專利名稱：一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
添加劑是涂料原料之一，少量加入即可大幅提高涂料的功效和性能，還能改善涂膜性能，提高產(chǎn)品附加價(jià)值。涂料涂膜具備各種不同的性能和特殊功效，使用特性添加劑是技術(shù)關(guān)鍵。
涂料涂膜大多數(shù)屬易燃或可燃性材料，且燃燒時(shí)熱釋放速率大，熱值高，火焰?zhèn)鞑タ?，不易熄滅，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生濃煙和有毒氣體，對(duì)人們的生命安全造成極大威脅。因此，如何提高高分子聚合物材料的阻燃性能已成為一個(gè)急需解決的問題。常用的阻燃劑，可分為有機(jī)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑兩大類。有機(jī)阻燃劑為鹵系、磷系、硅系，它們雖然具有阻燃性好，添加量少以及熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，但因其合成步驟復(fù)雜，難以用固相合成法而不易分離，產(chǎn)率較低，價(jià)格也較高等原因而難以工業(yè)化生產(chǎn)，即使是已經(jīng)工業(yè)化的鹵系阻燃劑，雖然具有強(qiáng)效力的阻燃性和材料的強(qiáng)兼容性，但其燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙霧中含有氫鹵酸，對(duì)人體具有極大危害。無機(jī)類阻燃劑主要有金屬水合物、紅磷、硼類化合物、銻類化合物、鉬類化合物等。許多的研究表明無機(jī)添加劑氫氧化鋁和氫氧化鎂是十分有效的阻燃抑煙劑，可用于多種聚合物中。氫氧化鋁和氫氧化鎂阻燃劑具有價(jià)格便宜，毒性小，消煙好，滴落少等優(yōu)點(diǎn)。但無機(jī)阻燃劑具有較強(qiáng)的極性和親水性，與非極性聚合物材料相容性差，難以形成良好的固-固表面結(jié)合，為了改善因氫氧化物添加量的增大而惡化了基材機(jī)械性能，目前較多采用添加偶聯(lián)劑，運(yùn)用表面化學(xué)方法進(jìn)行處理，使氫氧化鋁和聚合物緊密地結(jié)合在一起，從而增強(qiáng)聚合物的綜合性能。Al(OH)3、My(OH)2常用的偶聯(lián)劑是硅烷和鈦酸酯類。經(jīng)乙烯-硅烷處理的Al(OH)3、My(OH)2，可提高交聯(lián)乙烯-醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗?jié)裥浴Ａ硗?，鈦酸酯類和硅烷偶?lián)劑可以并用，產(chǎn)生協(xié)同作用，阻燃效果較佳。但是硅烷和鈦酸酯類偶聯(lián)劑價(jià)格高，只在某些特殊領(lǐng)域使用，無法大規(guī)模推廣。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制備方法。用原位乳液聚合的方法，制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液和制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液。
本發(fā)明提供一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制備方法，其步驟和條件如下(一)制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液(1)制備表面改性二氧化硅粉體用正硅酸乙酯、水、氨水、無水乙醇為原料， Mol比為1∶1～10∶2～8∶20～60，反應(yīng)溫度為20～50℃，得到二氧化硅粒子；將油酸加入反應(yīng)體系，油酸與二氧化硅粉體的質(zhì)量比為0.01∶1～0.2∶1，反應(yīng)0.5～5h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的二氧化硅粉體。
(2)制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液在四頸反應(yīng)器中，加入體積比為40～60∶1～4∶1～4∶1～3∶4～10的水、離子型乳化劑、緩沖劑、引發(fā)劑和功能化的苯乙烯單體，離子型乳化劑濃度為0.01-0.4g/ml、緩沖劑濃度為0.05-0.2g/ml、引發(fā)劑濃度為0.05-0.2g/ml；在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，再加入步驟(1)得到的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，溫度為50-90℃，反應(yīng)2-20小時(shí)，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液；所述的離子型乳化劑為十二烷基磺酸鈉；引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；緩沖劑為碳酸氫鈉。
(二)制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液(1)制備表面改性My(OH)2粉體用硫酸鎂或氯化鎂與氫氧化鈉為原料，硫酸鎂或氯化鎂與氫氧化鈉的摩爾比為1∶1～4，反應(yīng)溫度為20-60℃，得到My(OH)2粒子；再將表面修飾劑油酸或油酸鈉加入上述體系，表面修飾劑與My(OH)2粉體的質(zhì)量比為0.01∶1～0.2∶1，反應(yīng)0.5～4h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉體；(2)制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液在四頸反應(yīng)器中，加入體積比為40～60∶1～4∶1～4∶1～3∶4～10的水、離子型乳化劑、緩沖劑、引發(fā)劑和功能化的苯乙烯單體；離子型乳化劑濃度為0.01-0.4g/ml、緩沖劑濃度為0.05-0.2g/ml、引發(fā)劑濃度為0.05-0.2g/ml；在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，再加入改性的My(OH)2粉體，加熱反應(yīng)體系，溫度為50-90℃，反應(yīng)2-20小時(shí)，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液；所述的離子型乳化劑為十二烷基磺酸鈉；引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；緩沖劑為碳酸氫鈉。
本發(fā)明的一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制備方法，制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液和制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液。
用表面改性的二氧化硅粉體或My(OH)2粉體為原料，功能化的苯乙烯為聚合單體，得到的復(fù)合材料的包覆效果好，產(chǎn)率高達(dá)90％以上。無機(jī)粒子在復(fù)合材料中的相容性好，無團(tuán)聚現(xiàn)象，能夠在有機(jī)基質(zhì)中真正達(dá)到納米級(jí)分散。該復(fù)合材料具有無機(jī)材料和有機(jī)材料的雙重性能，在協(xié)同效應(yīng)下，可以提高復(fù)合產(chǎn)品的穩(wěn)定性和在有機(jī)相中的分散性、提高阻燃性。因此，本發(fā)明提供一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制備方法，制備的復(fù)合材料是一種具有阻燃特性的新型材料，可以作為納米涂料的添加劑。
本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.相容性好。無機(jī)粒子與有機(jī)聚合物之間無明顯的界面。
2.膠囊效率高。改性無機(jī)粒子改性率高，表面富含大量的雙鍵容易發(fā)生聚合反應(yīng)。膠囊效率可達(dá)90％以上。
3.整個(gè)反應(yīng)在水相中進(jìn)行，不會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境造成不良影響，具有重要的社會(huì)意義和廣闊的應(yīng)用前景。
4.粒徑均勻，粒度分布窄。復(fù)合材料的合成發(fā)生在水相，通過乳液聚合方法，可以控制聚合反應(yīng)生成復(fù)合粒子的形態(tài)、粒度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1制備改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、無水乙醇為原料，其摩爾比為1∶5∶5∶20，在30℃下反應(yīng)1h，得到二氧化硅粒子。在上述反應(yīng)乳液中滴入油酸，油酸與二氧化硅的質(zhì)量比為0.05∶1，繼續(xù)攪拌5h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉體。
實(shí)施例2制備改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、無水乙醇為原料，其摩爾比為1∶5∶5∶50，在40℃下反應(yīng)2h，得到二氧化硅粒子。在上述反應(yīng)乳液中滴入油酸，油酸與二氧化硅的質(zhì)量比為0.1∶1，繼續(xù)攪拌5h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉體。
實(shí)施例3制備改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、無水乙醇為原料，其摩爾比為1∶10∶5∶20，在30℃下反應(yīng)3h，得到二氧化硅粒子。在上述反應(yīng)乳液中滴入油酸，油酸與二氧化硅的質(zhì)量比為0.05∶1，繼續(xù)攪拌2h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉體。
實(shí)施例4制備改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、無水乙醇為原料，其摩爾比為1∶3∶5∶50，在30℃下反應(yīng)1h，得到二氧化硅粒子。在上述反應(yīng)乳液中滴入油酸，油酸與二氧化硅的質(zhì)量比為0.1∶1，繼續(xù)攪拌3h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉體。
實(shí)施例5制備改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、無水乙醇為原料，其摩爾比為1∶3∶6∶40，在40℃下反應(yīng)2h，得到二氧化硅粒子。在上述反應(yīng)乳液中滴入油酸，油酸與二氧化硅的質(zhì)量比為0.1∶1，繼續(xù)攪拌2h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉體。
實(shí)施例6制備改性My(OH)2，硫酸鎂和氫氧化鈉摩爾比為1∶1，在40℃水浴加熱，合成My(OH)2粒子；在上述反應(yīng)體系中加入油酸鈉，油酸鈉與My(OH)2粉體的質(zhì)量比為0.05∶1，反應(yīng)2h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉體。
實(shí)施例7制備改性My(OH)2，硫酸鎂和氫氧化鈉的摩爾比為1∶2，在40℃水浴加熱，合成My(OH)2粒子；在上述反應(yīng)體系中加入油酸鈉，油酸鈉與My(OH)2粉體的質(zhì)量比為0.05∶1，反應(yīng)2h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉體。
實(shí)施例8制備改性My(OH)2，硫酸鎂和氫氧化鈉的摩爾比為1∶2，在60℃水浴加熱，合成My(OH)2粒子；在上述反應(yīng)體系中加入油酸，油酸與My(OH)2粉體的質(zhì)量比為0.03∶1，反應(yīng)2h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉體。
實(shí)施例9制備改性My(OH)2，氯化鎂和氫氧化鈉的摩爾比為1∶3，在60℃水浴加熱，合成My(OH)2粒子；在上述反應(yīng)體系中加入油酸，油酸與My(OH)2粉體的質(zhì)量比為0.03∶1，反應(yīng)3h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉體。
實(shí)施例10制備改性My(OH)2，氯化鎂和氫氧化鈉的摩爾比為1∶1，在60℃水浴加熱，合成My(OH)2粒子；在上述反應(yīng)體系中加入油酸鈉，油酸鈉與My(OH)2粉體的質(zhì)量比為0.02∶1，反應(yīng)3h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉體。
實(shí)施例11制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2∶2∶1∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例1所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例12
制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為45∶2∶2∶1.5∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例1所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例13制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶3∶2∶1.5∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例1所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)6小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例14制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為50∶3∶2∶3∶10，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例1所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)6小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例15制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2∶2∶3∶10，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例1所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例16制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為45∶2∶2.5∶1.5∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例1所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)8小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例17制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2∶2∶3∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例1所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例18制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.15g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2∶2∶1.5∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例1所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)6小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例19制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.15g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶3∶2∶1.5∶8，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例2所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí)，反應(yīng)15小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例20制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.15g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶3∶2∶2∶8，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例2所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí)，反應(yīng)15小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例21制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.15g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2.5∶2∶1∶6，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例3所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)15小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例22制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2∶2∶1∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例2所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，反應(yīng)15小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例23
制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為45∶2∶2∶1.5∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例2所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，反應(yīng)8小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例24制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶3∶2∶1.5∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例3所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例25制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為50∶3∶2∶3∶10，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例3所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)15小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例26制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2∶2∶3∶10，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例4所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，反應(yīng)10小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例27制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為45∶2∶2.5∶1.5∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例4所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例28制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.15g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2∶2∶3∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例5所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)10小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例29制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.15g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶3∶2∶1.5∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例2所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到75℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例30制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.15g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶3∶2∶1.5∶8，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例3所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)6小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例31制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.15g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶3∶2∶2∶8，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例3所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，反應(yīng)8小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例32制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.15g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為40∶2∶2∶1∶6，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例4所得的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例33制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為50∶2∶2∶1∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例6所得的表面改性的My(OH)2粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例34
制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為50∶2∶3∶1∶6，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例6所得的表面改性的My(OH)2粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)10小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例35制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為50∶2∶2∶1∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例7所得的表面改性的My(OH)2粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，反應(yīng)8小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例36制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為50∶2∶3∶1∶8，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例7所得的表面改性的My(OH)2粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，反應(yīng)12小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例37制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸銨的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為50∶2∶2∶1∶5，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例8所得的表面改性的My(OH)2粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，反應(yīng)10小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液。
實(shí)施例38制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液，在500ml四頸瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸鈉的水溶液、0.1g/ml碳酸氫鈉的水溶液、0.2g/ml過硫酸鉀的水溶液、功能化的苯乙烯單體，其體積比為50∶2∶3∶1∶8，通氮?dú)獾臈l件下，加入實(shí)施例8所得的表面改性的My(OH)2粉體，加熱反應(yīng)體系，當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，反應(yīng)6小時(shí)后，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液。
權(quán)利要求
1.一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制各方法，所述的具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液為聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液，其特征在于，步驟和條件為(1)制備表面改性二氧化硅粉體用正硅酸乙酯、水、氨水、無水乙醇為原料，Mol比為1∶1～10∶2～8∶20～60，反應(yīng)溫度為20～50℃，得到二氧化硅粒子；將油酸加入反應(yīng)體系，油酸與二氧化硅粉體的質(zhì)量比為0.01∶1～0.2∶1，反應(yīng)0.5～5h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的二氧化硅粉體；(2)制備聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液在四頸反應(yīng)器中，加入體積比為40～60∶1～4∶1～4∶1～3∶4～10的水、離子型乳化劑、緩沖劑、引發(fā)劑和功能化的苯乙烯單體，離子型乳化劑濃度為0.01-0.4g/ml、緩沖劑濃度為0.05-0.2g/ml、引發(fā)劑濃度為0.05-0.2g/ml；在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，再加入步驟(1)得到的表面改性的二氧化硅粉體，加熱反應(yīng)體系，溫度為50-90℃，反應(yīng)2-20小時(shí)，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的納米復(fù)合材料乳液；所述的離子型乳化劑為十二烷基磺酸鈉；引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；緩沖劑為碳酸氫鈉。
2.一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制備方法，所述的具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液為聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液，其特征在于，步驟和條件為(1)制備表面改性My(OH)2粉體用硫酸鎂或氯化鎂與氫氧化鈉為原料，硫酸鎂或氯化鎂與氫氧化鈉的摩爾比為1∶1～4，反應(yīng)溫度為20-60℃，得到My(OH)2粒子；再將表面修飾劑油酸或油酸鈉加入上述體系，表面修飾劑與My(OH)2粉體的質(zhì)量比為0.01∶1～0.2∶1，反應(yīng)0.5～4h，將產(chǎn)物反復(fù)離心/洗滌三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉體；(2)制備聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液在四頸反應(yīng)器中，加入體積比為40～60∶1～4∶1～4∶1～3∶4～10的水、離子型乳化劑、緩沖劑、引發(fā)劑和功能化的苯乙烯單體；離子型乳化劑濃度為0.01-0.4g/ml、緩沖劑濃度為0.05-0.2g/ml、引發(fā)劑濃度為0.05-0.2g/ml；在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，再加入改性的My(OH)2粉體，加熱反應(yīng)體系，溫度為50-90℃，反應(yīng)2-20小時(shí)，完成聚合反應(yīng)，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的納米復(fù)合材料乳液；所述的離子型乳化劑為十二烷基磺酸鈉；引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；緩沖劑為碳酸氫鈉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有阻燃特性的納米涂料添加劑乳液的制備方法。在水溶液中，用改性的無機(jī)粒子作為"種子"，加入乳化劑、緩沖劑、功能化的苯乙烯單體，在一定溫度下，引發(fā)聚合反應(yīng)體系，得到無機(jī)/有機(jī)納米復(fù)合材料乳液。本發(fā)明的納米涂料添加劑乳液的制備方法具有普適性。該復(fù)合材料具有阻燃特性，可以用作涂料的添加劑，改善涂料的功效和性能，提高產(chǎn)品附加值。
文檔編號(hào)C08K7/06GK1978556SQ20061016321
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者牛利, 丁雪峰, 丁萬君, 許曉宇, 張齊賢, 王曉丹 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所