本發(fā)明屬于涂料，具體涉及一種耐輻照防火涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、耐輻照防火涂料是一種特殊的涂料，它既要具備防火性能，又要能夠耐受輻射環(huán)境。這種涂料在一些特殊場(chǎng)所，如核設(shè)施、放射性實(shí)驗(yàn)室等有著重要的應(yīng)用。

2、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料包括膨脹型和非膨脹型兩種，膨脹型防火涂料遇火受熱時(shí)，碳化劑在催化劑作用下酯化脫水成碳，碳化物在發(fā)泡劑分解的惰性氣體作用下形成封閉的立體蜂窩狀碳化層，該碳化層可以封閉被保護(hù)的基材，阻止氣體擴(kuò)散，同時(shí)阻止外部氧氣擴(kuò)散到基材表面，達(dá)到防火隔熱的目的。

3、目前的鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料由有機(jī)無(wú)機(jī)基料、防火添加劑、催化劑、發(fā)泡劑等組成，其防火、阻燃性能較好。但目前制備的耐輻照防火涂料往往存在涂層的防輻射性能不均勻，耐輻照后耐火性能較差，隔熱效率衰減嚴(yán)重等問(wèn)題。

4、因此，亟需提供一種性能優(yōu)異的耐輻照防火涂料，能夠提高涂層的防輻射性能均勻性和耐輻照后耐火性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出一種耐輻照防火涂料及其制備方法，通過(guò)采用特定的硅烷偶聯(lián)劑改性微納米耐輻照填料，有效提高涂層的防輻射性能均勻性和耐輻照后耐火性能。

2、本發(fā)明提供了一種耐輻照防火涂料。

3、具體地，一種耐輻照防火涂料，包括a組分和b組分，所述a組分包括有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、活性稀釋劑、脫水成炭催化劑、發(fā)泡劑、阻燃劑、膨脹石墨、耐火纖維、耐輻照填料；所述耐輻照填料包括硅烷偶聯(lián)劑改性的硫酸鋇和碳化硼；所述硫酸鋇粒徑為50-200nm，碳化硼粒徑為1.0-2.5μm。

4、所述b組分為胺類固化劑。

5、優(yōu)選地，按重量份計(jì)，所述a組分包括15-35份有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、5-10份活性稀釋劑、20-50份脫水成炭催化劑、3-10份發(fā)泡劑、5-10份阻燃劑、0.1-0.5份膨脹石墨、5-10份耐火纖維、3-15份耐輻照填料；進(jìn)一步優(yōu)選地，按重量份計(jì)，所述a組分包括20-30份有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、5-9份活性稀釋劑、25-48份脫水成炭催化劑、5-8份發(fā)泡劑、5-8份阻燃劑、0.1-0.5份膨脹石墨、6-8份耐火纖維、5-15份耐輻照填料。

6、優(yōu)選地，所述硫酸鋇粒徑為50-150nm，碳化硼粒徑為1.0-1.5μm。

7、優(yōu)選地，所述硫酸鋇和碳化硼質(zhì)量比為2-8:1。

8、優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑改性的硫酸鋇和碳化硼的制備方法如下：將硫酸鋇與硅烷偶聯(lián)劑kh550、乙醇混合，于6000-8000rpm下攪拌5-20min，再烘干，得到硅烷偶聯(lián)劑kh550改性的硫酸鋇，將碳化硼與硅烷偶聯(lián)劑kh560、乙醇混合，于5000-7000rpm下攪拌10-25min，再烘干，得到硅烷偶聯(lián)劑kh560改性的碳化硼，將kh550改性的硫酸鋇和kh560改性的碳化硼，混合攪拌，得到硅烷偶聯(lián)劑改性的硫酸鋇和碳化硼。

9、優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑kh550與所述硫酸鋇質(zhì)量比為(1-15)：1。

10、優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑kh560與所述碳化硼的質(zhì)量比為(1-10)：1。

11、優(yōu)選地，所述活性稀釋劑為縮水甘油醚，包括苯基縮水甘油醚和/或烷基縮水甘油醚。

12、優(yōu)選地，所述阻燃劑為磷酸三異丁酯。

13、優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為三聚氰胺。

14、優(yōu)選地，所述脫水成炭催化劑為聚磷酸銨和/或磷酸三聚氰胺。

15、優(yōu)選地，所述耐火纖維包括氧化鋁纖維、玻璃纖維、高硅氧纖維、聚酰胺纖維、碳纖維、玄武巖纖維中的至少一種。

16、優(yōu)選地，所述a組分還包括助劑，所述助劑包括但不限于分散劑、消泡劑、流平劑、防沉劑等。按重量份計(jì)，所述助劑為0.1-2份。

17、優(yōu)選地，所述a組分還包括顏填料，所述顏填料可選擇黑色的氧化鐵黑、鉻鐵黑、二氧化錳，白色的二氧化鈦(鈦白粉)，以及綠色的氧化鉻綠。具體可根據(jù)涂料的裝飾效果進(jìn)行選擇。按重量份計(jì)，所述顏填料為1-6份。

18、優(yōu)選地，所述b組分包括但不限于脂肪族胺類和芳香族胺類等，具體選自乙二胺、間苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、酚醛胺、1，3-環(huán)己二甲胺等。

19、優(yōu)選地，所述a組分與所述b組分的質(zhì)量比為(7-10)：1。

20、本發(fā)明還提供了一種耐輻照防火涂料的制備方法。

21、具體地，一種耐輻照防火涂料的制備方法，包括以下步驟：

22、將硫酸鋇與硅烷偶聯(lián)劑kh550、乙醇混合，攪拌，烘干，得到硅烷偶聯(lián)劑kh550改性的硫酸鋇，將碳化硼與硅烷偶聯(lián)劑kh560、乙醇混合，攪拌，烘干，得到硅烷偶聯(lián)劑kh560改性的碳化硼，將kh550改性的硫酸鋇和kh560改性的碳化硼，混合攪拌，得到硅烷偶聯(lián)劑改性的硫酸鋇和碳化硼耐輻照填料；

23、將有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、活性稀釋劑混合，然后加入所得耐輻照填料和剩余組分，混合，研磨，制得a組分；

24、取胺類固化劑，制得b組分。

25、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

26、(1)本發(fā)明采用粒徑為50-150nm的硫酸鋇和粒徑為1.0-1.5μm的碳化硼作為耐輻照填料，通過(guò)兩種不同粒徑的硫酸鋇和碳化硼耐輻照填料粒子相互耦合形成致密結(jié)構(gòu)，同時(shí)發(fā)揮微納米粒子協(xié)同作用，有效發(fā)揮增強(qiáng)、防火、耐輻射性能，使涂層的防輻射性能均勻性和耐輻照后耐火性能顯著提升。

27、(2)本發(fā)明采用羥基硅烷偶聯(lián)劑kh550對(duì)納米硫酸鋇進(jìn)行表面預(yù)處理，采用環(huán)氧硅烷偶聯(lián)劑kh560對(duì)微米碳化硼進(jìn)行表面預(yù)處理，一方面，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑表面預(yù)處理能夠改善耐輻照填料之間及其與樹(shù)脂等組分之間的相容性、分散均勻性，另一方面，硅烷偶聯(lián)劑kh550中的羥基能夠與有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，硅烷偶聯(lián)劑kh560的環(huán)氧基能夠與胺類固化劑的氨基發(fā)生反應(yīng)，提高耐輻照填料與基體樹(shù)脂等組分之間的分散性、結(jié)合力，提高涂層的均勻性和穩(wěn)定性，顯著提升涂層防輻射性能均勻性和耐輻照后耐火性能，不會(huì)出現(xiàn)局部氣泡、脫層的現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種耐輻照防火涂料，其特征在于，包括a組分和b組分，按重量份計(jì)，所述a組分包括15-35份有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、5-10份活性稀釋劑、20-50份脫水成炭催化劑、3-10份發(fā)泡劑、5-10份阻燃劑、0.1-0.5份膨脹石墨、5-10份耐火纖維、3-15份耐輻照填料；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐輻照防火涂料，其特征在于，所述a組分包括20-30份有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、5-9份活性稀釋劑、25-48份脫水成炭催化劑、5-8份發(fā)泡劑、5-8份阻燃劑、0.1-0.5份膨脹石墨、6-8份耐火纖維、5-15份耐輻照填料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐輻照防火涂料，其特征在于，所述硫酸鋇和碳化硼質(zhì)量比為2-8:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐輻照防火涂料，其特征在于，所述硫酸鋇粒徑為50-150nm，碳化硼粒徑為1.0-1.5μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的耐輻照防火涂料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為環(huán)氧硅烷偶聯(lián)劑、羥基硅烷偶聯(lián)劑中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐輻照防火涂料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑kh550與所述硫酸鋇質(zhì)量比為(1-15)：1，所述硅烷偶聯(lián)劑kh560與所述碳化硼的質(zhì)量比為(1-10)：1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐輻照防火涂料，其特征在于，所述耐輻照填料的制備方法為將硫酸鋇與硅烷偶聯(lián)劑kh550、乙醇混合，攪拌，烘干，得到硅烷偶聯(lián)劑kh550改性的硫酸鋇，將碳化硼與硅烷偶聯(lián)劑kh560、乙醇混合，攪拌，烘干，得到硅烷偶聯(lián)劑kh560改性的碳化硼，將kh550改性的硫酸鋇和kh560改性的碳化硼混合攪拌，得到硅烷偶聯(lián)劑改性的硫酸鋇和碳化硼耐輻照填料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐輻照防火涂料，其特征在于，所述活性稀釋劑為縮水甘油醚，包括苯基縮水甘油醚和/或烷基縮水甘油醚；所述阻燃劑為磷酸三異丁酯；所述發(fā)泡劑為三聚氰胺；所述脫水成炭催化劑為聚磷酸銨和/或磷酸三聚氰胺；所述耐火纖維包括氧化鋁纖維、玻璃纖維、高硅氧纖維、聚酰胺纖維、碳纖維、玄武巖纖維中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐輻照防火涂料，其特征在于，所述a組分還包括助劑和顏填料；所述助劑包括分散劑、消泡劑、流平劑、防沉劑中的至少一種；所述顏填料包括氧化鐵黑、鉻鐵黑、二氧化錳、二氧化鈦、氧化鉻綠中的至少一種。

10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的耐輻照防火涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐輻照防火涂料及其制備方法。該耐輻照防火涂料，包括A組分和B組分，按重量份計(jì)，所述A組分包括15?35份有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、5?10份活性稀釋劑、20?50份脫水成炭催化劑、3?10份發(fā)泡劑、5?10份阻燃劑、0.1?0.5份膨脹石墨、5?10份耐火纖維、3?15份耐輻照填料；耐輻照填料包括硅烷偶聯(lián)劑改性的納米硫酸鋇和微米碳化硼；B組分為胺類固化劑。本發(fā)明提出一種耐輻照防火涂料及其制備方法，通過(guò)采用特定的硅烷偶聯(lián)劑改性微納米耐輻照填料，有效提高涂層的防輻射性能均勻性和耐輻照后耐火性能，能夠廣泛應(yīng)用于核電廠及各類核工業(yè)設(shè)施上。

技術(shù)研發(fā)人員：趙薇,羅晶,李禧婧,李丹,蔡敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)核電工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9