本發明屬于耐高溫材料技術領域，具體涉及一種耐高溫防火涂料及其制備方法。
背景技術：
耐高溫涂料亦稱耐熱涂料，一般是指在200℃以上，漆膜不變色、不脫落，仍能保持適當的物理機械性能的涂料，能使被保護對象在高溫環境中能正常發揮作用的特種功能性涂料。耐高溫涂料一般由耐高溫聚合物、填料、溶劑和助劑組成。與其它抗高溫氧化腐蝕手段相比，耐高溫涂料使用方便，對保護對象正常性能不產生影響。隨著航空、航天、汽車以及兵器等行業的迅速發展，對于金屬材料的使用性能要求越來越高，不僅需要在更高的使用溫度以及更為苛刻的腐蝕環境下服役，同時還要具有抗震動、抗疲勞、抗溫度驟變以及耐沖刷等性能，耐高溫涂料也越來越受到重視，并能到越來越廣泛的使用。現有的耐高溫涂料，還存在高溫條件下，尤其是超過300℃的使用環境中，附著性不足，易脫落等缺陷。
技術實現要素：
本發明提供了一種耐高溫防火涂料及其制備方法，解決了上述背景技術中的問題，所述耐高溫防火涂料在高溫環境中附著性好，耐腐蝕性能好，具有良好的綜合性能。
為了解決現有技術存在的問題，采用如下技術方案：
一種耐高溫防火涂料，包括如下重量份的原料：鋁礬土13～18份、稀土混合物10～20份、氧化鋯9～18份、水溶性樹脂5～10份、有機膨潤土3～8份、磷酸二氫鋁13～17份、二氧化硅15～30份、石墨7～12份、蒙脫石納米漿料6～12份、水玻璃18～29份、氫氧化鎂6～13份、鈦白粉3～5份、硼砂6～10份、增強劑2～4份。
優選的，所述耐高溫防火涂料，包括如下重量份的原料：鋁礬土15～17份、稀土混合物13～18份、氧化鋯11～16份、水溶性樹脂6～8份、有機膨潤土4～7份、磷酸二氫鋁14～16份、二氧化硅18～26份、石墨9～11份、蒙脫石納米漿料8～10份、水玻璃12～28份、氫氧化鎂8～12份、鈦白粉3.5～4.2份、硼砂7～9份、增強劑2.5～3.3份。
優選的，所述耐高溫防火涂料，包括如下重量份的原料：鋁礬土16份、稀土混合物15份、氧化鋯13份、水溶性樹脂7份、有機膨潤土6份、磷酸二氫鋁15份、二氧化硅23份、石墨10份、蒙脫石納米漿料9份、水玻璃25份、氫氧化鎂9份、鈦白粉3.7份、硼砂8份、增強劑3.1份。
優選的，所述稀土混合物是選自鑭鈰鐠釹富集物、鋱鏑富集物或銩鐿镥富集物中的一種或二種以上的混合物。
優選的，所述增強劑為酚醛纖維或者玻璃纖維。
優選的，所述水溶性樹脂選自聚丙烯酸鈣、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、聚乙烯乙酸酯中的一種。
一種制備所述耐高溫防火涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取鋁礬土、稀土混合物、氧化鋯、水溶性樹脂、有機膨潤土、磷酸二氫鋁、二氧化硅、石墨、蒙脫石納米漿料、水玻璃、氫氧化鎂、鈦白粉、硼砂、增強劑，備用；
（2）先將有機膨潤土、鋁礬土及稀土混合物分別置于研磨機中研磨成粉末，過100～200目篩，然后混合，并以1500～1800r/min的速度分散8～15分鐘；
（3）將將氧化鋯及石墨分別粉碎成粉末，過100～200目篩，然后和步驟（2）所得的混合物混合，然后以1700～2200r/min的速度分散10～20分鐘；
（4）向步驟（3）所得的混合物中依次加入水溶性樹脂、磷酸二氫鋁、二氧化硅、氧化鎂、鈦白粉、硼砂，以300～500r/min的轉速攪拌混合30～60分鐘，然后加入剩余原料，以1800～2200r/min的速度分散15～25分鐘，得混合物料；
（5）將步驟（4）所得的混合物料置于熔融擠出機，設置擠出機溫度，i區為70～80℃，ii區為90～100℃，螺桿轉速為800～1000r/min，物料擠出后冷卻至室溫，用壓片機壓成薄片，再用粉碎設備粉碎，接著過140目篩，即得所述耐高溫防火涂料。
優選的，所述步驟（2）中螺桿轉速為900r/min。
本發明與現有技術相比，其具有以下有益效果：
（1）本發明所述的耐高溫防火涂料添加了鋁礬土和磷酸二氫鋁作為原料，使得該涂料即具有良好的耐高溫抗氧化性，又具有良好的自剝性，而且其配制和涂覆工藝簡單易行；
（2）本發明所述的耐高溫防火涂料添加了氧化鋯，稀土混合物為原料，使得該涂料具有良好的耐高溫，抗氧化，耐腐蝕性及耐高溫穩定性；
（3）本發明所述的耐高溫防火涂料添加了鈦白粉、有機膨潤土、二氧化硅、蒙脫石納米漿料、石墨作為原料，既提高了耐熱性又提高了涂料的抗靜電性能，通過對蒙脫石的選用，提高了涂料的散熱性能，從而大大改善了涂料在高溫環境下的附著性，不易脫落，選用石墨作為填料，不僅可以起到上色的作用，還能提升在高溫環境下的穩定性。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
實施例1
本實施例涉及一種耐高溫防火涂料，包括如下重量份的原料：鋁礬土13份、稀土混合物10份、氧化鋯9份、水溶性樹脂5份、有機膨潤土3份、磷酸二氫鋁13份、二氧化硅15份、石墨7份、蒙脫石納米漿料6份、水玻璃18份、氫氧化鎂6份、鈦白粉3份、硼砂6份、增強劑2份。
其中，所述稀土混合物是選自鑭鈰鐠釹富集物。
其中，所述增強劑為酚醛纖維。
其中，所述水溶性樹脂選自聚丙烯酸鈣。
一種制備所述耐高溫防火涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取鋁礬土、稀土混合物、氧化鋯、水溶性樹脂、有機膨潤土、磷酸二氫鋁、二氧化硅、石墨、蒙脫石納米漿料、水玻璃、氫氧化鎂、鈦白粉、硼砂、增強劑，備用；
（2）先將有機膨潤土、鋁礬土及稀土混合物分別置于研磨機中研磨成粉末，過100～200目篩，然后混合，并以1500r/min的速度分散8分鐘；
（3）將將氧化鋯及石墨分別粉碎成粉末，過100～200目篩，然后和步驟（2）所得的混合物混合，然后以1700r/min的速度分散10分鐘；
（4）向步驟（3）所得的混合物中依次加入水溶性樹脂、磷酸二氫鋁、二氧化硅、氧化鎂、鈦白粉、硼砂，以300/min的轉速攪拌混合30分鐘，然后加入剩余原料，以1800r/min的速度分散15分鐘，得混合物料；
（5）將步驟（4）所得的混合物料置于熔融擠出機，設置擠出機溫度，i區為70℃，ii區為90℃，螺桿轉速為800r/min，物料擠出后冷卻至室溫，用壓片機壓成薄片，再用粉碎設備粉碎，接著過140目篩，即得所述耐高溫防火涂料。
實施例2
本實施例涉及一種耐高溫防火涂料，包括如下重量份的原料：鋁礬土18份、稀土混合物20份、氧化鋯18份、水溶性樹脂10份、有機膨潤土8份、磷酸二氫鋁17份、二氧化硅30份、石墨12份、蒙脫石納米漿料12份、水玻璃29份、氫氧化鎂13份、鈦白粉5份、硼砂10份、增強劑4份。
其中，所述稀土混合物是選自鋱鏑富集物。
其中，所述增強劑為玻璃纖維。
其中，所述水溶性樹脂選自脲醛樹脂。
一種制備所述耐高溫防火涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取鋁礬土、稀土混合物、氧化鋯、水溶性樹脂、有機膨潤土、磷酸二氫鋁、二氧化硅、石墨、蒙脫石納米漿料、水玻璃、氫氧化鎂、鈦白粉、硼砂、增強劑，備用；
（2）先將有機膨潤土、鋁礬土及稀土混合物分別置于研磨機中研磨成粉末，過100～200目篩，然后混合，并以1800r/min的速度分散15分鐘；
（3）將將氧化鋯及石墨分別粉碎成粉末，過100～200目篩，然后和步驟（2）所得的混合物混合，然后以2200r/min的速度分散20分鐘；
（4）向步驟（3）所得的混合物中依次加入水溶性樹脂、磷酸二氫鋁、二氧化硅、氧化鎂、鈦白粉、硼砂，以500r/min的轉速攪拌混合60分鐘，然后加入剩余原料，以2200r/min的速度分散25分鐘，得混合物料；
（5）將步驟（4）所得的混合物料置于熔融擠出機，設置擠出機溫度，i區為80℃，ii區為100℃，螺桿轉速為1000r/min，物料擠出后冷卻至室溫，用壓片機壓成薄片，再用粉碎設備粉碎，接著過140目篩，即得所述耐高溫防火涂料。
實施例3
本實施例涉及一種耐高溫防火涂料，包括如下重量份的原料：鋁礬土15份、稀土混合物13份、氧化鋯11份、水溶性樹脂6份、有機膨潤土4份、磷酸二氫鋁14份、二氧化硅18份、石墨9份、蒙脫石納米漿料8份、水玻璃12份、氫氧化鎂8份、鈦白粉3.5份、硼砂7份、增強劑2.5份。
其中，所述稀土混合物是選自銩鐿镥富集物。
其中，所述增強劑為酚醛纖維。
其中，所述水溶性樹脂選自三聚氰胺甲醛樹脂。
一種制備所述耐高溫防火涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取鋁礬土、稀土混合物、氧化鋯、水溶性樹脂、有機膨潤土、磷酸二氫鋁、二氧化硅、石墨、蒙脫石納米漿料、水玻璃、氫氧化鎂、鈦白粉、硼砂、增強劑，備用；
（2）先將有機膨潤土、鋁礬土及稀土混合物分別置于研磨機中研磨成粉末，過100～200目篩，然后混合，并以1600r/min的速度分散10分鐘；
（3）將將氧化鋯及石墨分別粉碎成粉末，過100～200目篩，然后和步驟（2）所得的混合物混合，然后以1800r/min的速度分散12分鐘；
（4）向步驟（3）所得的混合物中依次加入水溶性樹脂、磷酸二氫鋁、二氧化硅、氧化鎂、鈦白粉、硼砂，以350r/min的轉速攪拌混合35分鐘，然后加入剩余原料，以1900r/min的速度分散17分鐘，得混合物料；
（5）將步驟（4）所得的混合物料置于熔融擠出機，設置擠出機溫度，i區為75℃，ii區為95℃，螺桿轉速為850r/min，物料擠出后冷卻至室溫，用壓片機壓成薄片，再用粉碎設備粉碎，接著過140目篩，即得所述耐高溫防火涂料。
實施例4
本實施例涉及一種耐高溫防火涂料，包括如下重量份的原料：鋁礬土17份、稀土混合物18份、氧化鋯16份、水溶性樹脂8份、有機膨潤土7份、磷酸二氫鋁16份、二氧化硅26份、石墨11份、蒙脫石納米漿料10份、水玻璃28份、氫氧化鎂12份、鈦白粉4.2份、硼砂9份、增強劑3.3份。
其中，所述稀土混合物是選自鑭鈰鐠釹富集物、鋱鏑富集物的混合物。
其中，所述增強劑為玻璃纖維。
其中，所述水溶性樹脂選自聚乙烯乙酸酯。
一種制備所述耐高溫防火涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取鋁礬土、稀土混合物、氧化鋯、水溶性樹脂、有機膨潤土、磷酸二氫鋁、二氧化硅、石墨、蒙脫石納米漿料、水玻璃、氫氧化鎂、鈦白粉、硼砂、增強劑，備用；
（2）先將有機膨潤土、鋁礬土及稀土混合物分別置于研磨機中研磨成粉末，過100～200目篩，然后混合，并以1650r/min的速度分散12分鐘；
（3）將將氧化鋯及石墨分別粉碎成粉末，過100～200目篩，然后和步驟（2）所得的混合物混合，然后以2000r/min的速度分散15分鐘；
（4）向步驟（3）所得的混合物中依次加入水溶性樹脂、磷酸二氫鋁、二氧化硅、氧化鎂、鈦白粉、硼砂，以400r/min的轉速攪拌混合45分鐘，然后加入剩余原料，以2000r/min的速度分散20分鐘，得混合物料；
（5）將步驟（4）所得的混合物料置于熔融擠出機，設置擠出機溫度，i區為75℃，ii區為95℃，螺桿轉速為900r/min，物料擠出后冷卻至室溫，用壓片機壓成薄片，再用粉碎設備粉碎，接著過140目篩，即得所述耐高溫防火涂料。
實施例5
本實施例涉及一種耐高溫防火涂料，包括如下重量份的原料：鋁礬土16份、稀土混合物15份、氧化鋯13份、水溶性樹脂7份、有機膨潤土6份、磷酸二氫鋁15份、二氧化硅23份、石墨10份、蒙脫石納米漿料9份、水玻璃25份、氫氧化鎂9份、鈦白粉3.7份、硼砂8份、增強劑3.1份。
其中，所述稀土混合物是選自鑭鈰鐠釹富集物、銩鐿镥富集物的混合物。
其中，所述增強劑為酚醛纖維。
其中，所述水溶性樹脂選自聚丙烯酸鈣。
一種制備所述耐高溫防火涂料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取鋁礬土、稀土混合物、氧化鋯、水溶性樹脂、有機膨潤土、磷酸二氫鋁、二氧化硅、石墨、蒙脫石納米漿料、水玻璃、氫氧化鎂、鈦白粉、硼砂、增強劑，備用；
（2）先將有機膨潤土、鋁礬土及稀土混合物分別置于研磨機中研磨成粉末，過100～200目篩，然后混合，并以1700r/min的速度分散13分鐘；
（3）將將氧化鋯及石墨分別粉碎成粉末，過100～200目篩，然后和步驟（2）所得的混合物混合，然后以2100r/min的速度分散18分鐘；
（4）向步驟（3）所得的混合物中依次加入水溶性樹脂、磷酸二氫鋁、二氧化硅、氧化鎂、鈦白粉、硼砂，以450r/min的轉速攪拌混合50分鐘，然后加入剩余原料，以2150r/min的速度分散23分鐘，得混合物料；
（5）將步驟（4）所得的混合物料置于熔融擠出機，設置擠出機溫度，i區為75℃，ii區為95℃，螺桿轉速為950r/min，物料擠出后冷卻至室溫，用壓片機壓成薄片，再用粉碎設備粉碎，接著過140目篩，即得所述耐高溫防火涂料。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。