【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防火涂料的制备，具体涉及一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料、制备方法及其应用。
技术介绍
1、一般膨胀型防火涂料是以聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺为主体的三元膨胀防火体系，这三个组分在高温或火焰作用下协同效应，缺一不可。当涂层遇到火焰时酸源（聚磷酸铵）首先分解，放出无机酸。这些无机酸促使碳源（季戊四醇）材料失水炭化，先形成无机酸盐，继而随着温度的升高而分解形成大量的炭、水、二氧化碳等物质，其残留物为发泡层提供了炭质骨架。同时，气源（三聚氰胺）分解时产生的气体使软化的涂层发泡胀大，体积增大。上述反应为吸热反应，能消耗许多热量而有利于涂层体系的温度降低，更由于发泡层本身的热阻很大，因而阻滞了热量向基材的传播，延缓了火势的蔓延，为扑救工作赢得时间。
2、缺陷和不足：现有的膨胀型防火涂料本身的耐浸泡和屏蔽性能较差；单一碳源膨胀形成的碳层强度不高，易坍塌；涂层厚度高一般在2mm以上，难以在狭窄空间应用；涂层在常温和低温（＜260℃）状态下基本没有膨胀和热阻能力，导致在燃烧的初始阶段保护能力不足。
3、在“cn113150671b非离子型水性聚氨酯基膨胀型钢结构防火涂料及制备方法”中，采用了气凝胶作为膨胀型钢结构防火涂料中的组分，但没有阐明气凝胶在体系中的作用机理和有益之处，也没有就气凝胶在超薄防火涂料体系中膨胀前的作用进行分析论证。
4、再者，专利“cn113502077a一种石墨烯高性能防火涂料的制备方法”在防火涂料中采用了氧化石墨烯并说明了其作用，但对石墨烯的作用机理描述不够全面，也没有通过
5、此外，专利“cn108034315b膨胀石墨粉水性隧道防火涂料及使用方法”中使用了膨胀石墨来提升防火涂料的耐火和耐浸泡性能，但并没有解决涂层膨胀前的阻热性能低的问题，同时膨胀石墨的使用增加了膨胀碳层的疏松性，会降低了碳层强度，该技术并没有提供相应的解决方案。
6、因此，为了解决上述问题，开发出一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料是十分必要的。
技术实现思路
1、针对现有的技术问题，本专利技术旨在提供具有多重阻热功能的超薄膨胀型防火涂料，采用单组分水性体系，对环境和施工均非常友好；同时采用特殊的成膜材料和改性氧化石墨烯，克服了普通石墨烯在涂料中分散不均匀的问题，改性石墨烯和疏水型气凝胶材料、可膨胀石墨和水性石油树脂一起，大幅提升了单组分水性体系耐水性能，石墨烯还和水性石油树脂、可膨胀石墨、传统的季戊四醇共同构成了四相复合碳源，复合碳源在更宽广的温度区间内提供发泡膨胀碳层，使得碳层更致密均匀，还采用了气凝胶、可膨胀石墨、a-m-p膨胀体系的三重膨胀隔热机制，在20—150℃，150—300℃等多个关键的连续温度区间都可发挥高效的阻热保护作用。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，按重量比包括如下组分：
4、去离子水10-25%，分散剂0.5-2%，水性膨润土0.5-2%，水性石油树脂2-5%，高分散型钛白粉5-15%，微粉化三聚氰胺5-15%，季戊四醇5-15%,改性聚磷酸铵15-30%,气凝胶浆料5-10%,可膨胀石墨2-6%,醇酯十二1-3%,胺中和剂0.2-1%,石墨烯浆料1-3%,水性消泡剂0.2-0.5%,水性共聚物乳液15-25%。
5、作为改进，所述分散剂为固体含量为40±10%的含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液；
6、所述水性石油树脂为不含羟基的低粘度液体芳烃石油树脂。
7、作为改进，所述高分散型钛白粉为具有较窄的粒径分布的经sio2和al2o3表面处理的易润湿的金红石型钛白粉，粒径中值为0.36μm。
8、作为改进，所述微粉化三聚氰胺为粒径中值＜5μm，粒径＜15μm的经超细微化处理的三聚氰胺粉末。
9、作为改进，所述改性聚磷酸铵为密胺甲醛树脂包覆结晶二型聚磷酸铵；
10、所述气凝胶浆料为固体含量为10-14%之间的气凝胶粉体与水的均匀的混合物。
11、作为改进，所述可膨胀石墨平均粒径为160μm，起始膨胀温度150℃，膨胀容积200ml/g；
12、所述胺中和剂主要成分为二甲基乙醇胺；
13、所述水性消泡剂为破泡聚硅氧烷和憎水颗粒在聚乙二醇中的混合物。
14、作为改进，所述石墨烯浆料为平均粒径5μm、厚度小于1.5nm的改性氧化石墨烯分散液，固体含量为1%；
15、所述改性氧化石墨烯分散液制备方法为：
16、s1、将购得的氧化石墨烯通过超声的方式分散在dmf中，超声分散1-3h后得到质量分数为0.2%的氧化石墨烯分散液；
17、s2、在转速800-1000rpm搅拌下，在0.2%的氧化石墨烯分散液中滴加γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷质量为氧化石墨烯分散液质量的0.5%，滴加完成后在100-140℃的温度下剧烈搅拌0.5-2h，再将液体倒入水热反应釜中，在160-220℃的温度下放置6-12h；
18、s3、将步骤s2中得到产物冷却后使用dmf过滤洗涤2次，在真空干燥箱中50℃烘干6h以上，将烘干后的改性氧化石墨烯粉末按照质量比1：99的比例，使用超声的方式再次分散在dmf中，形成固体含量为1%的改性石墨烯分散液。
19、作为改进，所述水性共聚物乳液是醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯聚合而成的水性分散体和醋酸乙烯酯-乙烯水性共聚物乳液组成的混合物，二者重量比为2：8至5：5。
20、此外，本专利技术还提供一种制备上述所述的多重阻热超薄膨胀型防火涂的方法，其制备步骤如下：
21、t1、在转速200-400rpm的搅拌下，依次加入去离子水10-25%，分散剂0.5-2%，水性膨润土0.5-2%，持续搅拌5min，形成混合物a；
22、t2、在转速500-800rpm的搅拌下，在混合物a中，依次加入水性石油树脂2-5%，高分散型钛白粉5-15%，微粉化三聚氰胺5-15%，季戊四醇5-15%,改性聚磷酸铵15-30%,气凝胶浆料5-10%,可膨胀石墨2-6%,醇酯十二1-3%,胺中和剂0.2-1%,石墨烯浆料1-3%，再在转速800-1000rpm下搅拌10min，形成混合物b；
23、t3、在转速200-400rpm的搅拌下，在混合物b中依次加入水性消泡剂0.2-0.5%,水性共聚物乳液15-25%，持续搅拌5min，将搅拌好的物料用80目滤网过滤罐装，即得到具有多重阻热功能的超薄膨胀型防火涂料。
24、应用上述的所述的具有多重阻热功能的超薄膨胀型防火涂料时，采用喷涂或刷涂的方式，将涂料涂刷在底漆表面，采用无气喷涂时，每道厚度为200-600μm；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，其特征在于，按重量比包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，其特征在于，所述石墨烯浆料为平均粒径5μm、厚度小于1.5nm的改性氧化石墨烯分散液，固体含量为1%；
8.根据权利要求1所述的一种多重阻热超薄膨胀型防火涂料，其特征在于，所述水性共聚物乳液是醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯聚合而成的水性分散体和醋酸乙烯酯-乙烯水性共聚物乳液组成的混合物，二者重量比为2：8至5：5。
9.一种制备权利要求1-8任一项所述的多重阻热超薄膨胀型防火涂料的方法，其特征在于，制备步骤如下：
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