技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种保温防火涂料。
背景技术
由于近年来多起建筑保温火灾事件的发生，引发了各界对保温防火的思考，保温 材料的防火性能史无前例的引起了业内各界的高度重视。然而，很多保温材料起火都是在施工过程中产生的，如：电焊、明火、不良的施工习惯。这些材料在燃烧过程中不断产生的融滴物和毒烟，同时释放出来的氯氟烃、氢氟碳化物、氟利昂等气体对环境的危害也不可忽视。为此，市场出现了诸多的防火保温涂料。目前常用保温防火涂料保温性、耐热性不佳，不能满足人们的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常用保温防火涂料保温性、耐热性不佳的问题，提供一种保温防火涂料。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种保温防火涂料，按质量份数计，包括如下组分：5~10份助剂、3~8份玻化微珠、6~10份表面活性剂、2~5松香、25~40份水，其特征在于，还包括：20~45份复合改性聚氨酯、15~30份复合介孔材料。
所述复合改性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
（1）于10~15℃，按质量比1：5~10取硅酸钠、盐酸溶液混合，加入硅酸钠质量20~35%的硅烷偶联剂混合，反应3~5h，加入硅酸钠质量8~15%的NaCl和硅酸钠质量30~45%的溶剂混合搅拌，静置，过滤，取滤液按质量比4~9：1加入干燥剂，混合搅拌，密闭静置，加入滤液质量20~30%的聚氧化丙烯二醇，超声波分散，减压抽滤，得分散液；
（2）于80~90℃，按质量比1：1：10~15：2取聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸、分散液、N-甲基吡咯烷酮混合，通气保护，升温至100~110℃保温，降温至75~85℃，得混合反应物，取混合反应物按质量比8~12：1~3：1加二月桂酸二丁基锡、异佛尔酮二异氰酸酯混合，反应2~5h，降温，得料液，取料液按质量比4~8：1：2：1加入三乙胺、丙烯酸、黏度调节剂混合，剪切分散，加入料液质量16~25%的过硫化钾，升温，保温3~5h，减压蒸发，即得复合改性聚氨酯。
所述步骤（1）中的溶剂：按质量比1：4~8取丙酮、乙醇混合，即得溶剂。
所述步骤（1）中的干燥剂：按质量比5：1~2取CaSO4、CaCl2混合，即得干燥剂。
所述步骤（2）中的黏度调节剂：尿素、盐酸羟胺、硫酸羟胺中的任意一种。
所述复合介孔材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.于40~60℃，按质量比1：6~10取苯酚、NaOH溶液混合搅拌，加入苯酚质量3~7倍甲醛溶液混合，升温至70~85℃，搅拌，冷却，调节pH，减压浓缩，真空蒸发，得反应物，取反应物加入反应物质量3~5倍的无水乙醇，混合均匀，得预制酚醛树脂混液；
S2.取泊洛沙姆液按质量比5~8：2：4加入正硅酸乙酯、预制酚醛树脂混液，搅拌，热聚合，氮气保护，程序升温至350~500℃保温，升温至800~900℃保温1~2h，得热处理物，冷却，加入热处理物质量3~5倍的浸渍液浸泡，过滤，取滤渣干燥，即得复合介孔材料。
所述步骤S2中的泊洛沙姆液：按质量比1：3~5：6取泊洛沙姆、乙醇、盐酸溶液混合，即得泊洛沙姆液。
所述步骤S2中的浸渍液：按质量比1：1~3：10~15取壳聚糖、盐酸多巴胺、乙酸溶液混合，即得浸渍液。
所述表面活性剂：按质量比4：1~2取十二烷基甜菜碱、仲烷基磺酸钠混合，即得表面活性剂。
所述助剂：按质量比6：1：1~2取偏高岭土、碳酸胺、硬脂酸镁混合，即得助剂。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以硅酸钠为原料，制复合改性聚氨酯，具有优异的长效性、耐久性、化学稳定性，硅酸钠水解产生的SiO2粒子及其表面的Si-OH与聚氨酯分子形成物理交联作用，使得聚氨酯分子链段的运动受到束缚，导致拉伸强度增大，SiO2为刚性粒子，使断裂伸长率降低，作用达一定程度后，由于SiO2粒子的聚集作用，使得物理交联密度降低，拉伸强度和断裂伸长率下降，聚氨酯复合SiO2，形成三维网状结构，且SiO2表面羟基含量高，能与异佛尔酮二异氰酸酯、及聚氨酯中的基团发生聚合，使得保温防火涂料体系的内部性能得以提升；
（2）本发明助剂中的偏高岭土等原料，可在热作用下，作无机阻燃材料形成玻璃状网，从而在空气和底材件形成隔离膜，可有效阻燃耐高温，配合玻化微珠，
，可大大提升体系的保温性能，以苯酚和甲醛为原料，制预制酚醛树脂混液，配合两性嵌段共聚物泊洛沙姆，制比表面积大，孔隙参数适宜的复合介孔材料，提供非极性吸附力吸附CO2，受高温时可刺激不规则多孔隙释放CO2起到高效地隔绝氧气，因而起到灭火的作用，提高防火性能。
具体实施方式
溶剂：按质量比1：4~8取丙酮、乙醇混合，即得溶剂。
干燥剂：按质量比5：1~2取CaSO4、CaCl2混合，即得干燥剂。
黏度调节剂：尿素、盐酸羟胺、硫酸羟胺中的任意一种。
表面活性剂：按质量比4：1~2取十二烷基甜菜碱、仲烷基磺酸钠混合，即得表面活性剂。
助剂：按质量比6：1：1~2取偏高岭土、碳酸胺、硬脂酸镁混合，即得助剂。
泊洛沙姆液：按质量比1：3~5：6取泊洛沙姆、乙醇、浓度0.1mol/L的盐酸溶液混合，即得泊洛沙姆液。
浸渍液：按质量比1：1~3：10~15取脱乙酰度90%的壳聚糖、盐酸多巴胺、质量分数10%的乙酸溶液混合，即得浸渍液。
复合改性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
（1）于10~15℃，按质量比1：5~10取硅酸钠、浓度0.1mol/L的盐酸溶液混合，加入硅酸钠质量20~35%的硅烷偶联剂混合，反应3~5h，加入硅酸钠质量8~15%的NaCl和硅酸钠质量30~45%的溶剂混合，以250~400r/min搅拌2~4h，静置25~40min，过滤，取滤液按质量比4~9：1加入干燥剂，混合搅拌10~15min，室温密闭静置20~24h，加入滤液质量20~30%的聚氧化丙烯二醇，以300W超声波分散15~25min，减压抽滤，得分散液；
（2）于油水浴80~90℃，按质量比1：1：10~15：2取聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸、分散液、N-甲基吡咯烷酮混合，通氮气保护，升温至100~110℃保温20~30min，降温至75~85℃，得混合反应物，取混合反应物按质量比8~12：1~3：1加二月桂酸二丁基锡、异佛尔酮二异氰酸酯混合，反应2~5h，降温至55~65℃，得料液，取料液按质量比4~8：1：2：1加入三乙胺、丙烯酸、黏度调节剂混合乳化，以300~500r/min剪切分散15~30min，加入料液质量16~25%的过硫化钾，升温至65~75℃，保温3~5h，减压蒸发，即得复合改性聚氨酯。
复合介孔材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.于水浴40~60℃，按质量比1：6~10取苯酚、质量分数15%的NaOH溶液混合，以300~450r/min搅拌20~45min，加入苯酚质量3~7倍的质量分数为25%的甲醛溶液混合，升温至70~85℃，继续搅拌10~20min，自然冷却至室温，用浓度1mol/L的盐酸溶液调节pH至6.8~7.2，减压浓缩，真空蒸发至恒重，得反应物，取反应物加入反应物质量3~5倍的无水乙醇，混合均匀，得预制酚醛树脂混液；
S2.取泊洛沙姆液按质量比5~8：2：4加入正硅酸乙酯、预制酚醛树脂混液，以300~350r/min搅拌，于90~100℃热聚合20~24h后，移至管式炉，以氮气保护下，以5~10℃/min程序升温至350~500℃保温3~5h后，升温至800~900℃保温1~2h，得热处理物，自然冷却至室温后，加入热处理物质量3~5倍的浸渍液浸泡2~5h，过滤，取滤渣于60~80℃烘箱干燥，即得复合介孔材料。
一种保温防火涂料，按质量份数计，包括如下组分：5~10份助剂、3~8份玻化微珠、6~10份表面活性剂、2~5松香、25~40份水，其特征在于，还包括：20~45份复合改性聚氨酯、15~30份复合介孔材料。
一种保温防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取5~10份助剂、3~8份玻化微珠、6~10份表面活性剂、2~5松香、25~40份水、20~45份复合改性聚氨酯、15~30份复合介孔材料；
（2）先于30~45℃取助剂、玻化微珠、松香、水于反应釜混合，以300~500r/min磁力搅拌25~50min后，加入复合改性聚氨酯、表面活性剂、复合介孔材料混合，以300W超声波振荡20~30min，于0.9MPa、20~25℃以200~300mL/min通入CO2，静置2~4h，即得保温防火涂料。
实施例1
溶剂：按质量比1：4取丙酮、乙醇混合，即得溶剂。
干燥剂：按质量比5：1取CaSO4、CaCl2混合，即得干燥剂。
黏度调节剂：尿素。
表面活性剂：按质量比4：1取十二烷基甜菜碱、仲烷基磺酸钠混合，即得表面活性剂。
助剂：按质量比6：1：1取偏高岭土、碳酸胺、硬脂酸镁混合，即得助剂。
泊洛沙姆液：按质量比1：3：6取泊洛沙姆、乙醇、浓度0.1mol/L的盐酸溶液混合，即得泊洛沙姆液。
浸渍液：按质量比1：1：10取脱乙酰度90%的壳聚糖、盐酸多巴胺、质量分数10%的乙酸溶液混合，即得浸渍液。
复合改性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
（1）于10℃，按质量比1：5取硅酸钠、浓度0.1mol/L的盐酸溶液混合，加入硅酸钠质量20%的硅烷偶联剂混合，反应3h，加入硅酸钠质量8%的NaCl和硅酸钠质量30%的溶剂混合，以25r/min搅拌2h，静置25min，过滤，取滤液按质量比4：1加入干燥剂，混合搅拌10min，室温密闭静置20h，加入滤液质量20%的聚氧化丙烯二醇，以300W超声波分散min，减压抽滤，得分散液；
（2）于油水浴80℃，按质量比1：1：10：2取聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸、分散液、N-甲基吡咯烷酮混合，通氮气保护，升温至100℃保温20min，降温至75℃，得混合反应物，取混合反应物按质量比8：1：1加二月桂酸二丁基锡、异佛尔酮二异氰酸酯混合，反应2h，降温至55℃，得料液，取料液按质量比4：1：2：1加入三乙胺、丙烯酸、黏度调节剂混合乳化，以300r/min剪切分散15min，加入料液质量16%的过硫化钾，升温至65℃，保温3h，减压蒸发，即得复合改性聚氨酯。
复合介孔材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.于水浴40℃，按质量比1：6取苯酚、质量分数15%的NaOH溶液混合，以300r/min搅拌20min，加入苯酚质量3倍的质量分数为25%的甲醛溶液混合，升温至70℃，继续搅拌10min，自然冷却至室温，用浓度1mol/L的盐酸溶液调节pH至6.8，减压浓缩，真空蒸发至恒重，得反应物，取反应物加入反应物质量3倍的无水乙醇，混合均匀，得预制酚醛树脂混液；
S2.取泊洛沙姆液按质量比5：2：4加入正硅酸乙酯、预制酚醛树脂混液，以300r/min搅拌，于90℃热聚合20h后，移至管式炉，以氮气保护下，以5℃/min程序升温至350℃保温3h后，升温至800℃保温1h，得热处理物，自然冷却至室温后，加入热处理物质量3倍的浸渍液浸泡2h，过滤，取滤渣于60℃烘箱干燥，即得复合介孔材料。
一种保温防火涂料，按质量份数计，包括如下组分：5份助剂、3份玻化微珠、6份表面活性剂、2松香、25份水，其特征在于，还包括：20份复合改性聚氨酯、15份复合介孔材料。
一种保温防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取5份助剂、3份玻化微珠、6份表面活性剂、2松香、25份水、20份复合改性聚氨酯、15份复合介孔材料；
（2）先于30℃取助剂、玻化微珠、松香、水于反应釜混合，以300r/min磁力搅拌25min后，加入复合改性聚氨酯、表面活性剂、复合介孔材料混合，以300W超声波振荡20min，于0.9MPa、20℃以200mL/min通入CO2，静置2h，即得保温防火涂料。
实施例2
溶剂：按质量比1：6取丙酮、乙醇混合，即得溶剂。
干燥剂：按质量比5：1.5取CaSO4、CaCl2混合，即得干燥剂。
黏度调节剂：盐酸羟胺。
表面活性剂：按质量比4：1.5取十二烷基甜菜碱、仲烷基磺酸钠混合，即得表面活性剂。
助剂：按质量比6：1：1.5取偏高岭土、碳酸胺、硬脂酸镁混合，即得助剂。
泊洛沙姆液：按质量比1：4：6取泊洛沙姆、乙醇、浓度0.1mol/L的盐酸溶液混合，即得泊洛沙姆液。
浸渍液：按质量比1：2：13取脱乙酰度90%的壳聚糖、盐酸多巴胺、质量分数10%的乙酸溶液混合，即得浸渍液。
复合改性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
（1）于12℃，按质量比1：7取硅酸钠、浓度0.1mol/L的盐酸溶液混合，加入硅酸钠质量30%的硅烷偶联剂混合，反应4h，加入硅酸钠质量12%的NaCl和硅酸钠质量40%的溶剂混合，以320r/min搅拌3h，静置30min，过滤，取滤液按质量比5：1加入干燥剂，混合搅拌13min，室温密闭静置22h，加入滤液质量25%的聚氧化丙烯二醇，以300W超声波分散20min，减压抽滤，得分散液；
（2）于油水浴85℃，按质量比1：1：12：2取聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸、分散液、N-甲基吡咯烷酮混合，通氮气保护，升温至105℃保温25min，降温至80℃，得混合反应物，取混合反应物按质量比9：2：1加二月桂酸二丁基锡、异佛尔酮二异氰酸酯混合，反应4h，降温至60℃，得料液，取料液按质量比5：1：2：1加入三乙胺、丙烯酸、黏度调节剂混合乳化，以350r/min剪切分散20min，加入料液质量20%的过硫化钾，升温至70℃，保温4h，减压蒸发，即得复合改性聚氨酯。
复合介孔材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.于水浴50℃，按质量比1：8取苯酚、质量分数15%的NaOH溶液混合，以400r/min搅拌30min，加入苯酚质量5倍的质量分数为25%的甲醛溶液混合，升温至80℃，继续搅拌15min，自然冷却至室温，用浓度1mol/L的盐酸溶液调节pH至7，减压浓缩，真空蒸发至恒重，得反应物，取反应物加入反应物质量4倍的无水乙醇，混合均匀，得预制酚醛树脂混液；
S2.取泊洛沙姆液按质量比7：2：4加入正硅酸乙酯、预制酚醛树脂混液，以320r/min搅拌，于95℃热聚合22h后，移至管式炉，以氮气保护下，以7℃/min程序升温至450℃保温4h后，升温至850℃保温1.5h，得热处理物，自然冷却至室温后，加入热处理物质量4倍的浸渍液浸泡3h，过滤，取滤渣于70℃烘箱干燥，即得复合介孔材料。
一种保温防火涂料，按质量份数计，包括如下组分：7份助剂、6份玻化微珠、8份表面活性剂、3松香、35份水，其特征在于，还包括：32份复合改性聚氨酯、25份复合介孔材料。
一种保温防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取7份助剂、5份玻化微珠、8份表面活性剂、4松香、32份水、36份复合改性聚氨酯、25份复合介孔材料；
（2）先于40℃取助剂、玻化微珠、松香、水于反应釜混合，以400r/min磁力搅拌35min后，加入复合改性聚氨酯、表面活性剂、复合介孔材料混合，以300W超声波振荡25min，于0.9MPa、22℃以250mL/min通入CO2，静置3h，即得保温防火涂料。
实施例3
溶剂：按质量比1：8取丙酮、乙醇混合，即得溶剂。
干燥剂：按质量比5：2取CaSO4、CaCl2混合，即得干燥剂。
黏度调节剂：硫酸羟胺。
表面活性剂：按质量比4：2取十二烷基甜菜碱、仲烷基磺酸钠混合，即得表面活性剂。
助剂：按质量比6：1：2取偏高岭土、碳酸胺、硬脂酸镁混合，即得助剂。
泊洛沙姆液：按质量比1：5：6取泊洛沙姆、乙醇、浓度0.1mol/L的盐酸溶液混合，即得泊洛沙姆液。
浸渍液：按质量比1：3：15取脱乙酰度90%的壳聚糖、盐酸多巴胺、质量分数10%的乙酸溶液混合，即得浸渍液。
复合改性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
（1）于15℃，按质量比1：10取硅酸钠、浓度0.1mol/L的盐酸溶液混合，加入硅酸钠质量35%的硅烷偶联剂混合，反应5h，加入硅酸钠质量15%的NaCl和硅酸钠质量45%的溶剂混合，以400r/min搅拌4h，静置40min，过滤，取滤液按质量比9：1加入干燥剂，混合搅拌15min，室温密闭静置24h，加入滤液质量30%的聚氧化丙烯二醇，以300W超声波分散25min，减压抽滤，得分散液；
（2）于油水浴90℃，按质量比1：1：15：2取聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸、分散液、N-甲基吡咯烷酮混合，通氮气保护，升温至110℃保温30min，降温至85℃，得混合反应物，取混合反应物按质量比12：3：1加二月桂酸二丁基锡、异佛尔酮二异氰酸酯混合，反应5h，降温至65℃，得料液，取料液按质量比8：1：2：1加入三乙胺、丙烯酸、黏度调节剂混合乳化，以500r/min剪切分散30min，加入料液质量25%的过硫化钾，升温至75℃，保温5h，减压蒸发，即得复合改性聚氨酯。
复合介孔材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.于水浴60℃，按质量比1：10取苯酚、质量分数15%的NaOH溶液混合，以450r/min搅拌45min，加入苯酚质量7倍的质量分数为25%的甲醛溶液混合，升温至85℃，继续搅拌20min，自然冷却至室温，用浓度1mol/L的盐酸溶液调节pH至7.2，减压浓缩，真空蒸发至恒重，得反应物，取反应物加入反应物质量5倍的无水乙醇，混合均匀，得预制酚醛树脂混液；
S2.取泊洛沙姆液按质量比8：2：4加入正硅酸乙酯、预制酚醛树脂混液，以350r/min搅拌，于100℃热聚合24h后，移至管式炉，以氮气保护下，以10℃/min程序升温至500℃保温5h后，升温至900℃保温2h，得热处理物，自然冷却至室温后，加入热处理物质量5倍的浸渍液浸泡5h，过滤，取滤渣于80℃烘箱干燥，即得复合介孔材料。
一种保温防火涂料，按质量份数计，包括如下组分：10份助剂、8份玻化微珠、10份表面活性剂、5松香、40份水，其特征在于，还包括：45份复合改性聚氨酯、30份复合介孔材料。
一种保温防火涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取10份助剂、8份玻化微珠、10份表面活性剂、5松香、40份水、45份复合改性聚氨酯、30份复合介孔材料；
（2）先于45℃取助剂、玻化微珠、松香、水于反应釜混合，以500r/min磁力搅拌50min后，加入复合改性聚氨酯、表面活性剂、复合介孔材料混合，以300W超声波振荡30min，于0.9MPa、25℃以300mL/min通入CO2，静置4h，即得保温防火涂料。
对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合改性聚氨酯。
对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合介孔材料。
对比例3：河北省某公司生产的保温防火涂料。
将实施例1、2、3和对比例制备保温防火涂料进行导热系数测试：将各试样同时置于恒温箱内，在378士5K温度下烘干至恒重后移至干燥器冷却到室温；打开导热测试仪的加热炉盖，将各试样分别放在加热炉内测试元件上下部位，尽量各试样的表面保持较紧密的接触，关上加热炉盖后即可测试；接通总电源，将控制加热炉自动控温开关盘拨向预定的控炉温度(360K、460K、 560K、660K、760K、860K)；打开测试系统开关，待各项测试条件进入正常状态；打开自动校准按钮，校正完毕，将校准钮转向测试档，经微机对数据进行自动处理后，液晶显示表开始显示被测试样的平均温度和该温度下的导热系数，各试样在各温度下的导热系数取三对(六块)随机抽样的数据平均值。测试结果如表1。
表1：
综上所述，由表1可知，本发明制备的保温防火涂料保温性好、耐热性强，值得大力提倡使用。