化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)書-一種新型環(huán)保建筑用防火涂料

1、化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)書一種新型環(huán)保建筑用防火涂料學(xué)院班級(jí)：化工學(xué)院班級(jí)：化工 1206 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：XXXXXXXX 姓姓 名：名：XXX 目錄目錄1 產(chǎn)品背景 .- 1 -1.1 應(yīng)用領(lǐng)域.- 1 -1.2 目前國內(nèi)技術(shù)發(fā)展情況.- 2 -1.3 市場(chǎng)需求量.- 3 -2 用戶需求 .- 3 -2.1需求方案.- 3 -2.2需求整理.- 5 -2.3 需求組合分類.- 6 -（一） 安全環(huán)保方面.- 6 -（二） 性能需求方面.- 6 -（三） 使用情況方面.- 6 -（四） 原料成本方面.- 6 -3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求.- 7 -4 產(chǎn)品方案 .- 7 -4.1 方案整理.- 9 -4.2 方案分

2、類.- 9 -（一） 水性溶劑/乳液型.- 9 -（二） 納米型.- 9 -（三） 有機(jī)基料型.- 9 -4.3方案篩選.- 10 -5 方案進(jìn)一步確認(rèn).- 10 -5.1 方案具體化.- 10 -5.2 物料衡算.- 11 -5.3 物料成本.- 11 -5.4 風(fēng)險(xiǎn)分析.- 12 -5.5 可行性分析.- 12 -參考文獻(xiàn) .- 12 - 1 -1 產(chǎn)品背景產(chǎn)品背景防火涂料和普通涂料的共同之處是涂覆于物體表面、起到裝飾的作用，同時(shí)防火涂料還具備普通涂料所不具備的防腐、防銹、耐酸堿、防煙霧等效能，可進(jìn)一步延長物體壽命。防火涂料又稱阻燃材料，它不但具有普通涂料的裝飾性，而且涂料本身還具有防火保

3、護(hù)功能1。而建筑防火涂料是指噴涂在建筑表面，可以提高建筑表面的抗燃性、降低火焰的傳播速度，在一段時(shí)間內(nèi)阻止燃燒，控制火勢(shì)蔓延，增強(qiáng)基材的抗火能力，達(dá)到推遲結(jié)構(gòu)破換時(shí)間，保護(hù)建筑物，提高建筑材料耐火極限的一種涂料。需指出，防火涂料是涂刷在被保護(hù)物表面的被動(dòng)防火材料，任何被保護(hù)的物體都有承受大火考驗(yàn)的極限值，無論什么結(jié)構(gòu)的建筑遇火時(shí)間久了都是會(huì)倒塌的。防火涂料是由基料（即成膜物質(zhì)） 、顏料、普通涂料助劑、防火助劑和分散介質(zhì)等涂料組分組成。除防火助劑外，其他涂料組分在涂料中的作用和在普通涂料中的作用一樣，但是在性能和用量上有的具有特殊要求。填料以及助劑在膨脹型防火涂料中所占的比例較少。適量的填料有利

4、于提高防火涂料的耐火性能，但用量過多會(huì)影響涂層的發(fā)泡效果，導(dǎo)致涂層的防火性能降低2。防火涂料防火的基本原理3：（1）防火涂料本身具有難燃或不燃性，使被保護(hù)的可燃基材不直接與空氣接觸而延遲基材著火燃燒；（2）防火涂料遇火受熱分解出不燃性的惰性氣體，沖淡被保護(hù)基材受熱分解出的易燃?xì)怏w和空氣中的氧，抑制燃燒；（3）防火涂料遇熱能生成減緩及終止燃燒鏈鎖反應(yīng)的自由基；（4）防火涂料遇熱膨脹，形成隔熱、隔氧的膨脹炭層，阻止基材著火燃燒。防火涂料的分類：（1）按其使用的部位劃分，可將其分為鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、木結(jié)構(gòu)防火涂料、砼結(jié)構(gòu)防火涂料等；（2）按其成膜物來分，可分為有機(jī)、無機(jī)和復(fù)合防火涂料；（3）按其可溶性

5、劃分，可分為水性防火涂料、油性防火涂料；（4）按其阻燃原理分，可分為膨脹型防火涂料、非膨脹型防火涂料。但根據(jù)防火涂料的作用、功能和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防火涂料的要求，最適宜的分類為：結(jié)構(gòu)型防火涂料和飾面型防火涂料。1.1 應(yīng)用領(lǐng)域由于建筑工程的高層化、集群化、工業(yè)的大型化及有機(jī)合成材料的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)防火工作引起高度重視，而采用涂料防火方法比較簡(jiǎn)單，且適應(yīng)性- 2 -強(qiáng)，因而防火涂料在公用建筑、車輛、飛機(jī)、船舶、古建筑及文物保護(hù)、電器電纜、宇航等方面都有大量應(yīng)用。防火涂料能最大限度的阻止火災(zāi)蔓延，有效保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。一些國家還制定相關(guān)法律，規(guī)定用于學(xué)校、醫(yī)院、電影院等公共設(shè)施內(nèi)的建筑涂料必

6、須是阻燃的，因此防火涂料獲得了迅速的發(fā)展。建筑防火涂料大體可以分為以下幾類：飾面型防火涂料、電纜防火涂料、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、預(yù)應(yīng)力混凝土樓板防火涂料、高固體分防火涂料、環(huán)保型建筑防火涂料等。我國防火涂料雖然比國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家起步晚很多，但是發(fā)展很快，個(gè)別種類的防火涂料：例如鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其技術(shù)已經(jīng)接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平4。1.2 目前國內(nèi)技術(shù)發(fā)展情況目前，我國市場(chǎng)上的防火涂料主要為溶劑型防火涂料，雖然在厚度和環(huán)境保護(hù)有偏差。位于北京的一家納米科技公司，利用納米技術(shù)，研發(fā)出新型納米阻燃劑。用以提高防火的效果和性能，該公司是第一個(gè)成功開發(fā)水性防火涂料，涂層厚度 2 mm，導(dǎo)熱率低于 0.025 w

7、/(mJ)，它的耐火限度是 2 h，其納米阻燃技術(shù)，已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。這項(xiàng)技術(shù)還被用于 2008 年國家體育場(chǎng)鳥巢的建設(shè)，透明隔熱耐火涂料，是奧運(yùn)會(huì)開閉模式發(fā)射煙火時(shí)，避免火災(zāi)發(fā)生的重要保障。我國的防火涂料研發(fā)，剛剛起步，在很多地方還很不成熟，防火涂料的深入研發(fā)對(duì)我國的建設(shè)行業(yè)發(fā)展有著重要的作用5。近二三十年來，我國的科技工作者在研究開發(fā)防火涂料方面，已取得了許多重大的成果。許多高等學(xué)校、科研單位和生產(chǎn)企業(yè)在這方面做了大量工作。但是，我國現(xiàn)有防火涂料的品種還不很齊全，產(chǎn)品性能與國外先進(jìn)水平相比還有很大差距，有的研制成果還未投入生產(chǎn)應(yīng)用，已生產(chǎn)的還有性能不穩(wěn)定現(xiàn)象，有待研究與解決的問題還有

8、很多6。國外的防火涂料平板，耐火性能優(yōu)良，防火性能，均能夠達(dá)到室內(nèi)和室外的防火應(yīng)急要求，因此，我們必須要達(dá)到發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水平，以滿足我國市場(chǎng)的要求，開發(fā)和研制新的高檔耐火涂料。由于有機(jī)防火涂料有毒，而無機(jī)防火涂料以無機(jī)礦物為填料、無機(jī)非金屬礦物為黏合劑制備而成，可以克服有機(jī)防火涂料遇火發(fā)泡時(shí)產(chǎn)生煙霧危害人身健康等問題。隨著近年來防火涂料的快速發(fā)展，無機(jī)防火涂料也得到了進(jìn)一步發(fā)展，某些原有的無機(jī)防火涂料品種通過進(jìn)一步的深入研究，其性能也得以改善與提高。例如，以水玻璃為基料的膨脹型防火涂料，在遇火時(shí)能產(chǎn)生硅酸鹽泡沫狀隔熱層，雖具有阻燃效果好、不產(chǎn)生有毒氣體等優(yōu)點(diǎn)，但因其耐水性差，受水浸蝕后涂層易

9、脫落，故因其涂膜理化性能上的不足使用受到限制。通過提高其耐水性的研究，使涂料的耐水性能在加了 1.0-1.5 %預(yù)乳化硅氧烷樹脂后得- 3 -以顯著提高而更具有實(shí)用價(jià)值7。另外，提出一種環(huán)境友好型無機(jī)水性防火涂料8，與有機(jī)防火涂料相比，無機(jī)水性防火涂料具有如下特點(diǎn)： 不使用有機(jī)樹脂和有機(jī)溶劑，生產(chǎn)、使用過程五污染； 以硅酸鹽、無機(jī)礦物、水等為原料，來源廣、能耗省、成本低、易于制備； 燃燒阻火時(shí)不產(chǎn)生毒性氣體和煙霧； 產(chǎn)生的無機(jī)炭質(zhì)隔熱層強(qiáng)度高，能有效地抵抗燃燒氣流的沖擊作用，阻火性能突出； 涂層表面硬度高，有較好的耐磨性、耐化學(xué)性和耐老性； 施工方便，干燥快捷，貯存、運(yùn)輸安全。因而，開發(fā)具有環(huán)

10、境安全性和使用安全性的水性防火涂料，盡量減少或避免因生產(chǎn)、施工或燃燒造成環(huán)境污染和人身危害，將成為今后的主要研究方向之一。但它仍有許多有待改進(jìn)的地方，如冬季施工困難、對(duì)濕氣敏感等。在沒有徹底解決這些問題前，水性防火涂料尚無法與溶劑型防火涂料相抗衡。目前，水性膨脹型防火涂料使用的基料主要有純丙乳液、乙丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、聚醋酸乙烯乳液、氯偏乳液等。上述這些乳液由于其結(jié)構(gòu)的差異，賦予防火涂料不同的機(jī)械物理性能。Hamdani Siska 等人9實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)硅丙乳液表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和防火性能。1.3 市場(chǎng)需求量目前，國內(nèi)市場(chǎng)有引進(jìn)、生產(chǎn)薄型建筑鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的廠家不少于約 30家，有 40

11、多種不同品牌的產(chǎn)品10。由于防火涂料是一類重要的消防安全產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各類娛樂場(chǎng)所、體育場(chǎng)館、餐廳賓館、商場(chǎng)、公共場(chǎng)所、大型工業(yè)廠房、住宅樓等建筑物，以及交通、電力、石油化工等行業(yè)的建構(gòu)筑物的防火保護(hù)。隨著我國城鎮(zhèn)建設(shè)開發(fā)力度的進(jìn)一步加大以及人們消防安全意識(shí)的增強(qiáng)，我國建筑防火涂料的市場(chǎng)潛力巨大，具有寬廣的發(fā)展前景。此外，就目前國內(nèi)市場(chǎng)中的建筑防火涂料的性能而言，仍有很大改進(jìn)空間，例如在耐火、環(huán)保、成本等方面，需要對(duì)現(xiàn)有市場(chǎng)中的產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)以跟新?lián)Q代，達(dá)到對(duì)建筑用防火涂料的優(yōu)良性能要求。隨著國家經(jīng)濟(jì)和人民生活水平的進(jìn)一步提高，防火涂料會(huì)具有更加廣闊的應(yīng)用和發(fā)展11。2 用戶需求用戶需求2.1

12、 需求方案（1）耐火時(shí)間越久越好（2）耐火極限（溫度）高（3）水性溶劑- 4 -（4）在較高溫下仍能保持較好防火性能（5）防水（6）耐酸性好（7）耐堿性好（8）防銹（9）耐磨（10） 涂覆使用時(shí)不產(chǎn)生毒氣（11） 在高溫環(huán)境中不散發(fā)有毒物質(zhì)及煙霧（12） 附著力強(qiáng)（13） 有多種顏色可選（14） 自然干燥時(shí)對(duì)環(huán)境濕度要求低（15） 易干（16） 原料易得（17） 原料成本低（18） 易于儲(chǔ)存（19） 有一定的光澤（20） 廢棄后對(duì)環(huán)境無危害（21） 能有效地抵抗燃燒氣流的沖擊作用（22） 阻火時(shí)有一定隔熱效果（23） 防外力敲擊（24） 不應(yīng)有刺激性氣味（25） 為均勻液態(tài)或稠厚流體狀，無結(jié)塊

13、（26） 干燥時(shí)間（表干）時(shí)間短（27） 干燥后無較大色差（28） 干燥后無裂紋出現(xiàn)或出現(xiàn)極少（29） 黏附強(qiáng)度高（30） 抗壓強(qiáng)度高（31） 抗震性好（32） 耐水性好（33） 涂層無起層、脫落（34） 涂層不發(fā)泡（35） 涂層厚度薄而性能優(yōu)良（36） 耐鹽霧腐蝕性好（37） 耐曝?zé)嵝院? 5 -（38） 耐濕熱性好（39） 耐凍融循環(huán)性好（40） 添加納米材料強(qiáng)化（41） 裝飾效果好（42） 噴涂/輥涂式覆蓋2.2 需求整理去除上述重復(fù)、次要以及不符合要求的需求方案，整理合并如下：（1）阻火時(shí)間長（2）耐火極限（溫度）高（3）水性溶劑（4）防銹（5）涂覆使用時(shí)不產(chǎn)生毒氣（6）在高溫環(huán)境中不

14、散發(fā)有毒物質(zhì)及煙霧（7）自然干燥時(shí)對(duì)環(huán)境濕度要求低（8）原料易得（9）原料成本低（10） 廢棄后對(duì)環(huán)境無危害（11） 能有效地抵抗燃燒氣流的沖擊作用（12） 阻火時(shí)有一定隔熱效果（13） 無刺激性氣體釋放（14） 為均勻液態(tài)或稠厚流體狀，無結(jié)塊（15） 干燥時(shí)間（表干）時(shí)間短（16） 干燥后無較大色差（17） 干燥后無裂紋出現(xiàn)或出現(xiàn)極少（18） 黏附強(qiáng)度高（19） 抗壓強(qiáng)度高（20） 抗震性好（21） 耐磨（22） 耐水性好（23） 涂層無起層、不脫落（24） 涂層不發(fā)泡（25） 涂層厚度薄而性能優(yōu)良（26） 耐久性好（耐曝?zé)嵝?、耐濕熱性、耐酸、耐堿、耐凍融循環(huán)性、耐鹽霧腐蝕性）- 6 -（2

15、7） 添加納米材料強(qiáng)化（28） 噴涂/輥涂式覆蓋2.3 需求組合分類（一） 安全環(huán)保方面1)涂覆使用時(shí)不產(chǎn)生毒氣2)在高溫環(huán)境中不散發(fā)有毒物質(zhì)及煙霧3)無刺激性氣體釋放4)廢棄后對(duì)環(huán)境無危害（二） 性能需求方面1)阻火時(shí)間長2)耐火極限（溫度）高3)耐久性好4)防銹5)添加納米材料強(qiáng)化6)黏附強(qiáng)度高7)抗壓強(qiáng)度高8)抗震性好9)耐磨10) 耐水性好11) 能有效地抵抗燃燒氣流的沖擊作用12) 阻火時(shí)有一定隔熱效果（三） 使用情況方面1)涂層厚度薄而性能優(yōu)良2)涂層無起層、不脫落3)涂層不發(fā)泡4)為均勻液態(tài)或稠厚流體狀，無結(jié)塊5)干燥時(shí)間（表干）時(shí)間短6)干燥后無較大色差7)干燥后無裂紋出現(xiàn)或出

16、現(xiàn)極少8)自然干燥時(shí)對(duì)環(huán)境濕度要求低9)噴涂/輥涂式覆蓋（四） 原料成本方面1)原料易得2)原料成本低- 7 -3)水性溶劑3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求結(jié)合目前國內(nèi)現(xiàn)有建筑用防火涂料的市場(chǎng)特點(diǎn)，本產(chǎn)品設(shè)計(jì)書計(jì)劃推出一種新型環(huán)保建筑用防火涂料，在滿足現(xiàn)有建筑用耐火涂料的市場(chǎng)要求基礎(chǔ)上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)本產(chǎn)品的綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)以及強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)品理念。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求如下： 水性溶劑； 需達(dá)到一般涂料的基本要求，例如涂層無起層、不脫落、不發(fā)泡、裝飾效果好等，另外在容器中應(yīng)無結(jié)塊，攪拌后成均勻狀態(tài)； 外觀可根據(jù)需要調(diào)色； 采用噴涂/輥涂式； 干燥時(shí)間：表干5 h，實(shí)干24 h； 附著力：3 級(jí)； 涂層厚度：0.9-

17、1.1 mm； 耐沖擊性：20 cm； 耐水性：24 h 無起泡，無脫落； 耐濕熱性：48 h 無起泡，無脫落； 細(xì)度： 90 um； 耐火燃時(shí)間：25 min； 耐火極限：90 min； 耐凍融循環(huán)性：15 次4 產(chǎn)品方案產(chǎn)品方案方案一：在普通涂料中添加耐火劑；方案二：使涂料表面形成一種耐高溫不可燃層；方案三：在涂料中添加納米絕熱材料；方案四：以 PUA-SA 復(fù)配的共混乳液為成膜物質(zhì)12；方案五：以無機(jī)填料為基料，三聚氰胺為發(fā)泡劑的一種膨脹型防火涂料13；方案六：采用 ZnO 晶須/納米 TiO2復(fù)合粒子改善14；方案七：硅氣凝膠隧道防火涂料15，硅氣凝膠具有納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是迄今為止導(dǎo)熱系

18、數(shù)最低的固體材料；方案八：在防火涂料中應(yīng)用可膨脹石墨16；方案九：使用納米 TiO2材料改性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料17，其耐火極限上升- 8 -幅度最高，達(dá)到 6 min，提高幅度為 6.25 %，耐水性由 28 h 提高到 33 h，提高幅度為 17.9 %；方案十：以絹云母和中間相炭微球（MCMB）作為混合阻燃劑的水性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料18，MCMB 的加入能有效地降低升溫速率，提高涂料的耐火性能；方案十一：將表面改性的多壁碳納米管19應(yīng)用于防火涂料，可提高涂膜強(qiáng)度，增強(qiáng)其抗開裂性能；方案十二：可再分散乳膠粉改性隧道防火涂料20；方案十三：聚氨酯防火涂料21；方案十四：以無機(jī)粘土（絹云母、海泡石）為添

19、加劑的水性防火涂料22，防火性能好，膨脹炭層致密、強(qiáng)度高，耐火時(shí)問超過 1 h；方案十五：以無鹵可膨脹石墨為阻燃劑的乳液型防火涂料23；方案十六：水性超薄膨脹型防火涂料24，聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇的最佳質(zhì)量配比為 5: 3: 2；方案十七：加入超細(xì)石膏粉、灰泥、水泥等與水調(diào)和制成涂料；方案十八：以磷酸和氫氧化鋁為無機(jī)基料制成防火涂料；方案十九：采用 APP-PEM-MEL 阻燃體系25，該體系遇火后 APP 和MEL 均會(huì)反應(yīng)釋放惰性氣體 NH3；方案二十：具有抑煙性能的水性苯丙乳液膨脹型防火涂料26，低毒低煙、防火、環(huán)保、裝飾效果較好；方案二十一：將納米氫氧化鋁應(yīng)用于防火涂料27；方案

20、二十二：將疏水改性阻燃劑應(yīng)用于水性膨脹型防火涂料28；方案二十三：超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料29； 方案二十四：基于礦石絨復(fù)合的保溫防水防火涂料30；方案二十五：基于可膨脹石墨、晶須體系的水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料31；方案二十六：基于硅溶膠與改性氨基樹脂的建筑用防火涂料32，具有防銹、防水、防腐、耐磨、耐熱及涂層堅(jiān)韌性、著色性、黏附性、易干性和一定的光澤等性能；方案二十七：基于聚乙酸乙烯乳液的建筑用環(huán)保型水性防火涂料33；方案二十八：基于聚氨酯彈性體改性聚酯樹脂的防火涂料34；方案二十九： TBA（四溴雙酚 A）環(huán)氧樹脂超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料35，具有發(fā)泡效果好、炭化物生成量大、發(fā)煙量少、涂層

21、附著力強(qiáng)、耐酸堿性好等性能；- 9 -方案三十：納米 TiO2超耐候防火涂料36，具有抗霉菌，透氣性好、高彈性抗開裂，優(yōu)異的耐堿性、耐水性，極好的耐候性，且無毒環(huán)保、價(jià)格低廉；方案三十一：具有抑煙性能的多壁碳納米管水性苯丙乳液膨脹型防火涂料；4.1 方案整理對(duì)以上 31 個(gè)方案進(jìn)行整理，剔除明顯不符合要求及類似的方案，整理后的方案共計(jì) 21 個(gè)：方案四、方案五、方案六、方案七、方案九、方案十、方案十一、方案十四、方案十五、方案十六、方案二十、方案二十一、方案二十二、方案二十四、方案二十五、方案二十六、方案二十七、方案二十八、方案二十九、方案三十及方案三十一。4.2 方案分類（一） 水性溶劑/乳

22、液型方案四：以 PUA-SA 復(fù)配的共混乳液為成膜物質(zhì)；方案五：以無機(jī)填料為基料，三聚氰胺為發(fā)泡劑的一種膨脹型防火涂料；方案十：以絹云母和中間相炭微球（MCMB）作為混合阻燃劑的水性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；方案十四：以無機(jī)粘土（絹云母、海泡石）為添加劑的水性防火涂料；方案十五：以無鹵可膨脹石墨為阻燃劑的乳液型防火涂料；方案十六：水性超薄膨脹型防火涂料，聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇的最佳質(zhì)量配比為 5: 3: 2；方案二十：具有抑煙性能的水性苯丙乳液膨脹型防火涂料；方案二十二：將疏水改性阻燃劑應(yīng)用于水性膨脹型防火涂料；方案二十四：基于礦石絨復(fù)合的保溫防水防火涂料；方案二十五：基于可膨脹石墨、晶須體系的水

23、性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；方案二十六：基于硅溶膠與改性氨基樹脂的建筑用防火涂料；方案二十七：基于聚乙酸乙烯乳液的建筑用環(huán)保型水性防火涂料；（二） 納米型方案六：采用 ZnO 晶須/納米 TiO2復(fù)合粒子改善；方案七：硅氣凝膠隧道防火涂料；方案九：使用納米 TiO2材料改性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；方案十一：將表面改性的多壁碳納米管應(yīng)用于防火涂料；方案二十一：將納米氫氧化鋁應(yīng)用于防火涂料；- 10 -方案三十：納米 TiO2超耐候防火涂料；方案三十一：具有抑煙性能的多壁碳納米管水性苯丙乳液膨脹型防火涂料；（三） 有機(jī)基料型方案二十八：基于聚氨酯彈性體改性聚酯樹脂的防火涂料；方案二十九： TBA（四溴雙酚

24、 A）環(huán)氧樹脂超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；4.3 方案篩選基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求中所提出的設(shè)計(jì)出一種新型環(huán)保建筑用防火涂料，對(duì)上述整理后的方案進(jìn)行篩選，優(yōu)選出 5-6 個(gè)最具可行性的方案。以下為優(yōu)選的可行方案，共計(jì) 6 個(gè)：方案十、方案二十五、方案二十七、方案二十九、方案三十、方案三十一。5 方案進(jìn)一步確認(rèn)方案進(jìn)一步確認(rèn)對(duì)篩選出的 6 個(gè)優(yōu)選方案進(jìn)行權(quán)值分析，并確定出一個(gè)最優(yōu)方案。權(quán)值分析見表 1。表表 1 方案權(quán)值分析表方案權(quán)值分析表權(quán)重權(quán)重十十二十五二十五二十七二十七二十九二十九三十三十三十一三十一性能性能0.46.06.57.07.08.08.0環(huán)保環(huán)保0.38.08.07.56.09.08.5

25、成本成本0.37.08.07.0總分總分1.056.857.857.4由上表得出方案三十的權(quán)值總分最高，故最優(yōu)方案為“方案三十：納米TiO2超耐候防火涂料” 。5.1 方案具體化本最優(yōu)方案納米 TiO2超耐候防火涂料的具體組分和重量比例是：水 15-21 %；殺菌劑 0.1-0.2 %；分散劑 0.3-0.6 %；潤濕劑 0.15-0.3 %；消泡劑 2-3 %；鈦白粉 14-20 %；納米 TiO2 8-10 %；高嶺土 7-10 %；有機(jī)硅乳液10-16 %；防凍劑 20-35 %；成膜助劑 0.05-0.08 %；阻燃劑 3.5-5 %；流平劑 0.4

26、-0.6 %；PH 值調(diào)節(jié)劑適量；增稠劑適量。具體操作步驟：低速以每分鐘 200-400 轉(zhuǎn)依次加入 16 %的水、0.1 %的殺菌劑、0.5 %的分散劑、0.2 %的潤濕劑、2.25 %的消泡劑，待 10 min 攪拌均勻后，再依次加入20 %的鈦白粉、9 %的納米 TiO2、8 %的高嶺土后，進(jìn)行高速 1200 r/min 運(yùn)轉(zhuǎn)30 min，再低速依次加入 12 %的有機(jī)硅乳液、27 %的防凍劑、0.05 %的成膜助劑、4.5 %的阻燃劑、0.4 %的流平劑、適量的 PH 值調(diào)節(jié)劑和增稠劑。之后以- 11 -每分鐘 600-800 轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌 40 min，最后經(jīng)過檢驗(yàn)、過濾、稱重包裝。有

27、益效能：本方案所制備的建筑用防火涂料各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到外墻水性涂料 GB/T9755- 2001 標(biāo)準(zhǔn)37，關(guān)于外墻涂料所規(guī)定的要求，該外墻納米超耐候防火涂料集多項(xiàng)功能于一身，具有光催化活性，可降解涂膜污染物和有害物質(zhì)，抗菌防火功能，遮蓋力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，不水解，保色性好，可持久延長華麗的墻面壽命，無霉環(huán)保、無公害。5.2 物料衡算本納米 TiO2超耐候防火涂料物料衡算見下表 2。表表 2 納米納米 TiO2超耐候防火涂料物料衡算表超耐候防火涂料物料衡算表物料物料組成（組成（%）水水16.00殺菌劑殺菌劑0.10分散劑分散劑0.50潤濕劑潤濕劑0.20消泡劑消泡劑2.25鈦白粉鈦白粉20.00納

28、米納米 TiO29.00高嶺土高嶺土8.00有機(jī)硅乳液有機(jī)硅乳液12.00防凍劑防凍劑27.00成膜助劑成膜助劑0.05阻燃劑阻燃劑4.50流平劑流平劑0.40PH 值調(diào)節(jié)劑值調(diào)節(jié)劑（適量）增稠劑增稠劑（適量）合計(jì)合計(jì)100.005.3 物料成本本納米 TiO2超耐候防火涂料原料價(jià)格見下表 3。表中數(shù)據(jù)均來自阿里巴巴批發(fā)網(wǎng)。表表 3 納米納米 TiO2超耐候防火涂料原料價(jià)格表超耐候防火涂料原料價(jià)格表物料物料價(jià)格（價(jià)格（元元/ /kg）水水3.15殺菌劑（殺菌劑（GY-517）12.00- 12 -分散劑（分散劑（P-19）9.50潤濕劑（潤濕劑（PE-100）17.00消泡劑（消泡劑（NXZ）

29、24.00鈦白粉（鈦白粉（R-777）13.00納米納米 TiO2（R-909）15.00水洗高嶺土水洗高嶺土1.85有機(jī)硅苯丙乳液（有機(jī)硅苯丙乳液（BC-991）7.70防凍劑（乙二醇）防凍劑（乙二醇）10.50成膜助劑（成膜助劑（HRH）15.00阻燃劑（阻燃劑（CQ400）35.00流平劑（流平劑（2020）20.00PH 值調(diào)節(jié)劑（值調(diào)節(jié)劑（Goodow ANP-95）28.00增稠劑（增稠劑（ASE-60）11.005.4 風(fēng)險(xiǎn)分析本方案中的納米 TiO2超耐候防火涂料屬于水性防火涂料，并且產(chǎn)品原料中幾乎不涉及有毒有害的物質(zhì)，是完全基于環(huán)保角度出發(fā)的一種新型綠色友好型防火涂料。另外，

30、在制備過程及產(chǎn)品使用中也不涉及有毒有害物質(zhì)，所以本方案是較低風(fēng)險(xiǎn)的。5.5 可行性分析從上述方案具體化中的“有益效能”可以初步看出，本方案所設(shè)計(jì)出的外墻納米超耐候防火涂料具有多項(xiàng)功能。例如，具有光催化活性、可降解涂膜污染物和有害物質(zhì)、抗菌防火功能、遮蓋力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、保色性好、無霉環(huán)保等功能。再結(jié)合物料成本以及風(fēng)險(xiǎn)分析，可得出本方案具有原料價(jià)格低廉、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)低的制備特點(diǎn)，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用推廣價(jià)值。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 董 昊,鄺春芳.防火涂料的發(fā)展趨勢(shì)及作用J.煤炭技術(shù),2007,26(6):99-101.2 Li G, Liang G, He T, etal. Effects of EG

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