[发明专利]一种隔热防火涂层及其制备工艺

说明书

本发明提供了一种隔热防火涂层及其制备工艺。本发明提供的隔热防火涂层为复合涂层，包括2～8层涂层，每层涂层均由包含改性树脂、消泡剂、纳米粒子和溶剂的物料形成，且由底层至表层，每层涂层中的改性环氧树脂与改性酚醛树脂的质量比ω_x逐渐递减，形成梯度复合涂层。所得整体涂层结合力强、绝缘和隔热防火性好，且质轻，能够对消防器材起到较好的防护效果。

技术领域

本发明涉及防火材料技术领域，特别涉及一种隔热防火涂层及其制备工艺。

背景技术

隔热防火材料是消防领域最为常用的材料，如消防头盔、氧气瓶等消防器材均须采用隔热防火材料。传统阻燃隔热的方法注重于材料本身，多采用真皮复合材料、Kevlar复合材料、改性碳酸脂(PC)和聚醚酰亚胺有机硅、碳纤维增强环氧树脂、轻质合金等材料制备氧气罐、头盔等消防器材。尽管这些材料本身具有高强高韧的特点，但是火场温度条件复杂，消防器材甚至需要承受上千度高温，而在这些复杂火情条件下，上述防火材料往往存在一些缺陷，如采用改性聚碳酸脂制备消防头盔，在被点燃时能够在数秒内熄灭，但热辐射抵抗能力也仅仅达到略低于人体承受极限以下的标准；轻质碳纤维复合材料的隔热性较差，遇极端条件防火性较差；轻质合金类消防器材本身能够具备足够的防护能力，但其导电和隔热性较差，易存在漏电和防火性差的问题，使其无法作为消防材料单独使用。

为解决上述问题，人们提出采用涂层防火材料，即在消防器件基体上涂覆防火涂层，来对器材进行保护。现有技术中公开了一些采用无机涂层或无机-有机混合涂层，如申请号为201410521835.1的专利申请公开了一种耐高温涂层，是以多种金属氧化物及稀土元素复合制备得到；申请号为201610221198.5的专利申请公开了一种船舶舱壁防火涂层，采用碳纤维、云母等无机材料及有机物混合制备得到；申请号为201611123336.2的专利申请公开了一种陶瓷表面密封用涂层，将有机硅烷与氮化硅、碳化硅等无机材料复合制备得到；申请号为201610501779.4公开了一种松香改性酚醛树脂防火涂层，将松香改性酚醛树脂与聚磷酸铵、季戊四醇、钛白粉等物质混合制得。

然而，这些涂层具有过重、吸湿的特点，由于减重已成为现代消防的主要目标之一，因此这些涂层难以作为消防器材涂层使用；而且，火场条件复杂，这些涂层的耐燃烧性、绝缘性及抗热辐射性难以达到防护要求。以防护要求最高的消防头盔为例，其检测标准中规定：①耐热性试验：射热，辐射计7KW/m²±0.1KW/m²或14KW/m²±0.1KW/m²保持180s±2s，头模温升不超过25℃，任一部位都不应熔融；②耐燃烧性试验：射热散热通量10KW/m²±1KW/m²，辐射60s，火焰长度25mm～38mm，角度45°，燃烧15s火焰应在5s内自熄，不应有火焰燃烧的迹象；③电绝缘性试验：电压2200V保持1min，泄漏电流≤3mA；④50℃以上加热表面不能溢出有毒气体。目前，能够满足消防器材涂装需求的涂层鲜有报道，而如何获得结合力强、绝缘、隔热、防火、轻质的防火材料已成为业内十分关注的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种隔热防火涂层及其制备工艺，本发明提供的防火涂层的结合力强、隔热防火性较高、绝缘性好且质轻，能够对消防器材起到较好的防护效果。

本发明提供了一种隔热防火涂层，包括n层涂层，2≤n≤8；

每一涂层由包含如下组分的物料形成：

改性树脂、消泡剂、纳米粒子和溶剂；

所述改性树脂包括改性环氧树脂和改性酚醛树脂；

所述n层涂层中，由底层至表层，改性环氧树脂与改性酚醛树脂的质量比ω_x逐渐递减。

优选的，所述隔热防火涂层的底层中1≤ω_x≤10，表层中0.05≤ω_x≤1。