專利名稱：防火涂料組合物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防火涂料及其用途。該防火涂料可以用作電纜電線的外涂料，使電纜能夠在火災(zāi)中保持一定時(shí)間的安全通電。
背景技術(shù)：
電線電纜容易發(fā)生火災(zāi)而且火災(zāi)危害大，因此電纜防火是消防領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究課題，目前國內(nèi)外先后研制出耐火電纜、阻燃電纜、電纜防火涂料等產(chǎn)品。其中在電纜表面涂刷電纜防火涂料可以有效的減少火災(zāi)發(fā)生和阻止火焰的蔓延和傳播，是一種簡單、經(jīng)濟(jì)的手段，但是目前國內(nèi)電纜防火涂料的檢測標(biāo)準(zhǔn)《電纜防火涂料通用技術(shù)條件》(GA181-1998)中對阻燃和耐火性能的檢測僅有炭化高度一項(xiàng)，因此國內(nèi)很少有關(guān)于電纜涂刷電纜防火涂料后的耐火性能的報(bào)道?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)電纜極易發(fā)生短路使設(shè)備中斷運(yùn)行，如果普通電纜經(jīng)防火處理后能在火災(zāi)中保持一段時(shí)間的安全通電，可以有效的降低火災(zāi)造成的損失，為消防營救爭取寶貴的時(shí)間。
電纜表皮及防火涂料成膜樹脂均為高分子材料，火災(zāi)時(shí)發(fā)生炭化形成炭質(zhì)層，很容易發(fā)生短路。為避免該現(xiàn)象，目前現(xiàn)有的耐火電纜是在電纜芯材包敷耐火絕緣帶，但是該方法需要耐火絕緣帶的額外成本，而且包敷工序費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。因此，需求一種新途徑解決電纜電線的防火問題。
迄今為止，尚未有文獻(xiàn)報(bào)道采用防火涂料涂覆電纜，從而使之在火災(zāi)中能保持一定時(shí)間的安全通電。本發(fā)明就該方面進(jìn)行了研究。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種新的防火涂料，它具有耐火性能。它涂覆在普通電纜電線外部，在受火時(shí)能形成一個耐火絕緣的骨架，使電纜在火中能夠保持原有的通電安全性，延遲其短路的發(fā)生。這樣可使電纜電線火災(zāi)中保持一段時(shí)間的安全通電，從而有效降低火災(zāi)造成的損失，為消防營救爭取寶貴的時(shí)間。
本發(fā)明的一個方面涉及一種防火涂料組合物，它含有(a)復(fù)合成膜樹脂15-30重量份；(b)膨脹阻燃劑27-40重量份；(c)耐火絕緣材料2-15重量份；(d)纖維填料1-5重量份；(e)涂料溶劑30-45重量份；其中所述組分(a)-(d)的平均粒度均為1-90微米。
在本發(fā)明的防火涂料組合物的一個實(shí)施方式中，所述的復(fù)合成膜樹脂優(yōu)選選自下列樹脂中的至少一種脲醛樹脂、氯化橡膠、聚過氯乙烯、氯化石蠟、聚氨酯樹脂、鄰苯二甲酸辛二醇酯。
在本發(fā)明的防火涂料組合物的另一個實(shí)施方式中，所述的膨脹阻燃劑優(yōu)選這樣的阻燃體系，它含有聚磷酸胺15-20重量份；三聚腈胺6-10重量份；季戊四醇6-10重量份。
在本發(fā)明的防火涂料組合物的再一個實(shí)施方式中，所述的耐火絕緣材料優(yōu)選選自下列材料中的至少一種云母、硼砂、蛭石、二氧化硅，更優(yōu)選選自云母、二氧化硅中的至少一種。
在本發(fā)明的防火涂料組合物的又一個實(shí)施方式中，所述的耐火絕緣材料的含量優(yōu)選為2-10重量份。
在本發(fā)明的防火涂料組合物的又一個實(shí)施方式中，所述的纖維填料優(yōu)選選自下列材料中的至少一種聚乙烯醇纖維、纖維素纖維、粘膠纖維，更優(yōu)選纖維素纖維。
在本發(fā)明的防火涂料組合物的又一個實(shí)施方式中，所述纖維填料的含量優(yōu)選是1-3重量份。
本發(fā)明的另一方面，提供一種上述防火涂料組合物的用途，它用于涂覆電纜。
本發(fā)明的再一方面，提供一種防火電纜，它包括電纜和涂覆在該電纜上的由本發(fā)明防火涂料組合物所形成的涂層；所述涂層的厚度為0.3-1mm，而且含有以下組分
(a)復(fù)合成膜樹脂15-30重量份；(b)膨脹阻燃劑27-40重量份；(c)耐火絕緣材料2-15重量份；(d)纖維填料1-5重量份。
發(fā)明的詳細(xì)說明在本發(fā)明的防火涂料組合物中，復(fù)合成膜樹脂是可以附著于電纜表皮，并形成膜的聚合物樹脂。許多聚合物樹脂都可以用作復(fù)合成膜樹脂。
復(fù)合成膜樹脂的代表性例子包括聚烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯；氯化聚烯烴，例如聚氯乙烯、聚過氯乙烯等；氯化石蠟；橡膠，例如氯化橡膠；聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚鄰苯二甲酸乙二醇酯、聚間苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚鄰苯二甲酸丙二醇酯、聚間苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚鄰苯二甲酸丁二醇酯、聚間苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸辛二醇酯、聚鄰苯二甲酸辛二醇酯、聚間苯二甲酸辛二醇酯；脲醛樹脂；聚氨酯樹脂等。這些樹脂可以單獨(dú)使用或組合使用。
復(fù)合成膜樹脂優(yōu)選選自下列樹脂中的至少一種脲醛樹脂、氯化橡膠、聚過氯乙烯、氯化石蠟、聚氨酯樹脂、鄰苯二甲酸辛二醇酯。更優(yōu)選選自氯化橡膠、聚過氯乙烯、氯化石蠟等，因?yàn)楹鹊膹?fù)合成膜樹脂阻燃效果比不含氯的要好。
復(fù)合成膜樹脂在涂料組合物中的含量為15-30重量份。含量＞30重量份，樹脂不容易完全溶解于溶劑中，形成成膜的聚合物溶液。含量小于15重量份，成膜性能不好。其含量優(yōu)選18-30重量份。
本發(fā)明涂料組合物中的膨脹阻燃劑可以使用防火涂料行業(yè)中的常規(guī)的膨脹阻燃劑，一種常用的阻燃劑是這樣的，它含有聚磷酸胺15-20重量份；三聚腈胺6-10重量份；季戊四醇6-10重量份。
在本發(fā)明涂料組合物中，膨脹阻燃劑的含量為27-40重量份。
膨脹阻燃劑的作用是受火時(shí)會膨脹，形成發(fā)泡層，起到隔熱作用，延緩火焰到達(dá)電纜包皮的時(shí)間。
本發(fā)明涂料組合物中的超細(xì)耐火絕緣材料是無機(jī)的耐高溫絕緣材料，它的平均粒度為90微米或以下。不與涂料組合物內(nèi)的組分發(fā)生反應(yīng)、不影響涂料的理化性能、并可以研磨成90微米以下的無機(jī)耐高溫絕緣材料都可以用于本發(fā)明的涂料中。
耐火絕緣材料優(yōu)選選自下列材料中的至少一種云母、硼砂、蛭石、二氧化硅，它們可以單獨(dú)使用或組合使用。它更優(yōu)選選自云母、二氧化硅中的至少一種，最優(yōu)選是云母。
耐火絕緣材料在涂料組合物中均勻分散。在涂料涂覆到電纜上后，它受火時(shí)能夠形成一個耐火絕緣的骨架，使電纜在火中保持原有的通電安全性，延遲發(fā)生短路的時(shí)間。同時(shí)，無機(jī)的超細(xì)耐高溫材料為片狀結(jié)構(gòu)，可以提高涂料的遮蓋力，由于其耐高溫和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠提高涂層的耐熱、耐酸堿性，而且還有抗菌、防酶的作用。
耐火絕緣材料含量在涂料組合物中的含量是2-15重量份，低于2重量份，延遲發(fā)生短路的時(shí)間的效果不明顯。高于15重量份，提高延遲短路的效果趨于平緩，而且可能影響涂料的其他理化性能。從提高延遲短路的效果考慮，該含量優(yōu)選為2-10重量份，更優(yōu)選6-8重量份。
對于本發(fā)明防火涂料組合物中所述的纖維填料，不與涂料組合物內(nèi)組分發(fā)生反應(yīng)、不影響涂料理化性能，并可以研磨成90微米以下的工程用有機(jī)纖維填料都可以用作本發(fā)明的纖維填料。它優(yōu)選選自下列材料中的至少一種聚乙烯醇纖維、纖維素纖維、粘膠纖維等，它們可以單獨(dú)使用或組合使用。它更優(yōu)選纖維素纖維。
添加的纖維材料能夠在成膜體系中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效的提高涂料的柔韌性和抗彎性能，而且具有良好的毛細(xì)管效應(yīng)使涂層的干燥過程更加均勻，有良好的附著力。尤其在本發(fā)明涂料組合物含有無機(jī)的耐火絕緣材料的情形下，無機(jī)的耐火絕緣材料會使涂層變硬，因此，同時(shí)的使用纖維材料填料，就可以改善涂層的柔韌性和抗彎性能。
本發(fā)明防火涂料組合物中所述纖維填料的含量是1-5重量份。低于1重量份，改善涂層性能的效果不明顯；高于5重量份，纖維填料在涂料組合物中不易于均勻地分散，容易結(jié)團(tuán)，影響涂層的性能。纖維填料在涂料組合物中的含量優(yōu)選1-3重量份，更優(yōu)選1.5-2.5重量份。
本發(fā)明涂料組合物中使用的溶劑是電纜涂料行業(yè)內(nèi)的常規(guī)溶劑，它應(yīng)當(dāng)容易揮發(fā)、對環(huán)境友好，而且不與涂料中的其他組份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。溶劑的例子包括200號溶劑汽油、酮、一元醇、二元醇等。酮的代表性例子有丙酮、丁酮、戊酮、己酮等。一元醇的代表性例子有乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇等，二元醇的代表性例子有乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇等。
溶劑在涂料組合物中的含量30-45重量份。低于30重量份，不容易制成各組分溶解均勻的涂料漿料，高于45重量份，溶劑揮發(fā)過程過長，形成涂層的時(shí)間就不合理地被延長。
溶劑優(yōu)選是200號溶劑汽油、丙酮、丁酮、丙醇、乙二醇、丙二醇等；更優(yōu)選200號溶劑汽油、乙二醇、丙醇、丙酮；最優(yōu)選200號溶劑汽油。溶劑含量優(yōu)選30-40重量份。
除了上述組分，本發(fā)明的防火涂料組合物中還可以含有其他組分，例如還可以含有顏料。為了使涂層為白色，可以添加二氧化鈦；為了使涂層為黑色，可以添加炭黑。顏料的添加量為常規(guī)用量，其用量可以為0.5-5重量份，優(yōu)選1-3重量份，更優(yōu)選1-2重量份。
本發(fā)明涂料組合物中各固態(tài)組分的平均粒度均為1-90微米，優(yōu)選10-90微米，更優(yōu)選50-90微米，最優(yōu)選70-80微米。
本發(fā)明的防火電纜包含電纜和涂覆在電纜上的本發(fā)明防火涂料的涂層，該涂層厚0.3-1mm，優(yōu)選0.5-0.8mm，更優(yōu)選0.5-0.6mm。
本發(fā)明防火涂料組合物的制備方法是按照預(yù)定的配方比例，準(zhǔn)確稱取涂料組合物的各組分復(fù)合成膜樹脂、膨脹阻燃劑、耐火絕緣材料、纖維填料、溶劑和顏料(任何有的話)，放入砂磨機(jī)內(nèi)，蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度小于90微米，就停止砂磨，出料、計(jì)量及進(jìn)行包裝。
為了使纖維填料更好地分散于漿料中，纖維填料也可以在砂磨過程中，分次加入，例如可以砂磨2小時(shí)加一次，直至加完。
將制備好的涂料采用常規(guī)的涂覆方法涂覆到普通電纜上，就得到了本發(fā)明的防火電纜。涂覆方法的代表性例子有刷涂、浸涂、輥涂等。涂覆厚度為0.3-1mm。
本發(fā)明的涂料及其防火電纜具有優(yōu)良的性能和效果。經(jīng)過國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的測試，可以使涂覆有該涂料的電纜受火時(shí)的耐火長達(dá)36分鐘，才發(fā)生短路。
提高本發(fā)明防火涂料和防火電纜的耐火性能的機(jī)理是，因?yàn)橥苛嫌龌鹋蛎浐笮纬商抠|(zhì)層，一方面能夠起到隔熱作用，延緩火源到達(dá)電纜包皮的時(shí)間，此外由于添加的超細(xì)耐火材料本身具有絕緣、隔熱的性能，能使發(fā)泡層起到絕緣和隔熱的作用，但是隨著火勢的增加，電纜包皮會受到破壞，從而發(fā)生短路使熔斷器短路。普通的電纜防火涂料雖然也有隔熱的作用，但燃燒后形成的發(fā)泡層沒有絕緣的作用，因此只有幾分鐘的耐火特性。通過添加的方法能提高涂料的耐火特性，雖然不能達(dá)到防火電纜的要求(90min)，但是能在一定程度上提高涂料的耐火特性，在火災(zāi)時(shí)能有效的保護(hù)設(shè)備，減少損失。
本發(fā)明的防火涂料涂覆在電纜上，形成的電纜涂層的抗彎性符合GA國家標(biāo)準(zhǔn)，而且涂層出現(xiàn)的裂紋低于8條，符合裂紋需低于8條以下的標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明涂料的其他性能，例如阻燃性、耐油性、耐鹽性、耐濕熱性、耐冷熱循環(huán)性、干燥時(shí)間、粘度、在容器中的狀態(tài)中均符合GA或GB的國家標(biāo)準(zhǔn)。如表a所示。
表a本發(fā)明防火涂料的性能檢測結(jié)果

測試方法本發(fā)明涂料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，包括抗彎性，均按GA181-1998《電纜防火涂料通用技術(shù)條件》的技術(shù)要求和實(shí)驗(yàn)方法檢測。
電纜的耐火性能測試將涂料涂刷在電纜上，涂刷厚度0.3-1毫米，長度1米，經(jīng)保養(yǎng)后按GB/T12666.6-1990《電線電纜耐火特性實(shí)驗(yàn)方法》的技術(shù)要求和實(shí)驗(yàn)方法檢驗(yàn)。
具體步驟是給電纜供火90min，給試樣增加電纜額定電壓，隨著時(shí)間的延長，電纜發(fā)生短路，隨之導(dǎo)致3A熔斷器熔斷，測量從開始供火至熔斷器熔斷的時(shí)間。
實(shí)施例實(shí)施例1按照下表1所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表1

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為90微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.4mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表2所示。
表2 實(shí)施例1的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

對比例1按照下表3所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表3

按照實(shí)施例1所述方法，制備涂料，并涂覆到電纜上。
該對比例的原料不含本發(fā)明的耐火絕緣材料和纖維填料。經(jīng)檢測，電纜從供火至發(fā)生短路的時(shí)間為5分鐘，低于本發(fā)明的防火涂料。涂料和電纜的其他性能與實(shí)施例1接近。
實(shí)施例2按照下表4所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表4

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為80微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.5mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表5所示。
表5 實(shí)施例2的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例3按照下表6所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表6

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/4。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/4纖維素纖維，砂磨4小時(shí)再加入1/4纖維素纖維，砂磨6小時(shí)后加入最后的1/4纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為90微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.5mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能、電纜的抗彎性、耐火性能如下表7所示。
表7 實(shí)施例3的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例4按照下表8所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表8

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/4。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/4纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后再加入1/4纖維素纖維，砂磨6小時(shí)后加入最后的1/4纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為90微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.5mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表9所示。
表9 實(shí)施例4的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例5按照下表10所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表10

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為80微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.8mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表11所示。
表11實(shí)施例5的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例6按照下表12所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表12


將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3 。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為75微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.6mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表13所示。
表13實(shí)施例6的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例7按照下表14所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表14


將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為70微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.9mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表15所示。
表15 實(shí)施例7的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例8按照下表1所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表16

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為60微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.7mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表17所示。
表17 實(shí)施例8的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例9按照下表18所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表18

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為70微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.3mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表19所示。
表19實(shí)施例9的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例10按照下表20所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表20

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為60微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.4mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表21所示。
表21 實(shí)施例10的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例11按照下表22所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表22


將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為70微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.6mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能、電纜的抗彎性、耐火性能如下表23所示。
表23 實(shí)施例11的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例12按照下表24所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表24

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為90微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.5mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表25所示。
表25 實(shí)施例12的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例13按照下表26所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表26

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為90微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.4mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表27所示。
表27 實(shí)施例13的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

對比例2按照下表28所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表28

按照實(shí)施例13所述方法，制備涂料，并涂覆到電纜上。
該對比例的原料不含本發(fā)明的耐火絕緣材料和纖維填料。經(jīng)檢測，電纜從供火至發(fā)生短路的時(shí)間為6分鐘，低于本發(fā)明的防火涂料。涂料和電纜的其他性能與實(shí)施例1接近。
實(shí)施例14按照下表29所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表29

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為80微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.5mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表30所示。
表30 實(shí)施例14的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例15按照下表31所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表31

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/4。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/4纖維素纖維，砂磨4小時(shí)再加入1/4纖維素纖維，砂磨6小時(shí)后加入最后的1/4纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為90微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.5mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能、電纜的抗彎性、耐火性能如下表32所示。
表32 實(shí)施例15的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例16按照下表33所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表33


將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/4。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/4纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后再加入1/4纖維素纖維，砂磨6小時(shí)后加入最后的1/4纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為90微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度0.6mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表34所示。
表34 實(shí)施例16的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

實(shí)施例17按照下表35所示配比，準(zhǔn)確稱取各組分。
表35

將稱量好的各組分放入砂磨機(jī)內(nèi)，但是纖維素纖維僅放入1/3。蓋好蓋子，擰緊螺絲，先攪拌30分鐘，使各組分充分溶解于溶劑內(nèi)，開機(jī)進(jìn)行砂磨。砂磨2小時(shí)后再加入1/3纖維素纖維，砂磨4小時(shí)后加入最后的1/3纖維素纖維。砂磨24小時(shí)后定時(shí)取樣檢驗(yàn)平均粒度，當(dāng)平均粒度為80微米，就停止砂磨，出料。
將制成的涂料涂覆到電纜上，涂覆厚度1mm，制成防火電纜。
經(jīng)檢測，制成的涂料的性能和電纜的抗彎性、耐火性能如下表36所示。
表36實(shí)施例17的防火涂料和防火電纜的性能檢測結(jié)果

由上述實(shí)施例和對比例的涂料和電纜的檢測結(jié)果可知，本發(fā)明的耐火時(shí)間比對比例的延長很多，最長耐火時(shí)間可達(dá)36分鐘，對比例最長只有6分鐘。
還可以看出，超細(xì)耐火材料的添加量在2～8重量份范圍內(nèi)，隨著耐火材料添加量的增加，涂料的耐火時(shí)間明顯增長，但加入量達(dá)到10重量份及更多時(shí)，涂料的耐火時(shí)間隨加入量的提高而增長呈平緩趨勢。
無機(jī)耐火材料的加入會影響涂層的柔韌性和涂料的抗彎性能，使電纜上的涂料涂層出現(xiàn)裂紋，該缺陷通過加入纖維填料得到了克服。同時(shí)，纖維填料的加入還改善了涂層的其他理化性能，例如添加的纖維材料能夠在成膜體系中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效的提高涂料的柔韌性和抗彎性能，而且具有良好的毛細(xì)管效應(yīng)使涂層的干燥過程更加均勻，有良好的附著力。
本發(fā)明涂料中加入的纖維填料及超細(xì)耐高溫材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，與涂料的成膜體系、膨脹阻燃體系、溶劑體系及添加劑不發(fā)生反應(yīng)，沒有對涂料的理化及阻燃性能產(chǎn)生不良影響。
本發(fā)明的電纜防火涂料不但可以在火災(zāi)時(shí)阻止電纜火災(zāi)的傳播和蔓延，還可以保證用電設(shè)備在一定時(shí)間內(nèi)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為消防營救爭取寶貴的時(shí)間，最大限度的減少火災(zāi)的危害。
權(quán)利要求
1.一種防火涂料組合物，它含有(a)復(fù)合成膜樹脂15-30重量份；(b)膨脹阻燃劑27-40重量份；(c)耐火絕緣材料2-15重量份；(d)纖維填料1-5重量份；(e)涂料溶劑30-45重量份；其中所述組分(a)-(d)的平均粒度為1-90微米。
2.如權(quán)利要求1所述的防火涂料組合物，其特征在于所述的復(fù)合成膜樹脂選自脲醛樹脂、氯化橡膠、聚過氯乙烯、氯化石蠟、聚氨酯樹脂、鄰苯二甲酸辛二醇酯或其組合。
3.如權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的防火涂料組合物，其特征在于所述的耐火絕緣材料選自云母、硼砂、蛭石、二氧化硅或其組合。
4.如權(quán)利要求3所述的防火涂料組合物，其特征在于所述的耐火絕緣材料選自云母、二氧化硅或其組合。
5.如權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的防火涂料組合物，其特征在于所述的耐火絕緣材料的含量為2-10重量份。
6.如權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的防火涂料組合物，其特征在于所述的纖維填料選自下列材料中的至少一種聚乙烯醇纖維、纖維素纖維、粘膠纖維。
7.如權(quán)利要求6所述的防火涂料組合物，其特征在于所述纖維填料是纖維素纖維。
8.如權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的防火涂料組合物，其特征在于所述纖維填料的含量是1-3重量份。
9.一種權(quán)利要求1所述的防火涂料組合物的用途，它用于涂覆電纜。
10.一種防火電纜，它包括電纜；和涂覆在該電纜上的由權(quán)利要求1所述防火涂料組合物所形成的涂層；所述涂層的厚度為0.3-1mm，而且含有以下組分(a)復(fù)合成膜樹脂15-30重量份；(b)膨脹阻燃劑27-40重量份；(c)耐火絕緣材料2-15重量份；(d)纖維填料1-5重量份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防火涂料及其用途。該防火涂料組合物，含有以下組分復(fù)合成膜樹脂，15－30重量份；膨脹阻燃劑，27－40重量份；耐火絕緣材料，2－15重量份；纖維填料，1－5重量份；涂料溶劑，30－45重量份；其中所述固態(tài)各組分的平均粒度為1－90微米。該防火涂料用于涂覆電纜，延長電纜的耐火時(shí)間。本發(fā)明的防火電纜包括電纜和涂覆在電纜上的本發(fā)明的防火涂料。該防火電纜具有良好的抗彎性和柔韌性，其受火時(shí)至擊穿的時(shí)間長達(dá)36分鐘。
文檔編號C09D127/02GK1544559SQ20031010887
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者楊佳慶, 陳莉, 戴昱, 商德民, 龔卿瑜 申請人:公安部上海消防研究所