本發明涉及涂料領域，具體來說一種防火工業涂料及其制備方法。
背景技術：
1、現行防火工業涂料技術路線主要分為膨脹型與非膨脹型兩大體系，二者在防火機制與力學特性上存在根本性矛盾。膨脹型防火涂料以聚磷酸銨(app)-季戊四醇(per)-三聚氰胺(mel)三元體系為代表，通過高溫下發泡形成碳質隔熱層實現防火保護。其防火性能優勢顯著，典型產品可達到120分鐘以上耐火極限，且無鹵配方體系煙霧毒性等級控制在f1級。然而，膨脹層由疏松多孔的炭質結構構成，導致涂層抗沖擊強度不足5mpa，長期暴露下易產生微裂紋；同時涂層與鋼材基體的附著力依賴物理吸附作用，經鹽霧試驗1000小時后粘結強度下降40％以上。更為重要的是，膨脹型涂料的熱循環敏感性突出，經歷-40℃～80℃冷熱循環50次后會出現層間剝離現象，整體防護效能衰減達35％。非膨脹型防火涂料則以硅酸鹽類材料為核心，通過高溫熔融形成陶瓷化保護層。這類涂料具有高附著力優勢，涂層與鋼材基體結合強度可達8mpa以上，且在海洋大氣環境下使用壽命超過20年。但其耐火極限最大僅90分鐘，無法滿足超高層建筑的嚴苛防火時效要求；同時陶瓷化層導熱系數高達0.35w/m·k，遠高于膨脹型涂層的0.22w/m·k，實際隔熱效果受限。此外，非膨脹型涂料最小涂覆厚度需達到20mm，導致單位面積荷載增加30％-50％，在需要輕量化的場景中適用性差。
2、上述問題的根源在于防火機制與力學性能的本質沖突。膨脹體系的結構性矛盾在于防火效能依賴于高溫下炭層的快速膨脹，但膨脹過程必然伴隨涂層本體結構的破壞；非膨脹型涂料的本征脆性則導致其無法承受結構變形產生的應變。常規阻燃劑(如氫氧化鋁)在提高防火性能的同時，吸濕性導致涂層附著力下降，進一步加劇了性能對立。這種技術困境使得現有技術體系已觸及性能極限，亟需通過分子設計實現阻燃組分與力學增強組分的協同作用，建立新型防火涂料的技術范式。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本發明提供一種防火工業涂料，按質量份計包括：環氧樹脂40-50份，四溴鄰苯二甲酸酐(tbpa)8-12份，有機聚硼硅氮烷(psnb)15-20份，季戊四醇10-15份，三聚氰胺6-8份，改性納米二氧化硅3-5份，環氧固化劑dds8-10份，助劑3-4份。
2、優選的，所述環氧樹脂為雙酚a型環氧樹脂e-51、雙酚f型環氧樹脂f-44或酚醛環氧樹脂f-51中的一種或多種。
3、優選的，所述助劑為分散劑0.5-1.0份，消泡劑0.1-0.3份，潤濕劑0.5-1.0份，防沉劑1.0-1.5份，紫外線吸收劑0.5-1.0份。
4、優選的，所述分散劑為byk-163、byk-190或efka-4010中的一種或多種，所述消泡劑為byk-052、foamasternxz或emultroldfmafo-1中的一種或多種，所述潤濕劑為byk-345、wss-713或tegowet500中的一種或多種，所述防沉劑為disparlon6900-20x或bentone34中的一種或多種，所述紫外線吸收劑為tinuvin292或uv-360中的一種或多種。
5、一種防火工業涂料的制備方法，包括以下步驟：
6、(1)將環氧樹脂與四溴鄰苯二甲酸酐(tbpa)混合后，在高溫下攪拌反應，形成均質體系；
7、(2)向所述均質體系中依次加入有機聚硼硅氮烷(psnb)、季戊四醇、三聚氰胺，剪切攪拌得到阻燃基料；
8、(3)對納米二氧化硅進行表面改性后，分次加入所述阻燃基料中，繼續剪切攪拌；
9、(4)將環氧固化劑dds與助劑預混后分兩次加入基料，調節體系黏度得到固化劑；
10、(5)將阻燃基料與固化劑混合均勻，得到成品涂料。
11、優選的，步驟(1)中，所述高溫為80-100℃，攪拌時間為1-2小時，攪拌速度為300-500r/min。
12、優選的，步驟(2)中，所述剪切攪拌速度為800-1000r/min，攪拌時間為45-60分鐘，且psnb、季戊四醇、三聚氰胺的添加間隔為5分鐘。
13、優選的，步驟(3)中，所述表面改性采用硅烷偶聯劑kh-560，添加量為納米sio2質量的3％，改性工藝包括超聲分散30分鐘(頻率40khz)及分三次加入阻燃基料(每次間隔10分鐘)。
14、優選的，步驟(4)中，所述稀釋劑為c12-c14縮水甘油醚，黏度調節范圍為900-1100mpa·s，且dds分兩次加入時首次加入量為總質量的50％。
15、優選的，其特征在于：步驟(5)中，混合溫度為50℃，攪拌速度為300r/min，混合時間為20分鐘，隨后在40℃下靜置脫泡1小時。
16、有益效果：
17、本發明通過創新性的組分設計與工藝優化，成功突破了傳統防火工業涂料在防火性能與力學性能上的技術瓶頸，實現了多項關鍵性能的協同提升。
18、其核心優勢體現在以下方面：
19、首先，采用tbpa與psnb協同阻燃體系，通過溴系阻燃劑快速炭化形成初始多孔屏障，結合有機聚硼硅氮烷高溫下生成的sio2-b2o3玻璃態網絡，構建了"初始炭層阻隔-高溫陶瓷化加固"的雙重防護機制，顯著延長了耐火極限，突破了傳統膨脹型與非膨脹型涂料的技術局限；
20、其次，納米二氧化硅經偶聯劑改性后，通過化學鍵合與梯度分散工藝，顯著增強了涂層與基材的界面結合力，抗沖擊強度大幅提升，有效抵抗機械損傷，同時附著力顯著增強，確保涂層與基材的牢固結合，解決了傳統膨脹型涂料脆性開裂的痛點；
21、再者，通過環氧樹脂類型優化與固化工藝調控，構建了致密的三維交聯網絡，導熱系數明顯降低，兼具膨脹型涂料的高效隔熱性與非膨脹型涂料的結構穩定性。工藝創新方面，獨創的"五步協同法"實現了組分分散度與黏度的精準控制，使涂覆厚度大幅減少，養護周期顯著縮短。環境適應性方面，添加紫外線吸收劑與防沉劑后，涂層耐候性與耐腐蝕性顯著改善，長期使用性能穩定。
22、該技術通過分子設計與工藝協同，突破了傳統防火涂料的性能極限，為防火領域提供了兼具高效防火、高強韌性與長壽命保護的革命性解決方案。
1.一種防火工業涂料，其特征在于，按質量份計包括：環氧樹脂40-50份，四溴鄰苯二甲酸酐(tbpa)8-12份，有機聚硼硅氮烷(psnb)15-20份，季戊四醇10-15份，三聚氰胺6-8份，改性納米二氧化硅3-5份，環氧固化劑dds8-10份，助劑3-4份。
2.根據權利要求1所述的防火工業涂料，其特征在于：所述環氧樹脂為雙酚a型環氧樹脂e-51、雙酚f型環氧樹脂f-44或酚醛環氧樹脂f-51中的一種或多種。
3.如權利要求1所述的防火工業涂料，其特征在于，所述助劑為分散劑0.5-1.0份，消泡劑0.1-0.3份，潤濕劑0.5-1.0份，防沉劑1.0-1.5份，紫外線吸收劑0.5-1.0份。
4.根據權利要求2所述的防火工業涂料，其特征在于，所述分散劑為byk-163、byk-190或efka-4010中的一種或多種，所述消泡劑為byk-052、foamasternxz或emultroldfmafo-1中的一種或多種，所述潤濕劑為byk-345、wss-713或tegowet500中的一種或多種，所述防沉劑為disparlon6900-20x或bentone34中的一種或多種，所述紫外線吸收劑為tinuvin292或uv-360中的一種或多種。
5.權利要求1-4任一項所述的防火工業涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述高溫為80-100℃，攪拌時間為1-2小時，攪拌速度為300-500r/min。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述剪切攪拌速度為800-1000r/min，攪拌時間為45-60分鐘，且psnb、季戊四醇、三聚氰胺的添加間隔為5分鐘。
8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述表面改性采用硅烷偶聯劑kh-560，添加量為納米sio2質量的3％，改性工藝包括超聲分散30分鐘(頻率40khz)及分三次加入阻燃基料(每次間隔10分鐘)。
9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，所述稀釋劑為c12-c14縮水甘油醚，黏度調節范圍為900-1100mpa·s，且dds分兩次加入時首次加入量為總質量的50％。
10.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：步驟(5)中，混合溫度為50℃，攪拌速度為300r/min，混合時間為20分鐘，隨后在40℃下靜置脫泡1小時。