本發明屬于涂料
技術領域：
，更具體地，本發明涉及一種隧道專用防火涂料。
背景技術：
：隨著工程建設和交通事業的發展，各種鐵路、公路交通隧道和地下鐵道(簡稱地鐵)發展迅速，整個歐洲地區交通隧道的總長超過10000萬km，我國縣級以上公路隧道建設總長也將近550萬km，但在路況改善的同時，道路交通流量和車輛及其運輸物品變化也很大，不僅增加了交通隧道的火災風險，而且還引發了不少嚴重的火災事故。因此，各國近年來都投入了相當的力量對隧道火災以及火災防護進行了較廣泛的研究，并取得了一定成果，制定了一些技術要求和標準。但與這些要求和標準相比較，我國在隧道火災防護上仍然存在巨大差距，尤其是缺少防火性能符合我國GB50016-2006《建筑設計防火規范》中規定的I類隧道和GA/T714-2007《構件用防火保護材料快速升溫耐火試驗方法》中規定的隧道RABT耐火試驗測試的高性能的隧道防火涂料，也就是說我國目前尚不能生產出符合上述兩標準的隧道防火涂料。目前，我國生產的隧道防火涂料，因為產品配方的限制，存在著以下缺點：(1)產品的耐候性、耐水性一般不能達到隧道防火涂層的要求；(2)在發生火災時，這些防火涂料的成膜物質不能承受急劇升高的溫度而很快被燒毀，而不能起到防火災的作用；(3)防腐、耐酸堿等性能差。因此，非常需要通過配方的改進，得到耐候性強、耐火性能好且具有防腐、以及耐酸堿能力的隧道專用防火涂料。技術實現要素：為了解決上述問題，本發明的一個方面提供一種隧道專用防火涂料，按重量份計，包括：20份的高鋁水泥、10～30份的硅酸鹽水泥、5～10份的膨脹珍珠巖、7～13份的云母、7～13份的海泡石、5～10份的納米二氧化硅、7～13份的玻璃空心漂珠、7～13份的氫氧化鋁、7～13份的氫氧化鎂、1～5份的KH-560、1～5份的KH-550、5～10份的環氧封端聚醚胺、1～5份的氧化石墨烯以及5～10份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。在一種實施方式中，所述的隧道專用防火涂料，按重量份計，包括：20份的高鋁水泥、20份的硅酸鹽水泥、8份的膨脹珍珠巖、11份的云母、10份的海泡石、7份的納米二氧化硅、8份的玻璃空心漂珠、9份的氫氧化鋁、10份的氫氧化鎂、3份的KH-560、3份的KH-550、8份的環氧封端聚醚胺、3份的氧化石墨烯以及6份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。在一種實施方式中，所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成：在1000mL干燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克丙二醇甲醚，通氮氣保護并磁力攪拌；室溫攪拌1h后，升溫80℃反應4h,反應結束后，降至室溫，并迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉淀；用去離子水反復洗滌該產物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，60℃干燥20小時，得到環氧封端聚醚胺。在一種實施方式中，所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成：將0.11摩爾的3，3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護并在210℃反應15小時后，降至室溫，沉析到水中，然后用氨水中和，過濾并收集產物，于120℃下真空干燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯并咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜，氮氣保護并在80℃反應2小時后，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾并收集產物，于60℃下真空干燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。在一種實施方式中，所述的隧道專用防火涂料，按重量份計，還包括：3份的1,3-二溴丙烷。在一種實施方式中，所述的隧道專用防火涂料，按重量份計，還包括：5份的8-萘胺-1-磺酸以及2份的1,5-萘二磺酸。本發明的另一方面提供一種隧道專用防火涂料的制備方法，包括：將所述的物料成分加入混合機內充分混合10分鐘后，出料得到。與現有技術相比，本發明的有益效果為：1、環氧封端聚醚胺含有大量羥基，可以大大提高涂料與基材的粘結力，提高涂料的耐老化能力，此外，其還可與氨基反應，提高交聯密度和固化速率，此外側鏈上大量剛性苯環的引入，可以提高分子鏈的距離，提高阻燃效果。2、聚苯并咪唑具有優異的耐候性，耐老化能力和耐火性能，通過磺化以及β-環糊精改性既可以大大提高其與體系的相容性，又可以大大提高體系的交聯密度，提高黏結力和強度，從而提供了本發明的有益技術效果。3、1,3-二溴丙烷可以與氨基反應，大大提高體系的交聯速度，縮短固化時間，從而提供了本發明的有益技術效果。4、8-萘胺-1-磺酸以及1,5-萘二磺酸的加入可進一步提高體系的剛性，并同時與咪唑基團發生離子交聯，提高體系的交聯密度，進一步提高黏結力和強度，從而提供了本發明的有益技術效果。具體實施方式原料:所有四胺、二酸均購自CTI，SigmaAldrich，AlfaAesar或SCRC，并且直接使用，無需進一步純化。環氧硅烷偶聯劑KH-560以及氨基硅烷偶聯劑KH-550購自國藥集團化學試劑有限公司。氧化石墨烯購自湖南豐化，型號為FH-661。膨脹珍珠巖(平均粒徑300目)、云母(平均粒徑500目)、海泡石(平均粒徑250目)、納米二氧化硅(平均粒徑100納米)、玻璃空心漂珠(平均粒徑500目)、氫氧化鋁(平均粒徑200目)、氫氧化鎂(平均粒徑300目)以及其他原料均購自阿拉丁試劑有限公司。實施例1將20份的高鋁水泥、20份的硅酸鹽水泥、8份的膨脹珍珠巖、11份的云母、10份的海泡石、7份的納米二氧化硅、8份的玻璃空心漂珠、9份的氫氧化鋁、10份的氫氧化鎂、3份的KH-560、3份的KH-550、8份的環氧封端聚醚胺、3份的氧化石墨烯、6份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、3份的1,3-二溴丙烷、5份的8-萘胺-1-磺酸以及2份的1,5-萘二磺酸加入混合機內充分混合10分鐘后，出料得到隧道專用防火涂料。按重量比計，將所述隧道專用防火涂料、水以及二甲基亞砜按重量比1：0.5：0.2的比例攪拌均勻后，涂覆在隧道墻上，完成施工；所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成：在1000mL干燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克丙二醇甲醚，通氮氣保護并磁力攪拌；室溫攪拌1h后，升溫80℃反應4h,反應結束后，降至室溫，并迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉淀；用去離子水反復洗滌該產物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，60℃干燥20小時，得到環氧封端聚醚胺；所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成：將0.11摩爾的3，3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護并在210℃反應15小時后，降至室溫，沉析到水中，然后用氨水中和，過濾并收集產物，于120℃下真空干燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯并咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜，氮氣保護并在80℃反應2小時后，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾并收集產物，于60℃下真空干燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。實施例2將20份的高鋁水泥、20份的硅酸鹽水泥、8份的膨脹珍珠巖、11份的云母、10份的海泡石、7份的納米二氧化硅、8份的玻璃空心漂珠、9份的氫氧化鋁、10份的氫氧化鎂、3份的KH-560、3份的KH-550、8份的環氧封端聚醚胺、3份的氧化石墨烯、6份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑以及3份的1,3-二溴丙烷加入混合機內充分混合10分鐘后，出料得到隧道專用防火涂料。按重量比計，將所述隧道專用防火涂料、水以及二甲基亞砜按重量比1：0.5：0.2的比例攪拌均勻后，涂覆在隧道墻上，完成施工；所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成：在1000mL干燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克丙二醇甲醚，通氮氣保護并磁力攪拌；室溫攪拌1h后，升溫80℃反應4h,反應結束后，降至室溫，并迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉淀；用去離子水反復洗滌該產物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，60℃干燥20小時，得到環氧封端聚醚胺；所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成：將0.11摩爾的3，3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護并在210℃反應15小時后，降至室溫，沉析到水中，然后用氨水中和，過濾并收集產物，于120℃下真空干燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯并咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜，氮氣保護并在80℃反應2小時后，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾并收集產物，于60℃下真空干燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。實施例3將20份的高鋁水泥、20份的硅酸鹽水泥、8份的膨脹珍珠巖、11份的云母、10份的海泡石、7份的納米二氧化硅、8份的玻璃空心漂珠、9份的氫氧化鋁、10份的氫氧化鎂、3份的KH-560、3份的KH-550、8份的環氧封端聚醚胺、3份的氧化石墨烯以及6份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑加入混合機內充分混合10分鐘后，出料得到隧道專用防火涂料。按重量比計，將所述隧道專用防火涂料、水以及二甲基亞砜按重量比1：0.5：0.2的比例攪拌均勻后，涂覆在隧道墻上，完成施工；所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成：在1000mL干燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克丙二醇甲醚，通氮氣保護并磁力攪拌；室溫攪拌1h后，升溫80℃反應4h,反應結束后，降至室溫，并迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉淀；用去離子水反復洗滌該產物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，60℃干燥20小時，得到環氧封端聚醚胺；所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成：將0.11摩爾的3，3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護并在210℃反應15小時后，降至室溫，沉析到水中，然后用氨水中和，過濾并收集產物，于120℃下真空干燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯并咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜，氮氣保護并在80℃反應2小時后，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾并收集產物，于60℃下真空干燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。實施例4將20份的高鋁水泥、20份的硅酸鹽水泥、8份的膨脹珍珠巖、11份的云母、10份的海泡石、7份的納米二氧化硅、8份的玻璃空心漂珠、9份的氫氧化鋁、10份的氫氧化鎂、3份的KH-560、3份的KH-550、8份的環氧封端聚醚胺以及3份的氧化石墨烯加入混合機內充分混合10分鐘后，出料得到隧道專用防火涂料。按重量比計，將所述隧道專用防火涂料、水以及二甲基亞砜按重量比1：0.5：0.2的比例攪拌均勻后，涂覆在隧道墻上，完成施工；所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成：在1000mL干燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克丙二醇甲醚，通氮氣保護并磁力攪拌；室溫攪拌1h后，升溫80℃反應4h,反應結束后，降至室溫，并迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉淀；用去離子水反復洗滌該產物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，60℃干燥20小時，得到環氧封端聚醚胺。實施例5將20份的高鋁水泥、20份的硅酸鹽水泥、8份的膨脹珍珠巖、11份的云母、10份的海泡石、7份的納米二氧化硅、8份的玻璃空心漂珠、9份的氫氧化鋁、10份的氫氧化鎂、3份的KH-560、3份的KH-550以及3份的氧化石墨烯加入混合機內充分混合10分鐘后，出料得到隧道專用防火涂料。按重量比計，將所述隧道專用防火涂料、水以及二甲基亞砜按重量比1：0.5：0.2的比例攪拌均勻后，涂覆在隧道墻上，完成施工。測試條件將實施例1-5所得的隧道專用防火涂料涂覆在隧道墻上，并測試性能，按GA98-2005進行檢驗，測試結果見表1。按照GA98-2005標準測試，具體為：1、表干時間應≤24h2、粘結強度≥0.1Mpa3、耐水性：經720h后，涂層不開裂、起層、脫落4、耐酸性：經360h后，涂層不開裂、起層、脫落5、耐堿性：經360h后，涂層不開裂、起層、脫落6、耐凍融循環實驗(次)：經15次后，涂層不開裂、起層、脫落7、耐火性能：涂層厚度為20mm，耐火極限不低于2h測試結果見表1。表1測試項目實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5干燥時間，表干/h1.31.92.41236粘結強度/Mpa0.920.680.520.130.02耐水性/h224318451256890230耐酸性/h16321234987482198耐堿性/h1121109783239556耐凍融循環/次數1039878205耐火極限/h7.26.65.32.60.5以上數據可以看出，與不使用環氧封端聚醚胺、β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、1,3-二溴丙烷、8-萘胺-1-磺酸以及1,5-萘二磺酸的涂料相比，本發明的涂料具有明顯更好的性能，因此提供了本發明的有益技術效果。當前第1頁1 2 3