[00012920]纳米防火涂料及其制备方法

　　一种纳米防火涂料及其制备方法（专利号201210458505.3）。涂料由无机填料、成膜剂、成膜助剂、增塑剂、交联剂和催干剂组成，其中的无机填料为其表面覆有二氧化硅粒子的无机纳米粒子的改性纳米复合粒子；方法为先将无机纳米粒子加入硅酸钠水溶液中搅拌，并用酸调节后陈化得混合溶胶，再对混合溶胶抽滤洗涤后干燥得复合粒子，之后，先将复合粒子和硅烷偶联剂依次加入搅拌下的乙醇中回流反应得反应液，再对反应液使用乙醇交替进行离心洗涤与分离后得改性纳米复合粒子，随后将改性纳米复合粒子、成膜剂、成膜助剂、增塑剂、交联剂、催干剂和溶剂混合并球磨，制得目标产物。它能在火灾的不同阶段发生吸热反应及形成陶瓷绝热层，可广泛地用于各种需防火阻燃的场合。

　　相对于现有技术的有益效果是，其一，对制得的目标产物分别使用透射电镜和红外光谱仪进行表征，由其结果可知，目标产物中的无机填料，即改性纳米复合粒子均匀地分散于目标产物中 ；改性纳米复合粒子为表面覆有二氧化硅粒子的无机纳米粒子，其由重 量比为 1 ：0.5 ～ 2 的无机纳米粒子与二氧化硅粒子构成，其中的无机纳米粒子的粒径为 100 ～ 400nm，无机纳米粒子为碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁中的一种或两种以上的混合物，二 氧化硅粒子的粒径为 10 ～ 40nm。无机纳米粒子与二氧化硅粒子之间以 Ca-O-Si 化学键或 Mg-O-Si 化学键相连接。

　　其二，将制得的目标产物涂敷于需要防火的物体表面，对其形成的 厚度为≥ 5mm 的涂层先使用 400 ～ 1100℃的火焰烧灼，再分别使用 X 射线衍射仪、红外光 谱仪和扫描电镜进行表征，由其结果可知，目标产物所形成的涂层在 500 ～ 700℃时，其内 含的碳酸钙的特征峰呈现出减弱趋势，700℃以上开始出现很多新的峰，这些新峰大部分为 各种不同晶型参数的硅酸钙或硅酸镁 ；说明其已逐渐生成为陶瓷化的物质了。随着烧灼温 度的增加，新峰的强度增强，生成的陶瓷粒子的含量也同步增加，直至涂层变化成较为致密 的陶瓷层。

　　其三，制备方法科学、有效，优选由重量比为 30 ～ 70 ：30 ～ 50 ：5 ～ 25 ：5 ～ 20 ：5 ～ 15 ：1 ～ 10 的无机填料、成膜剂、成膜助剂、增塑剂、交联剂和催干剂组成的目标产物，既因改性纳米复合粒子中的碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁中的一种或两种以上的混合物的存在而使其能于火灾中低温下时分解吸收热量放出二氧化碳或水，实现中低温防火，于高温 下时与纳米二氧化硅发生化学反应迅速生成硅酸钙或者硅酸镁陶瓷，实现高温防火，大大 地提高了防火的效果以及拓展和扩大了目标产物的防火范围和使用场合 ；又由于选用的成 膜剂和成膜助剂在目标产物成膜后能在三维方向上形成网状结构，极大地增强了涂层的强 度和韧性，降低了涂层粉化的危险，相应地提升了目标产物的防火效果 ；还有着绿色环保、 使用方便的特点 ；使目标产物可广泛地应用于钢结构、电缆、地铁、隧道等各种需要防火阻 燃且耐高温的场合。 作为有益效果的进一步体现，一是目标产物中的纳米复合粒子优选为均匀分散状，利于充分发挥纳米复合粒子的防火阻燃效能。二是酸优选为盐酸，或硫酸，或硝酸，不仅使得原料的来源较为丰富，还使制备工艺更易实施且灵活。三是离心洗涤与分离中的离心洗涤的转速优选为 8000 ～ 12000r/min、时间为 3 ～ 5min，离心分离的转速优选为 1300 ～1700r/min、时间为 1 ～ 3min，便于改性纳米复合粒子的获得。四是溶剂优选为三氯甲烷，或四氯化碳，或丙酮，或乙酸，或水，或乙醇，或四氢呋喃，或汽油，或戊烷，或己烷，或辛烷，或苯，或甲苯，或二甲苯，除使溶剂的选择有着较大的余地之外，还使制备工艺更加便捷。