[发明专利]一种具有微孔结构的耐水膨胀防火涂料

说明书

一种具有微孔结构的耐水膨胀防火涂料，涉及一种涂料，该防火涂料以水性高分子乳液作为成膜剂，成膜剂中具有高迁移，低挥发的油性液体成孔剂发生迁移后，在成膜剂中形成大量闭孔结构，这种结构与成膜剂中的催化剂，发泡剂和成炭剂等组分配比达到最佳，使防火涂料具有极佳的阻燃效果。高迁移，低挥发的油性液体成孔剂迁移到涂料表层后，会形成优良的耐水层，使干燥后的涂料具有极好耐水性。本发明中，涂料中的微孔导热率极低，表面的油性耐水层避免了涂料长期在水中浸泡出现起泡，脱落现象。涂料贮存稳定，装饰性好，施工方便等特点，燃烧时无烟雾或少烟雾产生，特别适合于作超薄型结构防火涂料、饰面型防火涂料及电缆防火涂料。

技术领域

本发明涉及一种涂料，特别是涉及一种具有微孔结构的耐水膨胀防火涂料。

背景技术

我国电缆防火涂料产品的研制开发始于20世纪80年代初，是在饰面型防火涂料基础上发展起来的，早期出现的是以泡花碱为成膜剂的无机防火涂料，其自身不燃烧，遇火能形成少量的空心泡层，对电缆有一定的防火保护作用，但其防火隔热性、耐候性、柔韧性都很差，容易龟裂、遇水发生脱落。由于无机防火涂料的缺陷，使得人们转而重点研究有机膨胀型防火涂料。目前，有机膨胀型防火涂料多是以改性氨基或过氯乙烯树脂和氯化橡胶作基料，添加多种防火阻燃剂、增塑剂、溶剂等组成，这类溶剂型涂料存在溶剂的毒性、价格、运输安全、施工安全及环境污染等诸多问题；另外耐油等应用效果不够理想。最近，水性电缆防火涂料也在市场上出现，多是以水性高分子乳液加入的增塑剂，配以多种防火阻燃剂而制成的，其柔韧性较好，是防火涂料的发展方向。

按其防火形式及组成来分，防火涂料（也称阻燃涂料）可分为非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料两大类。市面上一般常用的是水性膨胀型防火涂料，主要是由成膜物质（一般是乳液）、颜料、填料、溶剂、阻燃体系（一般包括成炭剂、催化剂，发泡剂等）、助剂等组成。在水性膨胀型防火涂料中起到主要阻燃作用的是膨胀型阻燃剂，它的作用机理主要是经过燃烧后会发泡形成炭层，在气相和凝聚相起到隔绝氧气及其它可燃气体，达到物理阻燃的作用，此炭层是经历以下几步形成的：⑴ 在一定温度下，充当酸源（如聚磷酸铵等）的物质会在一定温度下分解出酸（一般是无机酸）；⑵ 温度升高后，分解出的酸会与涂料体系中的成炭剂（醇类物质）发生酯化反应，涂料体系中的气源会释放出气体，使涂料进一步膨胀，其可充当成炭剂的催化剂；⑶ 并且在燃烧过程中涂料样品会进一步熔化，使之处于熔融状态；⑷ 进一步在燃烧过程中产生的水蒸气及其它气体会释放出来，让形成的炭层进一步发泡，与此同时，多元醇和酯脱水炭化，形成无机物及炭残余物，且体系进一步膨胀发泡；⑸反应快结束的时候，形成的炭层温度逐渐降低，慢慢的固化，形成致密的炭层。

但是，目前常见的膨胀型防火涂料主要有两个缺陷。第一，耐水性差，按照饰面型防火涂料的检测标准GB12441-2005，要求这类涂料是在25℃的自来水中浸泡24小时不出现脱落，起泡现象，如图1所示。但在实际应用环境所限，比如防火电线电缆有时候浸泡的条件和时间远高于这个标准，在这种环境下不可避免的会使防火料失效。这是由于目前防火涂料中使用的成膜剂水性高分子乳液基本上都是苯丙乳液，醋酸乳液，硅丙乳液和丙烯酸酯乳液等，这些乳液在合成过程中普遍使用了亲水性的极性单体，因此大大降低了防火涂料的耐水能力，长时间在水中浸泡会出现气泡，脱落现象。第二，膨胀型防火涂料的防火能力主要是依靠成炭剂在催化剂作用下脱水成碳，发泡剂受热分解膨胀后形成的大量含空气闭孔隔热起作用的，但是，完成上述过程需要时间，同时也产生了大量的热，从而降低了涂料的防火效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有微孔结构的耐水膨胀防火涂料，该涂料通过加入成孔剂，在成膜物质中形成大量封闭微孔，提高了防火涂料的防火隔热性能，成孔剂通过迁移至涂料表面形成油性防水层，使防火涂料的耐水能力大大提高。。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有微孔结构的耐水膨胀防火涂料，所述涂料组分中含有可以形成封闭微孔的成孔剂，该成孔剂迁移至涂料表面，使涂料具有耐水性，涂料组分配比按重量份计如下：