石墨烯功能性防火涂料的制作方法

本发明涉及防火涂料技术领域，具体领域为石墨烯功能性防火涂料。

背景技术：

防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。施用于可燃性基材表面，用以改变材料表面燃烧特性，阻滞火灾迅速蔓延；或施用于建筑构件上，用以提高构件的耐火极限的特种涂料，称防火涂料。

防火涂料可分为非膨胀型和膨胀型，膨胀型较非膨胀型在阻燃效果、装饰美观及经济效益等方面具有较大的优势，其实际应用更为广泛，防火涂料主要由粘结剂、膨胀阻燃体系、无机填料、助剂的、溶剂等组成。然而由于阻燃体系的加入，与涂料机体的相容性较差，使涂料的理化性能下降，影响防火性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供石墨烯功能性防火涂料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：石墨烯功能性防火涂料，包括组分a和组分b，其中组分a由下述重量份数的组分组成：

环氧树脂40～60份；

三聚磷酸铝5～10份；

锐钛型钛白粉5～10份；

沉淀硫酸钡3～8份；

助剂1～5份；

溶剂28～40份；

组分b由下述重量份数的组分组成：

阻燃剂80～100份；

石墨烯类物质5～10份。

优选的，所述组分a与组分b的使用配比为6:1。

优选的，所述助剂由体积比为5：5：3：2：1的附着力促进剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和平流剂组成。

优选的，所述溶剂由体积比6：3：1的正丁醇、丙酮和乙酸丁酯组成。

优选的，所述阻燃剂由重量比为:5:3：1的磷酸二氢胺、三聚氰胺和季戊四醇磷酸酯构成。

优选的，所述石墨烯类物质优选自石墨烯和氧化石墨烯中的一种或几种。

优选的，包括以下步骤：

1).使用球磨机对三聚磷酸铝、锐钛型钛白粉和沉淀硫酸钡进行研磨，研磨至细度为小于30um，备用；

2).将环氧树脂与溶剂加入反应器内，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀后加入步骤1)获得的粉末混合物，混合均匀，备用；

3).将步骤2)得到的混合物的二分之一与助剂的三分之一混合，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，然后加入剩余部分步骤2)得到的混合物与助剂，搅拌均匀，获得组分a，备用；

4).将阻燃剂和石墨烯类物质加入步骤3)获得的组分a中，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，获得石墨烯功能性防火涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：石墨烯功能性防火涂料，以组分a和组分b组成，其中组分a以环氧树脂为基料，并配以填料(三聚磷酸铝、锐钛型钛白粉和沉淀硫酸钡)助剂(附着力促进剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和平流剂)和溶剂组成涂料的主体成分，组分b以阻燃剂和石墨烯类物质组成，其中阻燃剂以磷酸二氢胺为酸源、三聚氰胺为气源、季戊四醇磷酸酯为碳源，磷酸二氢胺在加热或燃烧的情况下生成的酸类化合物促使碳源脱水炭化，从而使得炭质层加速形成，三聚氰胺在熔融状态下受热分解，释放出一些惰性气体从而使所形成的炭迅速膨胀起来，季戊四醇磷酸酯作为一种同时含有－p＝o和－oh结构的笼状化合物，具有优异的成炭性，石墨烯类物质因其优异的性质，它们具有较高的能量壁垒、化学惰性、小几何孔、高比表面积、强吸附力、可控的表面化学性质及形态可作为优良电子受体、强边缘效应、吸热性、曲径效应、高断裂韧性和杨氏模量、润滑性等，防腐蚀、防污、防微生物、散热、防火阻燃和耐磨性能良好，通过石墨烯类物质与阻燃剂的协同作用，大幅度提升涂料的防火阻燃性能，本发明制备的石墨烯功能性防火涂料具有附着力良好，耐化学品性能优越，防火阻燃性能优良，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1：石墨烯功能性防火涂料，包括组分a和组分b，其中组分a由下述质量的组分组成：环氧树脂40g、三聚磷酸铝5g、锐钛型钛白粉5g、沉淀硫酸钡3g、助剂1g、溶剂28g；

组分b由下述质量的组分组成：阻燃剂80g、石墨烯类物质5g。

包括以下步骤：

1).使用球磨机对三聚磷酸铝、锐钛型钛白粉和沉淀硫酸钡进行研磨，研磨至细度为小于30um，备用；

2).将环氧树脂与溶剂加入反应器内，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀后加入步骤1)获得的粉末混合物，混合均匀，备用；

3).将步骤2)得到的混合物的二分之一与助剂的三分之一混合，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，然后加入剩余部分步骤2)得到的混合物与助剂，搅拌均匀，获得组分a，备用；

4).将阻燃剂和石墨烯类物质加入步骤3)获得的组分a中，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，获得石墨烯功能性防火涂料。

实施例2：石墨烯功能性防火涂料，包括组分a和组分b，其中组分a由下述质量的组分组成：环氧树脂47g、三聚磷酸铝8g、锐钛型钛白粉7g、沉淀硫酸钡6g、助剂3g、溶剂32g；

组分b由下述质量的组分组成：阻燃剂90g、石墨烯类物质7g。

包括以下步骤：

1).使用球磨机对三聚磷酸铝、锐钛型钛白粉和沉淀硫酸钡进行研磨，研磨至细度为小于30um，备用；

2).将环氧树脂与溶剂加入反应器内，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀后加入步骤1)获得的粉末混合物，混合均匀，备用；

3).将步骤2)得到的混合物的二分之一与助剂的三分之一混合，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，然后加入剩余部分步骤2)得到的混合物与助剂，搅拌均匀，获得组分a，备用；

4).将阻燃剂和石墨烯类物质加入步骤3)获得的组分a中，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，获得石墨烯功能性防火涂料。

实施例3：石墨烯功能性防火涂料，包括组分a和组分b，其中组分a由下述质量的组分组成：环氧树脂60g、三聚磷酸铝10g、锐钛型钛白粉10g、沉淀硫酸钡8g、助剂5g、溶剂40g；

组分b由下述质量的组分组成：阻燃剂100g、石墨烯类物质10g。

包括以下步骤：

1).使用球磨机对三聚磷酸铝、锐钛型钛白粉和沉淀硫酸钡进行研磨，研磨至细度为小于30um，备用；

2).将环氧树脂与溶剂加入反应器内，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀后加入步骤1)获得的粉末混合物，混合均匀，备用；

3).将步骤2)得到的混合物的二分之一与助剂的三分之一混合，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，然后加入剩余部分步骤2)得到的混合物与助剂，搅拌均匀，获得组分a，备用；

4).将阻燃剂和石墨烯类物质加入步骤3)获得的组分a中，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，获得石墨烯功能性防火涂料。

实施例4：石墨烯功能性防火涂料，包括组分a和组分b，其中组分a由下述质量的组分组成：环氧树脂53g、三聚磷酸铝9g、锐钛型钛白粉8g、沉淀硫酸钡7g、助剂4g、溶剂37g；

组分b由下述质量的组分组成：阻燃剂94g、石墨烯类物质8g。

包括以下步骤：

1).使用球磨机对三聚磷酸铝、锐钛型钛白粉和沉淀硫酸钡进行研磨，研磨至细度为小于30um，备用；

2).将环氧树脂与溶剂加入反应器内，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀后加入步骤1)获得的粉末混合物，混合均匀，备用；

3).将步骤2)得到的混合物的二分之一与助剂的三分之一混合，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，然后加入剩余部分步骤2)得到的混合物与助剂，搅拌均匀，获得组分a，备用；

4).将阻燃剂和石墨烯类物质加入步骤3)获得的组分a中，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，获得石墨烯功能性防火涂料。

实施例4：石墨烯功能性防火涂料，包括组分a和组分b，其中组分a由下述质量的组分组成：环氧树脂57g、三聚磷酸铝9g、锐钛型钛白粉9g、沉淀硫酸钡8g、助剂4g、溶剂38g；

组分b由下述质量的组分组成：阻燃剂98g、石墨烯类物质9g。

包括以下步骤：

1).使用球磨机对三聚磷酸铝、锐钛型钛白粉和沉淀硫酸钡进行研磨，研磨至细度为小于30um，备用；

2).将环氧树脂与溶剂加入反应器内，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀后加入步骤1)获得的粉末混合物，混合均匀，备用；

3).将步骤2)得到的混合物的二分之一与助剂的三分之一混合，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，然后加入剩余部分步骤2)得到的混合物与助剂，搅拌均匀，获得组分a，备用；

4).将阻燃剂和石墨烯类物质加入步骤3)获得的组分a中，使用恒速搅拌器进行搅拌，搅拌均匀，获得石墨烯功能性防火涂料。

测试：对实施例1～5制备的石墨烯功能性防火涂料进行性能测试，结果如下表：

结果表明：依据依据国标gb14907—2002，本发明实施例1～5制备的石墨烯功能性防火涂料具有优良的性能，涂料附着力均符合1级，具有较好的附着力，且耐酸碱性、耐曝热性、耐湿热性、耐冻循环性和耐酸雾腐蚀性性能良好，涂层厚度0.80mm，耐火极限1.5h，具有较好的防火性能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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