一种内墙水性防火无机涂料及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及水性无机涂料技术领域，特别涉及一种内墙水性防火无机涂料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
无机涂料一直以来没有明确的定义，按形态分为有粉体型和液体型，按照涂料命名的习惯一般是按主要成膜物质来分类，因此无机涂料通常是指以无机材料为主要成膜物质或粘结剂的一类涂料。2019年12月19号，中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿，明确规定了液态无机涂料以碱金属硅酸盐、硅溶胶等为主要粘结剂，可添加少量高分子有机物，并加入颜料、填料及助剂配制而成的水性液态涂料，内墙液态无机涂料中在250～500℃之间分解的高分子有机物的质量占液态无机涂料的质量的比例≤5％(w/w％)。
[0003]
中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿明确规定内墙液体无机涂料燃烧性能达到a级里a2级就可以。市场上高温涂料多为有机耐高温涂料，也有少部分无机耐高温涂料，总体来看，有机耐高温涂料占据了行业85％的市场。
[0004]
专利cn110964364a，公开日2020.04.07，公开了一种阻燃水性涂料便是典型的有机耐高温涂料，其包括以下重量份原料：水性环氧树脂60-80份，亚甲基双萘磺酸钠0.5-1份，羟丙基甲基纤维素1-2份，阻燃剂6-10份，氧化石墨烯3-4份，三乙醇胺5-8份，去离子水10-15份；本发明使用环氧树脂、乙醇酸和丙二酸经开环酯化反应得到水性环氧树脂，然后加入阻燃剂和氧化石墨烯，既解决了水性涂料亲水性和稳定性不足的问题；同时也提高水性涂料与阻燃剂和氧化石墨烯的相容性，使得水性阻燃涂料的阻燃效果得到提升。
[0005]
目前，市场上的水性防火无机涂料，只是冠名无机涂料，没有达到国家住建部的无机涂料(液体)标准，即涂料中高分子有机物含量≤5％。大部分仍是有机耐高温涂料，内墙水性耐高温无机涂料很少。因此，本领域亟待一种水性防火无机涂料以满足市场多样化的需求。


技术实现要素：

[0006]
为解决背景技术提到的目前亟待一种耐高温的水性无机涂料以满足市场多样化的需求，本发明提供一种一种内墙水性防火无机涂料，以质量份数计，其组分包括：
[0007][0008][0009]
进一步地，所述水为去离子水。
[0010]
进一步地，所述润湿剂为非离子型润湿剂。
[0011]
进一步地，所述分散剂为丙烯酸类均聚物钠盐分散剂。
[0012]
进一步地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
[0013]
进一步地，所述煅烧高岭土为4000目粉末。
[0014]
进一步地，所述改性石墨烯粉是通过hummers法对石墨烯进行氧化处理后获得的氧化石墨烯粉体。
[0015]
进一步地，所述改性石墨烯粉呈白色粉末状。
[0016]
本发明还提供上述的内墙水性防火无机涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0017]
步骤一、在搅拌状态下，往水中添加纤维素醚、改性石墨烯粉、分散剂、润湿剂，搅拌均匀得到分散液；
[0018]
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的分散液添加钛白粉、煅烧高岭土、纤维素醚、苯丙乳液、消泡剂，搅拌均匀得到稳定液；
[0019]
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的稳定液添加消泡剂、硅酸铝、硅酸钾、纳米无机硅、增稠剂，搅拌均匀得到初品液；
[0020]
步骤四、将步骤三中的初品液调整粘度，搅拌均匀，过滤后得到成品。
[0021]
进一步地，步骤四中采用水调整初品液的粘度，调整至斯托莫粘度达到95-100ku。
[0022]
与现有技术相比，本发明提供的内墙水性防火无机涂料具有如下优点：
[0023]
1、内墙水性防火无机涂料符合2019年中华人民共和国住房和城乡建设部发布了
(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿的标准的液体型无机涂料，高分子有机物含量低于≤5％的标准，没有可以燃烧的有机物，防火和耐高温性能优良。
[0024]
2、内墙水性防火无机涂料通过在组分中添加改性石墨烯粉，利用改性石墨烯粉的二维片层结构能在涂料中层层叠加，形成致密的物理隔绝层，提高阻燃性能；同时，石墨烯可以与硅酸铝上的硅氧键进行交联复合，进一步形成一层致密的保护膜，起到阻隔空气的作用，从而发挥阻燃的效果；在高温下石墨烯涂层燃烧产生二氧化碳和水，并生成更加致密、连续的碳层，阻隔作用更强；此外，通过添加改性石墨烯粉可以增加涂料的附着力。
具体实施方式
[0025]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
本发明实施例及对比例采用的试剂说明如下：
[0027]
纤维素醚：hs100000yp2；
[0028]
润湿剂：crosfect-202；
[0029]
分散剂：crosfect-3500；
[0030]
消泡剂：矿物油类消泡剂；
[0031]
钛白粉：r699；
[0032]
无机专用乳液：basf净味乳液；
[0033]
煅烧高岭土：4000目；
[0034]
纳米无机硅：s308；
[0035]
硅酸钾：crosfect-k100；
[0036]
需要说明的是，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。
[0037]
实施例1
[0038]
步骤一、在搅拌状态下，往200份去离子水中添加2份纤维素醚、3份改性石墨烯粉、4份分散剂、4份润湿剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；
[0039]
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的分散液添加150份钛白粉、100份煅烧高岭土、1份纤维素醚、30份苯丙乳液、1份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；
[0040]
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的稳定液添加2份消泡剂、100份硅酸铝、50份硅酸钾、200份纳米无机硅、1份增稠剂，搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；
[0041]
步骤四、将步骤三中的初品液加入100份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。
[0042]
实施例2
[0043]
步骤一、在搅拌状态下，往300份去离子水中添加1份纤维素醚、5份改性石墨烯粉、
3份分散剂、3份润湿剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；
[0044]
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的分散液添加200份钛白粉、150份煅烧高岭土、1份纤维素醚、50份苯丙乳液、2份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；
[0045]
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的稳定液添加2份消泡剂、150份硅酸铝、150份硅酸钾、300份纳米无机硅、2份增稠剂，搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；
[0046]
步骤四、将步骤三中的初品液加入100份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。
[0047]
对比例1
[0048]
市售的水性防火涂料。
[0049]
对比例2
[0050]
步骤一、在搅拌状态下，往300份去离子水中添加1份纤维素醚、3份分散剂、3份润湿剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；
[0051]
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的分散液添加200份钛白粉、150份煅烧高岭土、1份纤维素醚、50份苯丙乳液、2份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；
[0052]
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的稳定液添加2份消泡剂、150份硅酸铝、150份硅酸钾、300份纳米无机硅、2份增稠剂，搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；
[0053]
步骤四、将步骤三中的初品液加入100份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。
[0054]
对比例3
[0055]
步骤一、在搅拌状态下，往300份去离子水中添加1份纤维素醚、5份改性石墨烯粉、3份分散剂、3份润湿剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；
[0056]
步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的分散液添加200份钛白粉、150份煅烧高岭土、1份纤维素醚、50份苯丙乳液、2份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；
[0057]
步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的稳定液添加2份消泡剂、150份硅酸钾、300份纳米无机硅、2份增稠剂，搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；
[0058]
步骤四、将步骤三中的初品液加入100份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。
[0059]
对比例4
[0060]
市售乳胶漆。
[0061]
对于上述实施例1-2及对比例的产品进行检测，测试项目包括：
[0062]
高分子有机含量检测：按照《建筑内外墙液态无机涂料》(修改稿)附录a的方法进行检测；
[0063]
水蒸气透过率检测:jg/t 309-2011；
[0064]
燃烧性能检测：gb 8624-2012；
[0065]
挥发性有机化合物(voc)含量检测：gb/t 23986；
[0066]
游离甲醛含量检测：gb/t 34683；
[0067]
苯、甲苯、乙苯、二甲苯含量检测：gb/t 23990；
[0068]
可溶性重金属含量检测：gb/t 23991；
[0069]
放射性检测：gb6566-2010。
[0070]
其测试结果如表1所示：
[0071]
表1
[0072]
[0073][0074]
注：表中
“-”
表示未进行相关测试。
[0075]
根据表1的数据可知，本发明的实施例1和实施例2的燃烧性能能够达到a1级；对比例1采用的是市场上的防火水性无机涂料，经检测其高分子有机含量为9.3％，高于中华人民共和国住房和城乡建设部发布的(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿中规定的分子有机含量的要求，不属于无机涂料范畴；对比例2的组分中缺少了改性石墨烯粉且采用苯丙乳液替代无机专用乳液，其检测到的高分子有机含量高于1％，致其燃烧性无法达到a1级；对比例3的组分中缺少硅酸铝且采用苯丙乳液替代无机专用乳液，其检测到的高分子有机含量高于1％，致其燃烧性无法达到a1级；证明了本发明的实施例通过降低高分子有机含量，达到1％以下，且增加了改性石墨烯粉和硅酸盐，可以使涂料的燃烧性达到a1级。
[0076]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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