可陶瓷化聚氨酯防火涂料与阻燃隔热结构的制作方法

：本发明涉及防火材料，具体涉及一种可陶瓷化聚氨酯防火涂料与阻燃隔热结构。

背景技术

0、背景技术：

1、随着科学技术的进步和社会的发展，各种新型合成材料广泛地应用到人们的生活生产当中。同时人们对于安全环保的不断重视，这些新型材料的防火阻燃的性能也引起了人们的关注。在各种技术中，防火涂料具有隔热阻燃、环保高效、使用方便、价格低廉等优点受到广泛使用。

2、一般的金属钢结构在外部温度逐渐升高的时候，力学性能等会下降，进而导致结构变形和弯曲，最终失去支撑能力，造成倒塌等事故，因此一般需要在金属钢结构表面涂覆一层防火涂料来达到阻燃隔热的目的。超薄膨胀型钢结构防火涂料是指涂层厚度不超过3mm的钢结构防火涂料，这类钢结构防火涂料受火时发泡膨胀，能形成超过自身厚度十几倍的致密的耐火隔热层，这类涂料是目前备受用户青睐的钢结构防火涂料。目前，大部分的可膨胀型防火涂料均是通过可膨胀石墨来达到膨胀要求，但防火涂料的涂覆厚度一般要达到1.5mm以上才能够具备阻燃隔热的效果。此外，虽然有一些超薄型防火涂料能够实现喷涂厚度在200-400μm，但因为添加了可膨胀石墨，导致涂料在受热膨胀后，涂层膨胀倍率达到30倍或者更高，这不仅会导致炭层本身厚度偏薄，在火焰冲击下易破损碎裂，不利于阻燃隔热的效果实施，而且还进一步限制了防火涂料的使用范围或领域。

3、另外一些超薄型防火涂料(使用厚度1.5-3mm)的使用条件本身限制了其在一些其它方面的使用，例如在新能源汽车电池包中，受尺寸限制和空间要求，整体设计中电池包防火涂层可用空间狭小，在受热膨胀后的最大的间隙仅为3-7mm，现有的超薄涂料在受热后的膨胀倍率为几十倍甚至上百倍，在受热时，可能会由于空间首先而达不到理想的膨胀倍率，进而导致其阻燃隔热的效果达不到要求，不适用于电池包等紧凑型场景。

4、专利cn111117458a公开了一种超薄型钢结构防火涂料及其制备方法，该防火涂料虽然对钢材有良好的附着力，降低热量传递，起到隔热作用，但是整体隔热效果还是较差，钢材的背温度均超过350℃以上，由于使用膨胀石墨作为膨胀剂使用，在涂料受火焰冲击时，容易形成烟雾以及形成的膨胀炭层膨胀倍率过大，强度较低。

5、因此，提供一种超薄型(厚度小于1mm)、可膨胀型(膨胀倍率10-20)且具有优异耐火阻燃效果的防火涂料是非常必要的。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可陶瓷化聚氨酯防火涂料与阻燃隔热结构，该防火涂料的最低厚度仅为350μm，膨胀倍率在10-20之间，在遇火受热时即可膨胀形成坚硬的陶瓷外壳，以隔绝火焰和热量，耐火时间长，作为防火涂料使用时能起到很好的阻燃作用，有效阻止火势蔓延；不仅能够用作金属钢结构的防火涂层，也可以用作电池包等紧凑型结构的防火涂层。

2、本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

3、本发明的目的之一是提供一种可陶瓷化聚氨酯防火涂料，由a组分和b组分组成；

4、所述a组分包括如下重量份数的原料：

5、

6、所述b组分为异氰酸酯；

7、其中，所述阻燃粉体由有机次膦酸盐、磷酸盐和硼酸盐按照质量比为(4～11):(25～35):(15～27)组成。

8、本发明的目的之二在于提供一种阻燃隔热结构，包括基础结构和包覆在所述结构结构表面的防火涂料层，所述防火涂料层由所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料制备得到。

9、本发明的有益效果是：

10、1、本发明通过调整阻燃粉体中各物质的配比，使得到的防火涂料具有优异的阻燃隔火性能，在1mm厚的q235热轧钢上涂覆形成厚度600μm的涂层，使用温度1100～1300℃的火焰喷烧涂层，其膨胀倍率为10-20倍，涂层的耐火时间达到30min以上，并且在30min内金属基材背面温度不超过350℃。

11、2、本发明通过阻燃粉体、高温熔融低温粘结剂和粉体填料的特定组成及配比，使粉体材料在添加量45％时即可使材料的阻燃等级达到v0级别，并且材料成瓷后的抗弯强度平均值超过2mpa。

12、3、本发明防火涂料的固含量可在45～65％之间调配，对材料本身的粘结性、耐候性等性能影响较小。

技术特征：

1.一种可陶瓷化聚氨酯防火涂料，由a组分和b组分组成，其特征在于：所述a组分包括如下重量份数的原料：

2.根据权利要求1所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料，其特征在于，所述有机次膦酸盐选自二乙基次膦酸铝、异丁基次膦酸铝、二异丁基次膦酸铝中的至少一种；

3.根据权利要求1或2所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料，其特征在于，所述高温熔融低温粘结剂为低熔点玻璃粉，优选始熔点在350-400℃的玻璃粉。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料，其特征在于：所述多元醇选自聚氧化丙烯二醇、聚三亚甲基醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇、蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的至少一种，优选官能度为2～4的蓖麻油多元醇中的至少一种；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料，其特征在于：所述扩链剂选自二乙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的至少一种。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料，其特征在于：所述粉体填料选自磷酸铝、硅酸钙、硅微粉、蓝晶石粉、分子筛粉中的至少一种。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料，其特征在于：所述液体降粘剂选自对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯中的至少一种。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料，其特征在于：所述助剂包括催化剂和消泡剂；

9.一种阻燃隔热结构，包括基础结构和包覆在所述基础结构表面的防火涂料层，其特征在于，所述防火涂料层由权利要求1-8中任意一项所述的可陶瓷化聚氨酯防火涂料制备得到。

10.根据权利要求9所述的阻燃隔热金属结构，其特征在于，所述防火涂料层的厚度大于350μm；

技术总结本发明公开了一种可陶瓷化聚氨酯防火涂料及阻燃隔热结构，涉及防火材料技术领域，由A组分和B组分组成，所述A组分包括如下重量份数的原料：多元醇40‑80份、扩链剂0‑5份、阻燃粉体50‑65份、高温熔融低温粘结剂3‑10份、粉体填料50‑65份、液体降粘剂3‑10份、助剂0‑5份；所述B组分为异氰酸酯。本发明所述防火材料遇火受热时可膨胀形成坚硬的陶瓷外壳，以隔绝火焰和热量，耐火时间长，作为防火涂料使用时能起到很好的阻燃作用，有效阻止火势蔓延。技术研发人员：范强颖,蒋学鑫受保护的技术使用者：蚌埠壹石通聚合物复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13