玻璃鋼格柵用耐高溫塗料的製作方法
2023-10-04 06:35:59 1
專利名稱：玻璃鋼格柵用耐高溫塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種玻璃鋼格柵用耐高溫塗料。
背景技術：
玻璃鋼格柵是玻璃纖維增強塑料製品的一種。由於它具有輕質高強度、耐化學腐蝕、電絕緣、隔熱及優異的可設計性、施工性等優點，使其由最初應用於軍事工業迅速擴大到建築、船舶、汽車、石化等多種領域。但是，由於玻璃鋼格柵是以合成樹脂(如環氧、酚醛、不飽和聚酯樹脂等)為粘結劑，玻璃纖維及玻璃纖維製品為增強材料製成的，所以，長期耐溫性較低而且易燃，燃燒時會散發出有毒氣體和大量煙霧。據統計，火災中的死亡事故，有80％左右是由於火災前期材料熱烈解時產生的有毒氣體和煙窒息造成的。解決這個問題的最好的方法是在玻璃鋼格柵表面塗覆一層塗料，用它阻止溫度或火焰對底材的破壞。這種塗料通常採用兩大類基料即以丙烯酸、支鏈聚酯等樹脂為主的溶劑型基料和以矽酸鈉為主的水性基料，其中溶劑型基料本身不耐高溫，這類塗料主要通過添加大量的陶瓷填料獲得耐高溫性能，但是大量的添加料必將降低塗層的內強度，從而影響了材料的正常使用功能；矽酸鈉為主的水性基料雖能耐高溫，但對以酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等為粘結劑的玻璃鋼格柵的附著力較差，無法達到阻止溫度，保護玻璃鋼格柵的作用。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種玻璃鋼格柵用耐高溫塗料，塗料本身不燃燒，高溫下煙密度低，能保護內部格柵，使其仍有一定支撐強度，有助於被困人員逃生和贏得救援時間。
實現本發明目的的技術方案一種玻璃鋼格柵用耐高溫塗料，它是由組分A和組分B組成的雙組分塗料，A組分的組成為①有機矽樹脂改性的有機樹脂30～45份，該樹脂的羥值為30～85mgKOH/g，改性用的有機矽樹脂佔該樹脂總量的5～55％；②高溫穩定的顏料和填料 30～40份；③助劑 5～15份；其中阻燃-抑煙劑 3～8份；偶聯劑 2～8份；固化促進劑 0.5～3份；
紫外光吸收或屏蔽助劑0～3份；④溶劑 15～30份；B組分是含NCO基的聚氨酯固化劑；使用時，按A組分∶B組分＝5～10∶1混合；以上份數均為重量份，百分數為重量百分數。
上述耐高溫塗料中，所述有機矽改性的有機樹脂，改性用的有機矽樹脂規格是芳基/烷基比為0.2～1.2，其中芳基為苯環或/和取代了的苯環；烷基為C1～C4的飽和或不飽和烴基，或者是烴基中的氫被滷元素部分取代。
上述耐高溫塗料中，所述有機矽改性的有機樹脂中的有機樹脂是環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚醯亞胺樹脂中的一種或幾種。
上述耐高溫塗料中，所述助劑中的阻燃-抑煙劑是硼系化合物、磷系化合物，或者是IIIA、VA、VIII族金屬元素的氧化物、水合氧化物、氫氧化合物、滷化物或有機化合物中的一種或幾種。例如，聚磷酸銨、氫氧化鋁、水合氧化銻、烷基二茂鐵、硼酸鋅、硼砂等，可以是其中一種，也可以是其中幾種的混合物。
上述耐高溫塗料中，所述助劑中的紫外光吸收或屏蔽助劑最適宜的是微晶粉，它具有高縱橫比的二維片狀結構，其化學式為KAl2(AlSi3O10)(OH)2，其典型組成如下SiO245.7％；Al2O330.51％；K2O11.63％； Fe2O32.5％；MgO 1.65％；Na2O 0.12％；CaO 0.59％；TiO 0.07％；MnO20.09％；P2O50.03％；以上均為重量百分數。
上述耐高溫塗料中，所述高溫穩定的顏料是高溫穩定的金屬氧化物，如氧化鈦、氧化鋁、氧化鐵、氧化鉻、氧化鎘、氧化銅、氧化釩、氧化鎳等，或者是從中選取≥2種經高溫煅燒後製得的混合金屬氧化物。所述填料是陶瓷粉、玻璃粉、滑石粉、雲母粉、石英粉、玄武巖粉、改性膨潤土等中的一種或幾種。
上述耐高溫塗料中，所述助劑中的偶聯劑是矽烷偶聯劑，例如γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷等，或者是鈦酸酯偶聯劑，例如複合磷酸型單烷基類鈦酸酯、三(二辛酯磷醯氧基)鈦酸異丙酯等，可以是其中一種，也可以是其中幾種。
上述耐高溫塗料中，所述助劑中的固化促進劑是金屬有機化合物，例如二月桂酸二丁基錫、辛酸錫等。
上述耐高溫塗料中，所述溶劑例如醋酸丁酯、丙二醇甲(乙)醚、丙二醇甲(乙)醚醋(丙)酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丁酮、二甲苯等，通常選用混合溶劑。
上述耐高溫塗料中，用作B組分的含NCO基的聚氨酯固化劑是六亞甲基二異氰酸酯的二聚體或三聚體、甲苯二異氰酸酯的三聚體、甲苯二異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加成物等。
本發明的玻璃鋼格柵用耐高溫塗料在製備時，先將有機樹脂用有機矽樹脂改性後，製得的有機矽樹脂改性的有機樹脂與A組分配方中的全部粉狀物料充分攪拌均勻，用溶劑調至適宜研磨的粘度，用砂磨機研磨至細度≤20μm，再加入A組分的其餘物料攪拌均勻即得A組分。使用時將A組分和B組分按規定比例混合併充分攪拌均勻，再根據施工方式用溶劑調至適宜施工的粘度即可施工。通常採用噴塗，粘度控制在25～30秒。
本發明的耐高溫塗料可採用多種方式固化，常溫(20℃)下放置24小時，或者是100℃固化20～30分鐘，通常優選後種方式。
本發明的耐高溫塗料可以用作玻璃鋼格柵的底漆，也可用作面漆或者用作底面合一漆。
本發明的技術效果採用本發明的技術方案所獲得的耐高溫塗料，施塗在玻璃鋼格柵表面對其進行耐高溫保護。一旦發生意外，當火焰和/或高溫輻射到塗覆本發明耐高溫塗料的玻璃鋼格柵上，開始的熱量被有機矽改性的有機樹脂的熱分解所消耗，熱分解的樹脂殘留的有機矽結構，與塗料中的高溫穩定的顏料和填料等一起熔融交聯成一體覆蓋在玻璃鋼格柵表面，形成不燃性保護層，避免格柵底材被破壞。塗料中的阻燃-抑煙劑一方面也熔入保護層中，與其他成分一起起到阻燃作用；另一方面，本發明技術方案中所確定的阻燃-抑煙劑它會通過Lewis酸或還原偶合機理，促進炭層的生成和減少煙量釋放，從而起到抑煙的作用。這樣，不僅能在高溫或燃燒時保護玻璃鋼格柵，而且在阻燃保護層存在下和較低的煙密度下，有利於被困人員逃生並為外界救援爭取更長的時間。即便在正常情況下，由於本發明的耐高溫塗料採用了本發明技術方案中所確定的有機矽改性的有機樹脂和含NCO基的聚氨酯固化劑以及所確定的偶聯劑，使得該塗料對玻璃鋼格柵的附著力提高，有機矽樹脂的引入對塗層的耐候性提高十分有利，因此，該塗料對玻璃鋼格柵的保護期延長，特別是添加紫外光吸收或屏蔽劑微晶粉後，由於微晶粉特有的二維片狀結構，在塗料中分散後可形成較好的層狀屏蔽作用，對提高塗層耐候性更有利，使得本發明塗料用作面漆或底面合一漆時，在戶外使用其耐候性大大提高。
具體實施例方式
以下結合實施例，對本發明作進一步具體描述，但不局限於此。實施例中的數量為重量份，除另有說明外，原料規格均為市售工業品。
實施例1 製備有機矽樹脂改性的有機樹脂1、配方見表1表1
表1中有機矽樹脂1中，芳基為苯基，烷基中20％為乙基，80％為甲基；有機矽樹脂2中，芳基為苯基，烷基中20％為異丙基，其餘為甲基；樹脂1為有機矽樹脂改性環氧樹脂；樹脂2為有機矽樹脂改性丙烯酸樹脂；樹脂3為有機矽樹脂改性聚酯樹脂；樹脂4為有機矽樹脂改性聚醯亞胺樹脂。
2、工藝按表1配方將各組分加入反應瓶內，攪拌加熱至180℃並保溫至測得羥值符合要求，即可降溫出料，分別得到樹脂1～4，保存備用。
實施例2製備本發明玻璃鋼格柵用耐高溫塗料11、配方見表2表2
2、製備A組分將表2中有機矽改性的有機樹脂，與全部顏料和填料充分攪拌均勻，加入部分溶劑調至適合用砂磨機研磨的粘度，在砂磨機內研磨至細度≤20μm，再加入表2中A組分的其餘物料攪拌均勻即為耐高溫塗料1的A組分。
3、施工將上述製備的耐高溫塗料1的A組分100份與表2中的B組分20份混合(A∶B＝5∶1)，充分攪拌均勻，再用溶劑稀釋至粘度為25～30秒，噴塗於經丙酮擦拭過的乾燥的玻璃鋼格柵上，100℃固化20分鐘，也可在20℃下放置24小時即可。該塗料適合作戶內用玻璃鋼格柵的面漆，也可用作外用玻璃鋼格柵的底漆。
4、性能檢驗將上述玻璃鋼格柵用液化氣火焰(約900℃)燒30分鐘，該格柵上的塗層不脫落，而且玻璃鋼格柵強度仍能達到產品要求。在用液化氣火焰燒格柵表面的塗層時，產生的煙密度≤2級。用合成海水浸泡240小時不起泡、無片狀剝落。
實施例3製備本發明玻璃鋼格柵用耐高溫塗料21、配方見表3表3
2、製備A組分按表3配方用實施例2製備工藝製得耐高溫塗料2的A組分。
3、施工將上述製備的耐高溫塗料2的A組分100份與表3中的B組分10份混合(A∶B＝10∶1)，其餘操作同實施例2。該塗料特別適合作戶外用格柵的面漆。
4、性能檢驗方法及結果均同實施例2，戶外使用其耐候性優於耐高溫塗料1。
實施例4製備本發明玻璃鋼格柵用耐高溫塗料31、配方見表4表4
2、製備A組分按表4配方用實施例2製備工藝製得耐高溫塗料3的A組分。
3、施工將上述製備的耐高溫塗料3的A組分100份與表4中的B組分10份混合(A∶B＝10∶1)，其餘操作同實施例2。該塗料特別適合戶外用玻璃鋼格柵，可以底面合一。
4、性能檢驗方法及結果均同實施例3。
本發明的耐高溫材料除用於玻璃鋼格柵外，也可用於其他需要耐高溫的玻璃鋼製品及車站、碼頭、交通工具、倉貯等人員密度大、需要重點防火的場合。
權利要求
1.一種玻璃鋼格柵用耐高溫塗料，它是由A組分和B組分組成的雙組分塗料，其特徵在於A組分的組成為①有機矽樹脂改性的有機樹脂30～45份，該樹脂的羥值為30～85mgKOH/g，改性用的有機矽樹脂佔該樹脂總量的5～55％；②高溫穩定的顏料和填料30～40份；③助劑5～15份；其中阻燃-抑煙劑 3～8份；偶聯劑 2～8份；固化促進劑 0.5～3份；紫外光吸收或屏蔽助劑0～3份；④溶劑15～30份；B組分是含NCO基的聚氨酯固化劑；使用時，按A組分∶B組分＝5～10∶1混合；以上份數均為重量份，百分數為重量百分數。
2.根據權利要求1所述的耐高溫塗料，其特徵在於所述有機矽改性的有機樹脂，改性用的有機矽樹脂規格是芳基/烷基比為0.2～1.2，其中芳基為苯環或/和取代了的苯環；烷基為C1～C4的飽和或不飽和烴基，或者是烴基中的氫被滷元素部分取代。
3.根據權利要求1或2所述的耐高溫塗料，其特徵在於所述有機矽改性的有機樹脂中的有機樹脂是環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚醯亞胺樹脂中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的耐高溫塗料，其特徵在於所述助劑中的阻燃-抑煙劑是硼系化合物、磷系化合物，或者是IIIA、VA、VIII族金屬元素的氧化物、水合氧化物、氫氧化合物、滷化物或有機化合物中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的耐高溫塗料，其特徵在於所述助劑中的紫外光吸收或屏蔽助劑最適宜的是微晶粉，它具有高縱橫比的二維片狀結構，其化學式為KAl2(AlSi3O10)(OH)2，其典型組成如下SiO245.7％； Al2O330.51％；K2O11.63％； Fe2O32.5％；MgO 1.65％； Na2O 0.12％；CaO 0.59％； TiO20.07％；MnO20.09％； P2O50.03％；以上均為重量百分數。
全文摘要
本發明涉及一種玻璃鋼格柵用耐高溫塗料，它是雙組分塗料，其A組分由①有機矽樹脂改性的有機樹脂(羥值30～85mKOH/g)30～45份，②高溫穩定的顏料和填料30～40份；③助劑(包括阻燃－抑煙劑、偶聯劑、固化促進劑和紫外光吸收或屏蔽助劑)5～15份和④溶劑組成；B組分是含NCO基的聚氨酯固化劑；使用時，按A組分∶B組分＝5～10∶1混合。本發明耐高溫塗料，除用于格柵外，也可用於其他玻璃鋼製品及人員密度大、需重點防火的場合使用。該塗料形成的塗層在900℃燒0.5小時，漆膜本身不燃燒，高溫下煙密度≤2級，而且在戶外使用耐候性好。
文檔編號C09D5/18GK1552784SQ200310112669
公開日2004年12月8日 申請日期2003年12月18日 優先權日2003年12月18日
發明者狄志剛, 袁立新, 傅敏, 朱曉豐 申請人:中國化工建設總公司常州塗料化工研究院, 中國化工建設總公司常州塗料化工研究