專(zhuān)利名稱(chēng)：一種揮發(fā)性有機(jī)化合物含量為零、燃燒時(shí)總煙釋放量低的膨脹型防火涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋼結(jié)構(gòu)、電纜、木結(jié)構(gòu)、混凝土等結(jié)構(gòu)防火保護(hù)揮發(fā)性有機(jī)化 合物含量為零、燃燒時(shí)總煙釋放量低的膨脹型防火涂料，屬于化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
膨脹型防火涂料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用已有多年歷史，在電纜防火保護(hù)、鋼結(jié)構(gòu)防火 保護(hù)、木結(jié)構(gòu)防火保護(hù)等方面起到了積極的作用。但在多年的應(yīng)用中也出現(xiàn)了諸多問(wèn)題，如 VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)問(wèn)題和燃燒中發(fā)煙量大的問(wèn)題。早期的防火涂料主要以有機(jī)物為溶劑，其弊端是，不環(huán)保，危害人身健康，施工中 容易引起火災(zāi)等。后期出現(xiàn)了一些水性的防火涂料，但是揮發(fā)性有機(jī)化合物含量還是很高， 不能達(dá)到涂料中有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)?；馂?zāi)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，75%的傷亡是由煙霧和有毒氣體所致，所以控制火災(zāi)中產(chǎn) 生的煙霧和有毒氣體至關(guān)重要。這就要求火災(zāi)中各種物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙霧和有毒氣體越少 越好。膨脹型防火涂料多以碳-磷-氮為膨脹體系，如中國(guó)專(zhuān)利85107788公開(kāi)了一種 用于木結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的以水溶性樹(shù)脂為基料，加季戊四醇、磷酸制成防火涂料。中國(guó)專(zhuān)利 CN1164701C公開(kāi)了一種以丙烯酸樹(shù)脂為基料，加催化劑(磷酸鹽)，成碳劑(多羥基化合 物)，發(fā)泡劑(含氮化合物)，阻燃劑(氯化石蠟)等制成。碳-磷-氮體系本身產(chǎn)生的煙霧 很少，但如果與基料不能很好的配合以及氯化石蠟的存在，會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和有毒氣體。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種揮發(fā)性有機(jī)化合物含量為零、燃燒 時(shí)總煙釋放量低的膨脹型防火涂料。本發(fā)明的技術(shù)方案如下按重量百分比計(jì)算，揮發(fā)性有機(jī)化合物含量為零、燃燒時(shí)總煙釋放量低的膨脹型 防火涂料組成為10 50%聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯_乙烯共聚乳液， 0. 1 聚磷酸銨插層蒙脫土，10 50%聚磷酸銨插層水滑石，4 30%季戊四醇，5 30三聚氰胺，0. 5 5%層狀硅酸鈉，0. 005-0. 01%消泡劑，0. 01-0. 05%締合型增稠劑， 2 30%鈦白粉，10 30%純凈水。其中所述的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯_乙烯共聚乳液，其制備方法 是在醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中加入0. 濃度為的氫氧化鈉水溶液，在50°C的恒溫 下低速(100轉(zhuǎn)/分鐘)攪拌30分鐘，使醋酸乙烯-乙烯共聚物部分水解，然后緩慢加入聚 合二苯基甲烷二異氰酸酯，邊攪拌邊反應(yīng)120分鐘。其中，聚合二苯基甲烷二異氰酸酯加入 量為醋酸乙烯-乙烯共聚乳液重量的0. 5 10%。和普通醋酸乙烯-乙烯共聚乳液相比，聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙 烯_乙烯共聚乳液具有更加優(yōu)越的耐水性能、粘結(jié)強(qiáng)度和成膜性能。這解決了大多數(shù)水性防火涂料耐水性能差的問(wèn)題，而且，因其優(yōu)異的成膜性能，在制備涂料可免去添加成膜助 齊IJ，從而減少了涂料中的揮發(fā)性有機(jī)化合物。所述的聚磷酸銨插層蒙脫土，利用蒙脫土片層間陽(yáng)離子可交換的特性，將聚磷酸 銨插入蒙脫土層間。其制備方法是將蒙脫土加入其重量10倍的水中，常溫下用超聲波振 蕩器振蕩45min，其作用是加大蒙脫土層間距；后加入一定量的聚磷酸銨，恒溫(40°C )攪拌 (500轉(zhuǎn)/分鐘)8小時(shí)后靜置分層，取沉淀烘干粉碎，然后研磨過(guò)篩。其中，聚磷酸銨的加入 量為蒙脫土重量的5 20%。聚磷酸銨插層蒙脫土同時(shí)具備阻燃功能和增稠功能。使用聚磷酸銨插層蒙脫土， 可以除去加入常規(guī)的有機(jī)增稠劑引入的揮發(fā)性有機(jī)化合物。所述的聚磷酸銨插層水滑石，其制備方法同聚磷酸銨插層蒙脫土的制備。其中，聚 磷酸銨的加入量為水滑石重量的20 50%。聚磷酸銨插層水滑石具備阻燃、消煙功能，也是涂層膨脹的催化劑。聚磷酸銨插層 水滑石可控制聚磷酸銨的分解速度，從而充分催化基材和成炭劑成炭，顯著減少煙霧和有 毒氣體的產(chǎn)生。普通磷酸銨并不具備消煙功能，所以導(dǎo)致防火涂料總煙釋放量增大。本發(fā)明的特點(diǎn)首先是燃燒時(shí)總煙釋放量低，通過(guò)采用聚磷酸銨插層水滑石，涂層 在燃燒中的總煙釋放量非常小，大大低于常規(guī)值；其次是揮發(fā)性有機(jī)化合物為零，通過(guò)采用 成膜性能優(yōu)異的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯_乙烯共聚乳液和聚磷酸銨插 層蒙脫土作為增稠劑，避免有機(jī)助劑的加入，顯著減少涂料中的揮發(fā)性有機(jī)化合物。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1取聚合聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯_乙烯共聚乳液30份，聚磷酸銨 插層蒙脫土 0. 1份，聚磷酸銨插層水滑石20份，季戊四醇10份，三聚氰胺15份，層狀硅酸 鈉0. 5份，F(xiàn)ill消泡劑0. 01份，TT935締合型增稠劑0. 1份，鈦白粉10份，純凈水30份。 按通常的涂料制備工藝制備。此配方的制成品用于電纜的防火保護(hù)，涂層膨脹倍率可達(dá)到30倍。經(jīng)國(guó)家建筑材 料測(cè)試中心根據(jù)GB18582-2008《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)強(qiáng)涂料中有害物質(zhì)限量》的檢驗(yàn)結(jié)果 為“V0C未檢出”，經(jīng)中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院消防工程系根據(jù)錐形量熱儀檢測(cè)“總煙釋 放量為11.76/πι2·ΠΓ2”。經(jīng)國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心根據(jù)GA181-1998《電纜防 火涂料通用技術(shù)條件》測(cè)試，耐火性能“碳化高度0. 5m”，理化性能均達(dá)到要求，具體測(cè)試結(jié) 果如下表1 表 1
耐油性，d 浸泡7d，涂層無(wú)起皺,無(wú)剝落 符合要求 合格
耐鹽性，d 浸泡3d,涂層無(wú)起繼,無(wú)剝落 符合耍求 合格
耐濕熱性，d J^J驗(yàn)后’涂層無(wú)起敏，無(wú) 符合要求 合格 _剝洛___
耐冷熱循環(huán)性，次!Ilf環(huán)后’涂層無(wú)起敏’ 符合要求 合格
_無(wú)剝落___
橋蜜w涂層不起層，不脫落，允許 矜A惡龍A格
坑彎性出現(xiàn)8條以下 紋符0妥不 丨0格實(shí)施例2 4制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例2取聚合聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯_乙烯共聚乳液20份，聚磷酸銨 插層蒙脫土 0. 1份，聚磷酸銨插層水滑石30份，季戊四醇15份，三聚氰胺10份，層狀硅酸 鈉0. 5份，F(xiàn)ill消泡劑0. 01份，TT935締合型增稠劑0. 1份，鈦白粉10份，純凈水30份。此配方的制成品用于鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)，涂層膨脹倍率可達(dá)到35倍。經(jīng)國(guó)家建筑 材料測(cè)試中心根據(jù)GB18582-2008《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)強(qiáng)涂料中有害物質(zhì)限量》的檢驗(yàn)結(jié) 果為“V0C未檢出”，經(jīng)中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院消防工程系根據(jù)錐形量熱儀檢測(cè)“總煙 釋放量為10. 11/m2 ·πΓ2”。經(jīng)國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心根據(jù)GB14907-2002《鋼 結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》測(cè)試，2mm涂層耐火性能達(dá)到120分鐘，理化性能均達(dá)到要求。實(shí)施例3取聚合聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯_乙烯共聚乳液20份，聚磷酸銨 插層蒙脫土 0. 1份，聚磷酸銨插層水滑石20份，密胺樹(shù)脂包覆季戊四醇15份，三聚氰胺10 份，層狀硅酸鈉0. 5份，F(xiàn)ill消泡劑0. 01份，TT935締合型增稠劑0. 1份，鈦白粉20份，純 凈水30份。此配方的制成品用于木結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)，涂層膨脹倍率可達(dá)到30倍。經(jīng)國(guó)家建筑 材料測(cè)試中心根據(jù)GB18582-2008《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)強(qiáng)涂料中有害物質(zhì)限量》的檢驗(yàn)結(jié) 果為“V0C未檢出”，經(jīng)中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院消防工程系根據(jù)錐形量熱儀檢測(cè)“總煙 釋放量為10. 351/m2 ·πΓ2”。經(jīng)國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心根據(jù)GB12441-2005《飾 面型防火涂料》測(cè)試，耐燃時(shí)間30分鐘，火焰?zhèn)鞑ケ戎?5，質(zhì)量損失3g，碳化體積15cm3，理 化性能均達(dá)到要求。
權(quán)利要求
一種揮發(fā)性有機(jī)化合物含量為零、燃燒時(shí)總煙釋放量低的膨脹型防火涂料，其特征在于按重量百分比計(jì)，含有10～50％聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，0.1～1％聚磷酸銨插層蒙脫土，10～50％聚磷酸銨插層水滑石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量為零、燃燒時(shí)總煙釋放量低的膨脹型 防火涂料，其特征在于按重量百分比計(jì)，聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯_乙烯 共聚乳液中聚合二苯基甲烷二異氰酸酯的含量為0. 5 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量為零、燃燒時(shí)總煙釋放量低的膨脹型 防火涂料，其特征在于聚磷酸銨插層蒙脫土作為涂料的增稠劑；聚磷酸銨插層水滑石作 為成炭催化劑、消煙劑和炭層增強(qiáng)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種揮發(fā)性有機(jī)化合物含量為零、燃燒時(shí)總煙釋放量低的膨脹型防火涂料，按重量百分比計(jì)，組成為10～50％聚合二苯基甲烷二異氰酸酯接枝醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，0.1～1％聚磷酸銨插層蒙脫土，10～50％聚磷酸銨插層水滑石，4～30％季戊四醇，5～30三聚氰胺，0.5～5％層狀硅酸鈉，0.005～0.01％消泡劑，0.01～0.05％締合型增稠劑，2～30％鈦白粉，10～30％純凈水。本發(fā)明的防火涂料揮發(fā)性有機(jī)化合物含量為零，燃燒中總煙釋放量低，具有優(yōu)異的耐水性能，涂層壽命長(zhǎng)。可用于電纜、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等的防火保護(hù)。
文檔編號(hào)C09D7/12GK101838482SQ200910119819
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者胡興勝 申請(qǐng)人:河北天?？v橫科技有限責(zé)任公司