專利名稱：一種稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
防火涂料隨著整個(gè)涂料工業(yè)正向以下方向發(fā)展提高涂膜質(zhì)量、方便施工、節(jié)省資源、節(jié)省能源和適應(yīng)環(huán)境?，F(xiàn)代涂料常采用粒度不同的填料混合，例如珍珠巖、膨脹蛭石等混合級(jí)配，從而增加了研磨成本。稻殼灰作為一種新的隔熱保溫材料，具有很好的微集料填充效應(yīng)和火山灰活性，重?zé)€收縮小，高溫導(dǎo)熱系數(shù)低，自重輕。我國作為產(chǎn)稻大國，稻殼資源豐富，年副產(chǎn)稻殼0.6億噸，可產(chǎn)約0. Γ0. 24億噸稻殼灰。稻殼灰的應(yīng)用，不僅擴(kuò)大了高性能防火涂料的原料來源，而且可節(jié)約研磨成本，同時(shí)還可減少因開采使用其他礦物材料作為填料可能導(dǎo)致的環(huán)境破壞?，F(xiàn)代涂料中常用的粘結(jié)劑包括無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑。無機(jī)粘結(jié)劑的耐候性和耐水性不佳，易脫落、粉化；有機(jī)粘結(jié)劑雖然性能較好，但一般價(jià)格較貴，而且有些有機(jī)物燃燒會(huì)揮發(fā)有毒物質(zhì)。將堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物作為粘結(jié)劑，彌補(bǔ)了無機(jī)粘結(jié)劑的不足， 同時(shí)還可降低成本，其粘結(jié)性能高于常用的硅酸鹽等無機(jī)粘結(jié)劑，且偏高嶺土基地聚物本身為耐燃物質(zhì)。向其中添加少量無毒的聚醋酸乙烯酯乳液，可改善粘結(jié)劑的成膜性能和涂層與基材的附著性能。

發(fā)明內(nèi)容
基于環(huán)保、降低成本和開發(fā)高性能防火涂料的目的，本發(fā)明提供一種稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料的制備方法。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料的制備方法，其采用稻殼灰、堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物、聚醋酸乙烯酯乳液混合制得，其中稻殼灰作為填料，質(zhì)量份數(shù)為2(Γ50 份；堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液復(fù)配作為粘結(jié)劑，質(zhì)量份數(shù)為2(Γ40 份。上述稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料的制備方法中，所述的稻殼灰是由稻殼在300°C 900°C控制焚燒廣3小時(shí)生成。上述稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料的制備方法中，所述的粘結(jié)劑按以下步驟配制
(1)將高嶺土在500°C 900°C高溫煅燒廣4小時(shí)生成偏高嶺土；
(2)將NaOH加入水玻璃溶液中，調(diào)成模數(shù)1.O 1. 6和濃度30% 45%的水玻璃溶液， 再與偏高嶺土按2 :4 5 :4質(zhì)量比混合，制得堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物；
(3)將堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液，按質(zhì)量比5=TlO 1進(jìn)行復(fù)配制得所述粘結(jié)劑。上述稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料的制備方法中，所述混合還包括添加多種助劑和特殊添加劑，與所述填料、粘結(jié)劑和適量水混合，以1000r/mirT4000r/min的速度高速攪拌0. 5^1小時(shí)，待混合物均勻后即得復(fù)合防火涂料，其中助劑的質(zhì)量份數(shù)為氫氧化鎂(TlO份、鈦白粉4、份；特殊添加劑的質(zhì)量份數(shù)為鈉基膨潤土 0. 5^2份、木質(zhì)素磺酸鈉0. 2^0. 5份、γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 3-1份、木質(zhì)素纖維(Γ5份。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所具有的效果和優(yōu)點(diǎn)是
(1)本發(fā)明復(fù)合防火涂料的原料成本低廉且環(huán)保，制備工藝簡單，耐火性能優(yōu)良。(2)本發(fā)明復(fù)合防火涂料的涂層粘結(jié)強(qiáng)度符合《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中粘結(jié)強(qiáng)度的有關(guān)規(guī)定，高溫后涂層裂紋少，不易脫落。( 3 )本發(fā)明復(fù)合防火涂料摻加的木質(zhì)素纖維對(duì)于防止常溫下涂層開裂具有良好作用，增強(qiáng)了對(duì)表面的附著力，且木質(zhì)素纖維較其它的礦物纖維和聚合物纖維性能穩(wěn)定且環(huán)保。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
(1)取283g在500°C控制焚燒2小時(shí)的稻殼灰；
(2)取199g在600°C煅燒2h生成的偏高嶺土；將20. 2gNa0H加入到IOOg濃度29. 2%、 模數(shù)3. 2的水玻璃溶液中，加入29g水，調(diào)成濃度30%、模數(shù)為1. 0的水玻璃溶液；兩者混合加入34. 9g聚醋酸乙烯酯乳液，攪拌150秒，制得有機(jī)-無機(jī)復(fù)配粘結(jié)劑；
(3)將71g氫氧化鎂，28g鈦白粉，3.5g鈉基膨潤土，3. 5g木質(zhì)素磺酸鈉，3. 5g γ -氨丙基三乙氧基硅烷，與步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，加入31g水，以lOOOr/min的速度攪拌 0. 5小時(shí)，待混合物均勻后即得復(fù)合防火涂料。將涂料分層涂于SOmmXSOmmX8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在規(guī)定的條件下養(yǎng)護(hù)7天，采用垂直燃法進(jìn)行耐火性能測試。石膏板背面溫度達(dá)到220°C的時(shí)間(涂料的耐燃時(shí)間)為83min。試驗(yàn)結(jié)束后觀察試件受火面涂層，發(fā)現(xiàn)復(fù)合防火涂料涂層裂紋較少，燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，測得復(fù)合防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為1.06MPa。該實(shí)測值大于《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下聚合物水泥系復(fù)層涂料和硝酸鹽系復(fù)合涂料的最小粘結(jié)強(qiáng)度0. 49 MPa0實(shí)施例2:
(1)取371g在650°C控制焚燒3小時(shí)的稻殼灰；
(2)取156g在900°C煅燒3h生成的偏高嶺土；將15. 3gNaOH加入到IOOg濃度29. 2%、 模數(shù)3. 2的水玻璃溶液中，加入2g水，調(diào)成濃度35%、模數(shù)為1. 2的水玻璃溶液；兩者混合加入15g聚醋酸乙烯酯乳液，攪拌150秒，制得有機(jī)-無機(jī)復(fù)配粘結(jié)劑；
(3)將66g氫氧化鎂、42g鈦白粉、4.Ig鈉基膨潤土、4. Ig木質(zhì)素磺酸鈉、4. IgY-氨丙基三乙氧基硅烷、0. 8g木質(zhì)素纖維與步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，加入45g水，以 3000r/min的速度攪拌0. 5小時(shí)，待混合物均勻后即得復(fù)合防火涂料。將涂料分層涂于SOmmXSOmmX8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在規(guī)定的條件下養(yǎng)護(hù)7天，采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火性能測試。石膏板背面溫度達(dá)到220°C的時(shí)間(涂料的耐燃時(shí)間)為87min。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后觀察試件受火面涂層，發(fā)現(xiàn)復(fù)合防火涂料涂層裂紋較少，燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，測得復(fù)合防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為0. 82MPa。該實(shí)測值大于《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下聚合物水泥系復(fù)層涂料和硝酸鹽系復(fù)合涂料的最小粘結(jié)強(qiáng)度0. 49 MPa0實(shí)施例3:
(1)取594g在750°C控制焚燒3小時(shí)的稻殼灰；
(2)取146g在800°C煅燒4h生成的偏高嶺土；將11. 8gNa0H加入到IOOg濃度29. 2%、 模數(shù)3. 2的水玻璃溶液中，蒸發(fā)2. 5g水，調(diào)成濃度35%、模數(shù)為1. 4的水玻璃溶液；兩者混合加入42g聚醋酸乙烯酯乳液，攪拌150秒，制得有機(jī)-無機(jī)復(fù)配粘結(jié)劑；
(3)將197g氫氧化鎂、47.5g鈦白粉、4. 7g鈉基膨潤土、4. 7g木質(zhì)素磺酸鈉、5. 9gY_氨丙基三乙氧基硅烷、5g木質(zhì)素纖維與步驟(1)和步驟(2)的產(chǎn)物混合，加入36g水，以 3000r/min攪拌0. 5小時(shí)，待混合物均勻后即得復(fù)合防火涂料。將涂料分層涂于SOmmXSOmmX8mm的石膏板，涂刷時(shí)待第一道涂層表干后再涂刷第二道涂層，涂層厚度為7mm。自然晾干后在規(guī)定的條件下養(yǎng)護(hù)7天，采用垂直燃燒法進(jìn)行耐火性能測試。石膏板背面溫度達(dá)到220°C的時(shí)間(涂料的耐火極限)為76min。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后觀察試件受火面涂層，發(fā)現(xiàn)復(fù)合防火涂料涂層裂紋較少，燒結(jié)現(xiàn)象不嚴(yán)重。按照《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法，測得復(fù)合防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度為0. QlMPa0該實(shí)測值大于《GB9779-88復(fù)層建筑涂料》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下聚合物水泥系復(fù)層涂料和硝酸鹽系復(fù)合涂料的最小粘結(jié)強(qiáng)度0. 49 MPa0
權(quán)利要求
1.一種稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料的制備方法，其特征在于采用稻殼灰、堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物、聚醋酸乙烯酯乳液混合制得，其中稻殼灰作為填料，質(zhì)量份數(shù)為2(Γ50份；堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液復(fù)配作為粘結(jié)劑，質(zhì)量份數(shù)為20 40份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的稻殼灰是由稻殼在300°C 900°C控制焚燒廣3小時(shí)生成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的粘結(jié)劑按以下步驟配制(1)將高嶺土在500°C 900°C高溫煅燒廣4小時(shí)生成偏高嶺土；(2)將NaOH加入水玻璃溶液中，調(diào)成模數(shù)1.0 1. 6和濃度30% 45%的水玻璃溶液， 再與偏高嶺土按2 :4 5 :4質(zhì)量比混合，制得堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物；(3)將堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液，按質(zhì)量比5=TlO 1進(jìn)行復(fù)配制得所述粘結(jié)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合還包括添加多種助劑和特殊添加劑，與所述填料、粘結(jié)劑和適量水混合，以1000r/mirT4000r/min的速度高速攪拌 0. 5^1小時(shí)，待混合物均勻后即得復(fù)合防火涂料，其中助劑的質(zhì)量份數(shù)為氫氧化鎂(TlO 份、鈦白粉4、份；特殊添加劑的質(zhì)量份數(shù)為鈉基膨潤土 0. 5^2份、木質(zhì)素磺酸鈉0. 2^0. 5 份、Y “氨丙基三乙氧基硅烷0. 3-1份、木質(zhì)素纖維(Γ5份。
5.由權(quán)利要求1所述制備方法制得的稻殼灰和偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種稻殼灰與偏高嶺土基地聚物復(fù)合防火涂料及其制備方法，涂料主要由稻殼灰、堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物組成。所述制備方法包括將稻殼灰作為填料，質(zhì)量份數(shù)為20~50份；用堿激發(fā)的偏高嶺土基地聚物和聚醋酸乙烯酯乳液復(fù)配粘結(jié)劑，質(zhì)量份數(shù)為20~40份；添加其他的助劑和特殊添加劑混合制得，助劑和特殊添加劑的質(zhì)量份數(shù)為氫氧化鎂0~10份、鈦白粉4-8份、鈉基膨潤土0.5~2份、木質(zhì)素磺酸鈉0.2~0.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.3-1份、木質(zhì)素纖維0~5份。本發(fā)明原料成本低廉且環(huán)保，制備工藝簡單，產(chǎn)品粘結(jié)強(qiáng)度和耐火性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102320782SQ201110143599
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者吳波, 段靜 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)