[发明专利]一种含有气凝胶的膨胀型防火涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含有气凝胶的膨胀型防火涂料及其制备方法，膨胀型防火涂料为由增强性二氧化硅气凝胶、硅丙乳液、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、可膨胀石墨、钛白粉、氯化石蜡等组分形成的混合物。本发明的防火涂料成膜性及封闭性好，无裂纹、能常温固化、防火阻燃、防水防潮、使用寿命长、成本低、安全环保，能在1100度高温下使用，可以工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及消防技术领域，尤其涉及一种含有气凝胶的膨胀型防火涂料及其制备方法。

背景技术

建筑行业的发展，高大空间钢结构建筑(如大型会展中心、机场航站楼、高铁站点、体育馆等建筑)是高大空间建筑中最为常见的建筑形式，一般多为单层大型公共建筑。建筑内火灾荷载较为集中，一旦发生火灾，火灾将产生大量的热和有毒气体，热辐射、烟气毒性以及减光度等都将直接危害建筑内的人员生命安全。与此同时，火源产生的热烟气以及火源火焰体的直接热作用也将加热屋面钢构件，钢构件升温，钢材的材料性能以及力学性能逐渐降低，当钢结构温度升高到(通常为540℃)时，屈服应力仅为常温的40％，钢材在高温火焰直接灼烧下，只有15分钟的耐火极限，因此，对钢结构进行防火保护势在必行，其中使用防火涂料是一种比较理想的方法。

二氧化硅气凝胶是一种以空气为主要组成成分、无定形态的二氧化硅为基本骨架，具有复杂三维网络结构的纳米轻质多孔材料，其基本物理性能：表观密度0.003～0.35g/cm3，比表面积800～1000m2/g，孔隙率80.0％～99.8％，孔洞平均尺寸20nm，导热系数0.008～0.043W/(m·K)。它同时囊括了低热导率、低密度、高孔隙率、高光透过性、高比表面积、低折射率以及低声速性等性质。二氧化硅涂料应用在市面较少出现，因此，市面上的涂料均缺少二氧化硅材料组分。现有的涂料在导热、防火方面性能不佳，因此，亟待一种含有气凝胶的膨胀型防火涂料解决上述问题。

发明内容

本发明目的旨在提供一种含有气凝胶的膨胀型防火涂料及其制备方法，通过气凝胶增强阻燃碳层，降低了涂料的导热系数和延缓了涂料的燃点起燃速度，防火性能大幅提升,从而提升其防火效果。

有鉴于此，本发明一方面提供一种含有气凝胶的膨胀型防火涂料，其特征在于，

包括以下组成材料：增强性二氧化硅气凝胶、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、过氧化甲乙酮、苯乙烯、环烷酸钴、可膨胀石墨、钛白粉、三乙烯四胺和丁酸丁酯。

可选地，所述组成材料百分含量为：

可选地，所述增强性二氧化硅气凝胶制备方法如下：

(1)将硅酸乙酯、无水乙醇和去离子混合搅拌均匀成混合溶液，在混合溶液滴加稀盐酸将PH值调节至4～5；

(2)在80℃温度条件下，持续搅拌混合溶液，使硅酸乙酯充分水解；

(3)将氨水加入混合溶液中，使PH值调节至7～8；

(4)进行混合溶液的搅拌，持续3分钟，再将混合溶液静置，制得硅溶胶；

(5)将硅溶胶倒入硅酸铝纤维毡平铺于模具中，通过真空浸渍和超声分散将硅溶胶均匀分散在硅酸铝纤维毡中；

(6)将模具进行烘烤使其老化速度加快，等湿硅溶胶冷却后变硬后将模具浸泡在乙醇溶液中老化脱模；

(7)将硅溶胶浸泡在正己烷与三甲基氯硅烷混合液中进行硅溶胶的表面改性，接着用正己烷继续浸泡，最后将湿的硅溶胶进行烘烤、干燥，制得增强性二氧化硅气凝胶。

可选地，所述聚磷酸铵、所述季戊四醇和所述三聚氰胺的质量比为：0.9～1.1：0.53～0.73：0.57～0.77。

可选地，硅酸铝纤维、硅酸乙酯、无水乙醇和去离子水。