一种新型膨胀型水性透明防火涂料,其特点是以氨基树脂为基础的膨胀水性透明防火涂料。 膨胀型防火涂料,是一种受火膨胀形成本身几十倍至上百倍的海绵状炭层,从而起到隔热防火作用的涂料。在近十几年中,膨胀型防火涂料得到了迅速的发展,其生产和配制工艺基本上达到了成熟的程度。但是,到目前为止,开发应用的膨胀型防火涂料大多为不透明的加颜料型或体质型。关于膨胀型透明防火涂料的研究和应用实例则较少。
本发明以改进的氨基树脂的合成工艺为基础,合成了以氨基树脂为成膜物质的膨胀型水性透明防火涂料。经国际联机检索1963年至今的“世界专利文献索引”和1967年至今的“美国化学文摘”,未查到与本发明技术关键相同的专利和非专利文献的报导。检索的一个与本发明相近的专利文献是:2953021,WPI ACC NO:82-06300E/04,其对应的为美国专利USP 4382884(1983年5月10日)。该专利配方中的各组分不经特别的化学反应,而是以糊精作为粘合剂,将其它组分粘合到要涂敷的木板上。本发明的制备工艺是通过各组分地特殊的化学反应得到的,另外在组成上,本发明将体质型的阻燃剂并入体系制成透明防火涂料。
制备膨胀体防火涂料一般需要四种基本成分:即成膜剂或粘合剂;吹气剂;阻燃剂或碳化催化剂和成炭物质。本发明利用合成氨基树脂化学反应的特点,将作为吹气剂的脲、三聚氰胺等,成炭物质的多元醇等通过化学反应结合到脲醛树脂分子上,并将作为成炭催化剂的磷酸盐类容纳于体系中,制成在外观和使用性能上类似清漆的本发明的防火涂料。它可广泛应用于高层建筑、地下设施的木结构的防火保护。
本发明的配方及工艺如下:
本发明的膨胀型水性防火涂料的四种基本组分和重量比是:(1)成膜剂或粘合剂:脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、脲与三聚氰胺-甲醛树脂等;(2)吹气剂或发泡剂:脲、三聚氰胺、苯胺、双氰胺等;(3)碳化催化剂或阻燃剂:磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、聚磷酸铵等;(4)成炭物质:多元醇类中的丙三醇、乙二醇、季戊四醇、糊精、淀粉等。
本发明的四种基本组分的重量比是:成膜剂为25-55%;吹气剂为10-40%;炭化催化剂为10-30%;成炭物质为15-35%。最佳重量比是:成膜剂为30-50%;吹气剂为15-25%;碳化催化剂为15-25%。
本发明的反应工艺为,将上述配方中四种基本组分中的只少各一种原料,加入到反应瓶中,经加热回流1-1.5小时,待粘度达到要求(通常20秒4号粘度杯)后即为本发明之成品。
实施例1:将0.5克分子脲和1克分子甲醛,20克磷酸二氢铵,15克三聚氰胺,10克丙三醇和10克季戊四醇加入反应瓶中,搅拌下调整溶液的PH值为9-10,加热回流1-1.5小时,待反应液粘度达到20-30秒(涂4号粘度杯)时,即得涂料产品。
将此涂料涂敷于五层板上,干后形成清漆样透明漆膜,遇火发泡形成本身十倍甚至几十倍的隔热炭层,其防火性能:
大板燃烧法(ZGB5001-85):耐火时间24分钟,湿涂敷比为500克/米2。
隧道法(ZGB5002-85):火焰传播比值为33.07。
小室法(ZGB5003-85):
失重:5.2克,
碳化体积:24厘米3。
物理机械性能:
耐冲击强度:50公斤·厘米,按GB1732-79法测试。
漆膜柔韧性:通过曲率半径1.5毫米轴棒试验。按GB1731-79法试验。
耐水性能:以水擦洗不失光泽,防火性能不受影响。
实施例2:将0.4克分子三聚氰胺和3克分子甲醛,10克聚磷酸铵,10克磷酸氢二铵,20克双氰胺,10克糊精,3克淀粉加入反应瓶中,搅拌下升温溶解固体,调整PH值到9-10,加热回流1-1.5小时,得粘度20秒左右(涂4号粘度杯)产品。将此透明涂料涂于五层板上,干后呈清漆样漆膜,有很好的显纹装饰性。
其防火性能:
大板法:耐火时间。33分钟,湿涂敷比1000克/米2。
物理机械性能:
耐冲击强度:50公斤。厘米。
漆膜柔韧性:通过曲率半径1.5毫米轴棒试验。
耐水性:同例1。