[发明专利]一种基于埃洛石的水性膨胀型防火涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于埃洛石的水性膨胀型防火涂料，各组分及其所占质量百分比包括：丙烯酸酯基乳液20～30％，聚磷酸胺30～36％，季戊四醇10～20％，三聚氰胺10～15％，二氧化钛1～5％，埃洛石纳米管1～5％，羟乙基纤维素0.5～1％，分散剂0.5～1％，消泡剂0.5～1％，正辛醇0.5～1％，其余为水。本发明首次提出在膨胀型防火涂料中同时引入埃洛石和二氧化钛无机填料，二者协同作用可显著提升所得膨胀型防火涂料的防火性能，所得防火涂料具有防火时间久、使用寿命长、耐候性好，装饰性好，水性环保等优点，且涉及的制备方法简单，防火效果极佳，适合推广应用。

技术领域

本发明属于防火涂料技术领域，具体涉及一种基于埃洛石的水性膨胀型防火涂料及其制备方法。

背景技术

新型水性膨胀型防火涂料是指以水为溶剂，将高分子乳液、高分子树脂作为基体或成膜物，加入由酸源(脱水剂)，碳源(成炭剂)，气源(发泡剂)所组成的膨胀防火体系。当火灾发生或者处于类火灾现场的高温环境时，以上组分相互反应，脱水碳化形成均匀致密的蜂窝状膨胀炭层，隔绝空气和热量传递，从而达到优异的防火隔热效果。

填料作为一种添加量较少的组分，往往对水性膨胀型防火涂料的防火阻燃贡献有限，不能显著提升其阻燃效果。如最常用的二氧化钛，由于其能够起到增白增稠效果，被广泛应用于各种涂料中，但其对防火阻燃的贡献有限，无法有效提高防火涂料的耐火极限，进一步对填料进行改性、复配或优化，是提升涂料防火性能的一种有效途径。专利CN109852123A将一种二氧化钛改性负离子填料添加进防火涂料，虽然提升了涂料的防火性能，但其制备工艺较为复杂，不利于工业化生产。专利CN 106752681A将一种基于改性氧化石墨烯应用于水性膨胀型防火涂料中，但由于氧化石墨烯的成本过于昂贵，也不具备实际的应用价值。

因此，进一步探索适用于水性膨胀型防火涂料，并优化其制备工艺，具着重要实际应用价值和研究意义。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种基于埃洛石填料的高耐火性能的新型水性膨胀型防火涂料，该防火涂料具有耐火时间长，耐水性好，附着力优异，干燥时间短，抗裂性好，环境友好等优点，且涉及的制备工艺简单，成本较低，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于埃洛石的水性膨胀型防火涂料，各组分及其所占质量百分比包括：丙烯酸酯基乳液20～30％，聚磷酸胺30～36％，季戊四醇10～20％，三聚氰胺10～15％，二氧化钛1～5％，埃洛石纳米管1～5％，羟乙基纤维素0.5～1％，分散剂0.5～1％，消泡剂0.5～1％，正辛醇0.5～1％，其余为水。

上述方案中，所述埃洛石纳米管的外径为10～50nm，内径为15～20nm，长度为100～1500nm。

上述方案中，所述丙烯酸酯基乳液可选用丙烯酸酯核壳乳液、甲基丙烯酸酯乳液、苯丙乳液或苯丙核壳乳液等；所述乳液固含量为30～55％，凝聚率为0.1～2％。

优选的，所述丙烯酸酯核壳乳液以乳化剂、核单体混合物、壳单体混合物与交联单体为主要原料经核壳乳液聚合而成，具体制备方法包括以下步骤:

1)将乳化剂溶解于水中制备乳化剂水溶液，并分成三份，向其中一份乳化剂水溶液中加入核单体混合物，预乳化0.5～1h，得核预乳化液，想另一份乳化剂水溶液中加入壳单体混合物和交联单体，预乳化1～2h,得壳预乳化液；将缓冲剂溶解于剩下一份乳化剂水溶液中，得缓冲剂水溶液；将引发剂溶于水中，得引发剂水溶液；

2)种子乳液的制备：在搅拌条件下，向反应容器中依次加入缓冲剂水溶液、1/4～1/3体积的引发剂水溶液和2/5～1/2体积的核预乳化液，然后升温至65～70℃，当乳液出现大量蓝光时，保温0.5～1h，得种子乳液；