[发明专利]膨胀型水性透明防火涂料的制备方法

说明书

本发明是关于一种新型膨胀型水性透明防火涂料的制备方法。

膨胀型防火涂料，是一种受火膨胀并形成它本身几十倍至上百倍的海绵状炭层，从而起到隔热防火作用的涂料。在近十几年中，膨胀防火涂料得到迅速的发展，其生产和配制工艺基本上达到了成熟的程度。但是，到目前为止，开展应用的膨胀型防火涂料大多为不透明的加颜料型或体质型的。据我们检索所知美国化学文摘，CA97：129305K，记载了一篇制备防火涂料的专利（Czech.CS202 312，30APr.1982）。它是应用氨基树脂（三聚氰胺-甲醛树脂或脲-甲醛树脂或它们的混合物）为成膜物质，加入磷酸铵盐、脲、糊精、CMC、H₂PO₄以及NH₄NO₃或含石灰石的NH₄O₃等组分，混料制成的。制得的涂料不能形成透明的涂层，主要用于建筑屋顶结构的防火保护。另外一篇和本发明相近的专利（USP438 2884，1983年5月10日）文献，它是以糊精作为粘合剂，将其它成份混入而不经反应制成，也不能形成透明的涂膜。然而，目前较高要求的建筑装饰迫切需要一种透明的防火涂料。

本发明的目的是提供一种制备透明防火涂料的制备方法。这种透明涂料除具有优良的防火性能外，还具有常用清漆的显纹装饰性，因此它可应用于家俱以及木质建筑结构的显纹装饰防火保护。本发明是以改进的氨基树脂的合成工艺，制备以氨基树脂为成膜物的膨胀水性透明防火涂料的方法。该方法是用初级的化工原料为原料，经独特的化学反应实现的。本发明是通过以下方法实现的：利用改进的合成氨基树脂化反应的特点，在将甲醛和脲或/和三聚氰胺合成氨基树脂的过程，将作为发泡剂的脲、三聚氰胺、双氰胺、成炭物的多元醇等通过化学反应结合到脲醛树脂分子上，并将作为成炭催化剂或阻燃剂的磷酸盐类容纳于体系中，制成在处理和使用性能上类似清漆的本发明的透明防火涂料，它可广泛用于木质家俱以及宾馆、高层建筑等场所的木质结构的显纹装饰和防火保护。

本发明的配方及工艺如下：

本发明的膨胀型水性防火涂料的四种基本组分是：（1）成膜剂或粘合剂原料：甲醛与脲或/和三聚氰胺;（2）吹气剂或发泡剂：脲、三聚氰胺、苯胺等;（3）碳催化剂或阻燃剂：磷酸氢铵、聚磷酸铵等;（4）成炭物质：多元醇类中的丙三醇、乙二醇、季戊四醇、糊精、淀粉等。

本发明的四种基本组分的重量比是：成膜剂为25-55%;吹气剂为10-40%;炭化催化剂为10-30%;成炭物质为15-35%。最佳重量比是：成膜剂为30-50%;吹气剂为15-25%;碳化催化剂为15-25%。

本发明的反工艺为，将上述配方中四种基本组分中至少各一种原料，加入到反应瓶中，经加热回流1-1.5小时，待粘度达到要求（通20秒4号粘度杯）后即为本发明之成品。

实施例1：将0.5克分子脲和1克分子甲醛，20克磷酸二氢铵，15克三聚氰胺，10克丙三醇和10克季戊四醇加入反应瓶中，搅拌下调整溶液的PH值为9-10，加热回流1-1.5小时，待反应液粘度达到20-30秒（涂4号粘度杯）时，即得涂料产品。

将此涂料涂敷于五层板上，干后形成清漆样透明漆膜，遇火发泡形成本身十倍甚至几十倍的隔热炭层，其防火性能：

大板燃烧法（ZGB5001-85）：耐火时间24分钟，湿涂敷比为500克/米²。

隧道法（ZGB5002-85）：火焰传播比值为33.07。

小室法（ZGB5003-85）：失重：5.2克，碳化体积：24厘米³。

物理机械性能：

耐冲击强度：50公斤·厘米。按GB1732-79法测试。

漆膜柔软度：通过曲率半径1.5毫米轴棒法试验。按GB1731-79法试验。

耐火性能：以水擦洗不失光泽，防火性能不受影响。

实施例2：将0.4克分子三聚氰胺和3克分子甲醛，10克聚磷酸铵，10克磷酸氢二铵，20克双氰胺，10克糊精，3克淀粉加入反应瓶中，搅拌下升温溶解固体，调整PH值到9-10，加热回流1-1.5小时，得粘度20秒左右（涂4号粘度杯）产品。将此透明涂料涂于五层板上，干后呈清漆样漆膜，有很好的显纹装饰性。

其防火性能：

大板法：耐火时间：33分钟，湿涂敷比1000克/米²。

物理机械性能：

耐冲击强度50公斤·厘米。

漆膜柔韧性：通过曲率半径1.5毫米轴棒试验。

耐水性：同例1。