本技術(shù)涉及阻燃涂料領(lǐng)域，尤其是涉及一種多相主動(dòng)滅火涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、傳統(tǒng)防火涂料主要通過物理阻隔或化學(xué)阻燃延緩火勢(shì)蔓延，例如基于硅酸鹽、環(huán)氧樹脂等基材，添加氫氧化鋁、聚磷酸銨等阻燃劑，形成隔熱炭層或吸熱分解以降低溫度。然而，這類涂料多為被動(dòng)防護(hù)，存在反應(yīng)滯后、無法主動(dòng)干預(yù)燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的缺陷。例如，在電氣柜、數(shù)據(jù)機(jī)房等復(fù)雜場(chǎng)景中，傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)操作復(fù)雜且易造成二次損害，難以應(yīng)對(duì)初期火災(zāi)的快速撲滅需求。此外，部分涂料因質(zhì)地疏松導(dǎo)致耐候性差，長(zhǎng)期暴露后易粉化或開裂，影響防火性能。因此，亟需開發(fā)兼具主動(dòng)滅火、高效響應(yīng)及環(huán)境適應(yīng)性的新型防火材料。
2、近年來，微膠囊技術(shù)的引入推動(dòng)了防火涂料的主動(dòng)滅火功能革新。例如，專利cn202410314258.2提出將全氟己酮或全氟己烷封裝于明膠-脲醛樹脂殼壁的微膠囊中，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)90～120℃時(shí)，微膠囊破裂釋放滅火劑，通過氣相稀釋與吸熱作用抑制火勢(shì)。類似地，cn202411371542.x設(shè)計(jì)了一種核殼結(jié)構(gòu)微膠囊，芯材采用全氟(2-甲基-3-戊酮)，殼材為三聚氰胺改性脲醛樹脂，可在80～150℃觸發(fā)釋放，應(yīng)用于紫外光固化樹脂中，顯著提升材料的熱失控抑制能力。
3、在上述方案中，均采用了微膠囊體系，其中cn202410314258.2中采用了明膠30％～50％、六偏磷酸鈉30％～50％和脲醛樹脂10％～20％制備微膠囊的殼結(jié)構(gòu)，而cn202411371542.x則使用明膠作為殼結(jié)構(gòu)，兩者均為水性結(jié)構(gòu)，在高濕度的環(huán)境中，其微膠囊結(jié)構(gòu)容易在空氣環(huán)境下破壞，導(dǎo)致全氟樹脂體系流出，一方面對(duì)漆膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，造成其容易剝離、脫落，另一方面也容易導(dǎo)致其耐火性能下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問題，本技術(shù)的目的在于改善主動(dòng)滅火涂料的耐水性能，使其可以在較高濕度的環(huán)境下保持較長(zhǎng)的使用壽命。
2、首先，本技術(shù)提供一種多相主動(dòng)滅火涂料，包含主動(dòng)釋放微膠囊和成膜劑，所述微膠囊包含核和殼，所述核至少包含含氟阻燃劑；
3、所述殼與核的質(zhì)量比為1∶5～10，所述殼按照質(zhì)量配比包含如下組分：
4、含氫硅油10～20％；
5、微硅粉20～35％；
6、主體膠材余量；
7、所述成膜劑至少包含熱固性環(huán)氧樹脂、乙烯基硅油和用于催化含氫硅油與乙烯基硅油進(jìn)行反應(yīng)的催化劑，所述催化劑在成膜劑占比中不高于0.2％，所述乙烯基硅油和熱固性環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1∶4～10；
8、所述環(huán)氧樹脂為脂肪環(huán)族環(huán)氧樹脂；
9、所述微膠囊和成膜劑的質(zhì)量比為1∶5～10；
10、所述主體膠材至少包含明膠。
11、上述方案中，在微膠囊依舊采取了以明膠為主體的體系，其利用了明膠良好的包覆性能和與環(huán)氧樹脂較好的相容性能，保留了原本較好的包覆性能，減少了含氟聚烯烴對(duì)涂料本身的影響，同時(shí)也保留了主體膠材，尤其是明膠在高溫下容易失活的特性，保留了較好的釋放效果，使其在火災(zāi)場(chǎng)景下保留了良好的釋放能力。其中，含氟阻燃劑可以選取全氟己酮、各類全氟鹵代烷烴、含氟鹵代烷烴等阻燃材料。
12、在上述基礎(chǔ)上，在微膠囊的殼結(jié)構(gòu)中添加了含氫硅油，并在成膜劑中添加乙烯基硅油和催化劑，在熱固化的過程中，可以催化乙烯基硅油與含氫硅油發(fā)生反應(yīng)，形成更好的包覆體系，在該體系中，乙烯基硅油具有更好的反應(yīng)性質(zhì)，利用乙烯基硅油和含氫硅油形成的結(jié)構(gòu)，可以阻止水汽對(duì)微膠囊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，進(jìn)而提高該涂料在高濕度環(huán)境下的耐候性。同時(shí)，在該體系中，利用微硅粉形成的硫變效果，使含氫硅油可以更好地參與到微膠囊外殼成型的過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更好的硅烷包覆的微膠囊結(jié)構(gòu)，并使微膠囊整體起到了流變劑的效果，整體上，既保證了在高潮濕環(huán)境下良好的阻燃性能，同時(shí)也提供了優(yōu)秀的附著能力。
13、優(yōu)選的，所述乙烯基硅油為端乙烯基硅油，所述乙烯基硅油的粘度為5000～7500mm2/s。
14、端乙烯基硅油可以控制其反應(yīng)位點(diǎn)固定在硅油的端點(diǎn)，其可以在保持良好的耐濕性能的同時(shí)，相較于采用支鏈乙烯基硅油，可以減少其對(duì)高溫下釋放性能的損失，使其在高溫下可以快速釋放出阻燃劑，提高整體阻燃性能。
15、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述含氫硅油的含氫量為0.22～0.65m％，所述含氫硅油的粘度為150～500mm2/s。
16、在上述方案中，控制含氫硅油的含氫量，在該范圍內(nèi)可以保持良好的反應(yīng)性能的同時(shí)，控制含氫硅油與成膜劑中熱固性環(huán)氧樹脂的反應(yīng)性能不會(huì)過高，進(jìn)而在保持良好的耐濕性能的情況下，適當(dāng)降低了微膠囊的強(qiáng)度，使其具有更好的釋放性能。
17、在上述方案中，需要控制乙烯基硅油和含氫硅油的整體粘度，乙烯基硅油的粘度會(huì)影響該涂料的整體附著性能，最佳范圍為5000～7500mm2/s，含氫硅油采用較低的粘度，可以更好地參與到微膠囊的成型過程，有助于含氫硅油在微膠囊的殼結(jié)構(gòu)中更加均勻的分布。
18、優(yōu)選的，所述主動(dòng)釋放微膠囊的制備方法如下：
19、含氟阻燃劑粉末分散：將含氟阻燃劑粉末分散于溶劑a中，形成懸浮液；
20、包材配置：將主體膠材配置成溶劑b的溶液體系，充分混合至穩(wěn)定，得到混料a；將微硅粉加入到含氫硅油中，充分混合至穩(wěn)定，得到混料b；所述溶劑a和溶劑b互溶；
21、初步乳化：將懸浮液和混料b加入到混料a中，并加入ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)反應(yīng)ph值為4～5，充分乳化形成包覆體系；
22、升溫固化：升溫至40～60℃，并加熱30～120min，使膠囊壁固化；
23、干燥定性：完成固化后，對(duì)體系進(jìn)行干燥得到微膠囊。
24、在上述方案中，通過包材在乳化過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)含氟阻燃劑的包覆，整體包覆性能好，加工較為簡(jiǎn)單，通過升溫固化的過程，提高膠囊的成型性能，使其在生產(chǎn)過程中不易破裂。同時(shí)，在該過程中，略微固化也不影響整體的膠囊破壞效果，其可以保持良好的耐潮濕性能、附著力以及阻燃性能。
25、優(yōu)選的，所述溶劑a為乙醇和水的混合體系，其中乙醇和水的體積比為0.1～1∶1，所述溶劑b為乙醇。
26、采用乙醇和水的體系作為含氟阻燃劑的分散劑，可以提高其分散性能，在該溶劑條件下，體系可以形成更好的微膠囊結(jié)構(gòu)，對(duì)于其主動(dòng)釋放阻燃的性能有更好的提升效果。
27、具體地，在所述懸浮液中，含氟聚烯烴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～10％，和/或，在混料a中，主體膠材的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～20％。其形成的微膠囊結(jié)構(gòu)形態(tài)穩(wěn)定，整體具有更好的阻燃效果。
28、優(yōu)選的，在初步乳化過程中，先在保持?jǐn)嚢杷俣葹?00～1000rpm的狀態(tài)下，將懸浮液先均勻加入到混料a中，隨后繼續(xù)攪拌60s以上，再向該體系中加入混料b，并通過ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph。
29、在上述方案中，先通過混料a對(duì)懸浮液進(jìn)行包覆，在該范圍下，混料a中的膠材可以形成更好的膠束結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)含氟阻燃劑形成預(yù)包覆效果，隨后再加入混料b，使微膠囊成型的過程中，在其表面形成更多的反應(yīng)位點(diǎn)，提高整體耐潮濕環(huán)境的能力。
30、優(yōu)選的，在升溫固化步驟中，攪拌速度控制為20～120rpm。上述條件下對(duì)膠囊壁進(jìn)行固化，控制其攪拌速度較慢可以減少微膠囊之間的粘結(jié)和沉積，提高微膠囊本身的分散性和獨(dú)立性。
31、另外，本技術(shù)還涉及上述多相主動(dòng)滅火涂料的制備方法，包含如下步驟：將上述微膠囊加入到成膜劑中，隨后進(jìn)行刷涂，再進(jìn)行固化。其中，成膜劑的整體體系通常為熱固性環(huán)氧樹脂乳液，其可以為單組分的，也可以為多組分的。在熱固的過程中，在催化劑的作用下含氫硅油發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)環(huán)氧樹脂固化，得到的涂層最終會(huì)具有良好的耐潮濕性能。
32、綜上所述，本技術(shù)提供一種多相主動(dòng)滅火涂料，其利用硅氫鍵的反應(yīng)性能，使以明膠為主體的微膠囊形成了更好的耐水的效果，進(jìn)而使涂料在高濕度的環(huán)境下依舊可以保持長(zhǎng)期的阻燃效果。