剂A为KH560、KH550中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料的制备方法，其特征在于，所述成膜助剂为乙二醇、丙二醇、十二碳醇酯或乙二醇丁醚醋酸酯；

所述成膜剂选自醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯聚合乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液或聚苯乙烯改性乳液。

4.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料的制备方法，其特征在于，所述气凝胶前驱体的固含量为5～35%；所述硅溶胶的含水量≤70%，所述有机硅改性丙烯酸乳液的固含量≥60%。

5.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述A酸金属盐和稀土A酸盐以氧化物计，两者的摩尔比是100:1-6；A酸金属盐的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比2-5:10。