1.一种超薄防火水性涂料,其特征是:所述水性涂料包括组分A和组分B;组分A和组分B的重量份数比为0.5-1.5:1;
所述组分A,按照重量份数计,包括30~70重量份的气凝胶前驱体、3~15重量份的高岭土、5~20份的堇青石、8~25重量份的灰钙粉、2~10重量份的硅藻土、2~10重量份的闭孔珍珠岩、1~8重量份的陶瓷纤维、1~10重量份的钛白粉、1~10重量份的硅灰粉、5~15重量份的莫来石、0.5~10重量份的重钙料和0.5~8重量份的氧化铝;
所述组分B,按照重量份数计,包括10~60重量份的钠水玻璃、10~60重量份的钾水玻璃、30~90重量份的水、5~40重量份的硅溶胶、1~15重量份的磷酸铝、1~10重量份的偶联剂A、1~15重量份的成膜助剂、5~30重量份的膨润土,1-15重量份的有机硅改性丙烯酸乳液,1-8重量份的流平剂,1-8重量份的成膜剂;
所述气凝胶前驱体的制备方法为:
(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取模数3.0-4.0的硅酸钠装入反应釜中,加入硅酸钠质量1-3倍的去离子水进行稀释,反应釜以80-200转/分钟的速度搅拌30分钟,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液;
(2)溶胶
取A酸,在A酸中加入A酸金属盐和稀土A酸盐,混合均匀后,以喷淋的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液;喷淋的同时以1200-2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,控制硅酸钠溶液的pH值为1.5-3.0,得到溶胶;步骤(2)中,所述A酸为硫酸、盐酸、草酸或硝酸,用去离子水调节至6-15mol/L;所述A酸金属盐为A酸锆盐或A酸铝盐;所述稀土A酸盐为A酸铈盐、A酸钇盐或A酸镧盐;
(3)凝胶
取氢氧化钠或氨水,加入去离子水稀释至pH值为10-11.5,以喷淋的方式加入至反应釜中;喷淋的同时以1200-2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,当反应釜内物料的pH值为4.5-5.5时,终止喷淋,得到凝胶;
(4)老化
反应釜内以20-50转/分的速度继续搅拌3-10小时,对反应釜内的物料进行老化,控制反应釜内物料温度为35-50摄氏度;
(5)溶剂置换
在反应釜内进行持续搅拌60-180分钟,同时加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂,以置换出剩余的水分;
(6)表面修饰
在反应釜内进行持续搅拌,同时继续加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的偶联剂B;经过搅拌60-180分钟,得到包覆有置换溶剂和偶联剂B的气凝胶前驱体;
所述流平剂为聚醚硅氧烷流平剂;
所述成膜助剂为乙二醇、丙二醇、十二碳醇酯或乙二醇丁醚醋酸酯。
2.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料,其特征在于,所述组分A中,除了气凝胶前驱体和陶瓷纤维外,其余组分均是直径范围为0.5mm~1.5mm的固体粉末。
3.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料,其特征在于,所述组分A中,陶瓷纤维的长度小于2mm,直径小于20μm;所述偶联剂A为KH560、KH550中的一种或两种;
所述成膜剂选自醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯聚合乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液或聚苯乙烯改性乳液。
4.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料,其特征在于,所述气凝胶前驱体的固含量为5~35%;所述硅溶胶的含水量≤70%,所述有机硅改性丙烯酸乳液的固含量≥60%。
5.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料,其特征在于,步骤(2)中,所述A酸金属盐和稀土A酸盐以氧化物计,两者的摩尔比是100:1-6;A酸金属盐的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比2-5:100。
6.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料,其特征在于,步骤(5)中,所述的置换溶剂为甲醇、丙酮、正己烷或庚烷的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料,其特征在于,步骤(5)或步骤(6)中所述的搅拌是在反应釜中心提供快速的顺向搅拌,反应釜中心的外围提供折流板。
8.根据权利要求1所述的超薄防火水性涂料,其特征在于,步骤(6)中所述偶联剂B为六甲基二硅氮烷、双(三甲硅基)乙酰胺、甲氧基三甲基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基烷的一种或多种的混合物。