一种新型环氧铝合金防火装饰涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种新型环氧铝合金防火装饰涂料。

背景技术：

环氧铝合金一般是利用tri在铝合金表面进行处理后得到，在铝合金表面通过药水通电浸泡后产生一层金属氧化膜，结合面密封性能良好，具有优良的防水性能。

目前，防火涂料在石油化工、电力、工业及民用建筑、机械等行业应用越来越广泛。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。

因此，在环氧铝合金表面涂覆防火材料，能进一步提高环氧铝合金的优良性能，增加其应用范围，然而，现有技术中的防火涂料防火性能较差，同时在受热后逐渐会产生开裂现象，不能起到很好地保护作用。

技术实现要素：

本发明提供的一种新型环氧铝合金防火装饰涂料及其制备方法，旨在解决上述背景技术中存在的问题。

为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型环氧铝合金防火装饰涂料，由下列重量份的原料制成：环氧树脂30-60份、丙烯酸树脂10-25份，滑石粉10-15份，膨润土20-40份，石棉粉17-23份，膨胀石墨13-15份，颜填料26-33份，消泡剂1-5份，助剂18-22份，所述助剂为陶瓷化硼酸锌或氢氧化铝中的一种或两种。

优选的，环氧铝合金防火装饰涂料，由下列重量份的原料制成：环氧树脂30份、丙烯酸树脂10份，滑石粉10份，膨润土20份，石棉粉17份，膨胀石墨13份，颜填料26份，消泡剂1份，助剂18份，所述助剂为陶瓷化硼酸锌或氢氧化铝中的一种或两种。

作为本发明的其中一个实施例，环氧铝合金防火装饰涂料，由下列重量份的原料制成：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，所述助剂为陶瓷化硼酸锌或氢氧化铝中的一种或两种。

作为本发明的又一个实施例，环氧铝合金防火装饰涂料，由下列重量份的原料制成：环氧树脂60份、丙烯酸树脂25份，滑石粉25份，膨润土40份，石棉粉23份，膨胀石墨15份，颜填料33份，消泡剂5份，助剂22份，所述助剂为陶瓷化硼酸锌或氢氧化铝中的一种或两种。

其中，本发明中，所述助剂为陶瓷化硼酸锌和氢氧化铝，所述陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量百分比为2-8:8-2。

优选的，所述陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量百分比为3:7。

进一步的，所述陶瓷化硼酸锌的粒径为0.5-5μm。

进一步的，所述氢氧化铝的粒径为1-3μm。

本发明还提供了一种制备上述的环氧铝合金防火装饰涂料，主要包括以下步骤：

(1)将配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明制备得到的防火涂料安全环保，强度高，附着力好，制备方法简单，适合工业化使用；

(2)本发明通过在涂料配方中加入陶瓷化硼酸锌和/或氢氧化铝，赋予涂料优异的阻燃性能和更高的强度，在发生火灾时，膨胀石墨能够发生膨胀，从而隔绝热源，起到防火的目的；

(3)本发明制备得到的涂料具有优异的防火性能，对环氧铝合金的附着力强，能够很好地保护环氧铝合金，延长其使用寿命。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、考察陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的防火性能

实施例1

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂30份、丙烯酸树脂10份，滑石粉10份，膨润土20份，石棉粉17份，膨胀石墨13份，颜填料26份，消泡剂1份，助剂18份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌，陶瓷化硼酸锌的粒径为0.5μm。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料1。

实施例2

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌，陶瓷化硼酸锌的粒径为3μm。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料2。

实施例3

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂60份、丙烯酸树脂25份，滑石粉25份，膨润土40份，石棉粉23份，膨胀石墨15份，颜填料33份，消泡剂5份，助剂22份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌，陶瓷化硼酸锌的粒径为5μm。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料3。

实施例4

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂30份、丙烯酸树脂10份，滑石粉10份，膨润土20份，石棉粉17份，膨胀石墨13份，颜填料26份，消泡剂1份，助剂18份，其中，助剂为氢氧化铝，氢氧化铝的粒径为1μm。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料4。

实施例5

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为氢氧化铝，氢氧化铝的粒径为2μm。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料5。

实施例6

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂60份、丙烯酸树脂25份，滑石粉25份，膨润土40份，石棉粉23份，膨胀石墨15份，颜填料33份，消泡剂5份，助剂22份，其中，助剂为氢氧化铝，氢氧化铝的粒径为3μm。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料6。

为了测试上述实施例1-6所制备得到的防火涂料的性能，申请人对其各项指标进行了测定，结果如表1所示，并对处于950℃的高温下的环氧铝合金背部温度进行测定，测定结果如表2所示。

表1：本发明所制得的防火涂料的性能测试。

表2：对处于950℃条件，涂覆有本发明所制得的防火涂料的环氧铝合金在不同时间下的背部温度测试结构。

从以上结果可知，本发明制备得到的防火涂料符合要求，但是当助剂单独采用陶瓷化硼酸锌时较助剂单独采用氢氧化铝防火效果较好。

二、考察采用陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝联合作为助剂时，防火涂料的防火性能。

实施例7

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝，陶瓷化硼酸锌的粒径为3μm，氢氧化铝的粒径为2μm，且陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量比例为2:8。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料7。

实施例8

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝，陶瓷化硼酸锌的粒径为3μm，氢氧化铝的粒径为2μm，且陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量比例为3:7。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料8。

实施例9

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝，陶瓷化硼酸锌的粒径为3μm，氢氧化铝的粒径为2μm，且陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量比例为4:6。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料9。

实施例10

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝，陶瓷化硼酸锌的粒径为3μm，氢氧化铝的粒径为2μm，且陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量比例为5:5。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料10。

实施例11

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝，陶瓷化硼酸锌的粒径为3μm，氢氧化铝的粒径为2μm，且陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量比例为6:4。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料11。

实施例12

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝，陶瓷化硼酸锌的粒径为3μm，氢氧化铝的粒径为2μm，且陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量比例为7:3。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料12。

实施例13

环氧铝合金防火涂料组分：环氧树脂45份、丙烯酸树脂17份，滑石粉13份，膨润土30份，石棉粉20份，膨胀石墨14份，颜填料30份，消泡剂3份，助剂20份，其中，助剂为陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝，陶瓷化硼酸锌的粒径为3μm，氢氧化铝的粒径为2μm，且陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量比例为8:2。

制备方法：

(1)将上述配方量的环氧树脂、丙烯酸树脂、滑石粉、膨润土、消泡剂和颜填料加入到反应釜中，反应温度为110-125℃，反应时间为70-120min，以300-500r/min的搅拌速度搅拌5-10min；

(2)向步骤(1)中继续加入配方量的石棉粉、膨胀石墨、助剂，以800-1000r/min的搅拌速度搅拌3-5min，即得本发明的防火涂料13。

通过将上述实施例7-13采用各比例的陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝做助剂所制备得到的防火涂料，涂覆环氧铝合金表面，其各性能指标如表3所示，并对处于950℃的高温下的环氧铝合金背部温度进行测定，测定结果如表4所示。

表3：本发明所制得的防火涂料的性能测试。

表4：对处于950℃条件，涂覆有本发明所制得的防火涂料的环氧铝合金在不同时间下的背部温度测试结构。

从以上实施例7-13中可知，联合使用陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝做助剂较单独使用陶瓷化硼酸锌效果好，且当陶瓷化硼酸锌与氢氧化铝的质量比为3:7时，防火性能及其他各项性能指标均处于最佳状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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