防火型建築水性無機塗料

有機ポリマー性塗料（ラテックス塗料内壁外壁塗料）は優れた力学性能、塗装しやすく、価格が安いなどの利点があり、建築の外壁と内壁装飾に広く応用されている。しかし、有機ポリマー型塗料は防火性と耐候性が悪く、大量の有機化合物を揮発させ、建物に大きな消防圧力を与え、人体と環境にダメージと汚染を与えている。

水性防火型無機塗料は以下の特徴がある：基本的に有機樹脂と有機溶剤を使用せず、生産、使用過程に汚染がない、主にケイ酸塩、無機鉱物、水などを原料とし、源が広く、省エネルギー消費、コストが低く、製造が容易である、このような塗料は燃焼して火を止める時に毒性ガスと煙が発生しない、発生した無機炭素質断熱層は強度が高く、燃焼ガス流の衝撃作用に効果的に抵抗でき、耐火性能が際立っている、表層表面の硬度が高く、比較的に良い耐摩耗性、耐化学性と耐老化性がある、加工が便利で、乾燥が速く、貯蔵、輸送が安全である。防火性能に優れた水性無機塗料の開発は重要な現実的意義がある。

塗料基材としてケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムとシリカゾルを混合することは、耐火性、耐水性、耐摩耗性、耐塩ミストと耐汚染性などの利点があり、水ガラスアルカリ性を低下させ、そのモジュール及び耐熱性を向上させることができる。異なる基材が異なる役割を果たす：（1）ケイ酸カリウム。ケイ酸カリウムの反応は水に不溶な乾燥膜を生成することができ、自己乾燥性を持ち、表面親水基の物質と反応して成膜することができ、しかも不燃性と無煙性を持ち、耐酸性能がよく、空気中に非晶質ケイ酸ゲルを形成し、細かい孔を塞いで水の浸透を防止し、そして徐々に乾燥硬化することができ、基材の自然乾燥が遅いため、硬化剤を加えて乾燥を加速し、耐水性を高めることができる。（2）ケイ酸ナトリウム。ケイ酸ナトリウム溶液は隙間と孔に浸透することができ、硬化したシリコンゲルは毛細孔通路を塞ぎ、材料の密度と強度を高め、それによって材料の耐風化能力を高めることができる。硬化後の主要成分はシリコンゲルと固体で、比表面積が大きく、高い接着力を持っている。（3）シリカゾル。シリカゾルはコロイドシリカとも呼ばれ、無毒、無臭であり、ナノスケールシリカ粒子の水中分散液であり、粒子径は1〜100 nmである。シリカゾルは粒子が細かいため、毛細管作用により基材内部に浸透することができ、良好な分散性と浸透性がある。基材内部に浸透した微粒子は、いくつかの無機塩、金属酸化物と新しいケイ酸塩無機高分子化合物を生成し、強い付着力を持っている。

エマルジョンと基材との混合のためにシリコーン変性フェニルプロピルエマルジョンを選択した。シリコーン分子は体積が大きく、表面張力が小さく、凝集エネルギー密度が低く、良好な耐汚染性、通気性及び疎水性を有する。したがって、シリコーン変性フェニルプロピルエマルジョンは、塗料の耐候性と安定性を高めることができる。

建築塗料のフィラーは高温に耐え、相対密度が小さく、熱伝導率が低く、粒径分布が合理的であるなどの特徴を備えなければならない。通常、充填剤としてチタン白粉、カオリン、タルク粉、ナノ二酸化チタンを選択する。

防火塗料が優れた性能を持つことを保証するために、塗料に各種の助剤を加えて、防火塗料の物理と化学性能を改善し、向上させなければならない。助剤の使用量は少ないが、塗料性能の改善作用は明らかである。具体的には、湿潤分散剤、消泡剤、安定剤、レベリング剤などを含み、塗料の安定性、成膜性などの性能を高めるために用いられる。