本發(fā)明涉及綠色涂料領(lǐng)域，具體涉及一種綠色環(huán)保阻燃型防水涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著國家環(huán)保體制的日益完善和人們的環(huán)保意識的不斷深入，環(huán)保涂料必是大勢所趨。溶劑型或油性涂料則具有強(qiáng)烈的刺鼻氣味，且易燃、易爆，施工及運(yùn)輸過程中一旦操作不慎，后果不堪設(shè)想。而且傳統(tǒng)涂料比較單一，功能不健全。而綠色環(huán)保涂料無毒無害，不污染環(huán)境且不會危害人體健康。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，用于改善水性涂料阻燃性能通常會加入一些阻燃型的小分子有機(jī)物和無機(jī)物，比如氫氧化鎂、氫氧化鈣、聚磷酸銨等，這些小分子材料雖然能夠降低涂料的可燃性，但是由于相容性的問題，導(dǎo)致其在潮濕的環(huán)境中使用的過程中，很容易從漆膜的內(nèi)部析出，長此以往，就導(dǎo)致涂料的防火性能急劇的下降。此外，還有一些阻燃劑如dopo、磷酸鹽等，會在有水的環(huán)境中水解，一方面降低了涂料的阻燃性能；另一方面其水解后的產(chǎn)物，會與涂膜發(fā)生反應(yīng)，降低涂料涂膜的性能，影響涂料的后續(xù)使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種綠色環(huán)保阻燃型防水涂料及其制備方法。

2、本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種綠色環(huán)保阻燃型防水涂料，按照重量份數(shù)計(jì)算，包括：

4、80-120份水性環(huán)氧樹脂乳液、36-58份阻燃填充劑、1-3份分散劑、0.2-2份消泡劑、0.5-1.5份流平劑、40-60份水性固化劑和35-55份去離子水。

5、優(yōu)選地，所述水性環(huán)氧樹脂乳液為ype-20we0254，廠家為上海元邦樹脂制造有限公司，固含量為52±2％，環(huán)氧當(dāng)量是500-540g/mol，轉(zhuǎn)子粘度是1000-5000cp/(30℃，30rpm)。

6、優(yōu)選地，所述分散劑為byk-180。

7、優(yōu)選地，所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑byk-024。

8、優(yōu)選地，所述流平劑為byk-333。

9、優(yōu)選地，所述水性固化劑為水溶性的改性聚酰胺環(huán)氧固化劑，型號為ab-hgc-w60，廠家為浙江安邦新材料發(fā)展有限公司。

10、優(yōu)選地，所述阻燃填充劑為阻燃二硅化鈦粉末，制備方法包括：

11、s1、稱取2,5-二(氨基甲基)呋喃和聚磷酸銨在乙醇的水溶液內(nèi)回流反應(yīng)，制備得到改性聚磷酸銨；

12、s2、稱取二硅化鈦粉末在堿性溶液內(nèi)進(jìn)行熱處理，制備得到純化二硅化鈦粉末；

13、s3、將純化二硅化鈦粉末與γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷在水溶液內(nèi)升溫反應(yīng)，制備得到環(huán)氧基二硅化鈦粉末；

14、s4、將環(huán)氧基二硅化鈦粉末與改性聚磷酸銨在有機(jī)溶劑內(nèi)混合，然后升溫反應(yīng)，制備得到阻燃二硅化鈦粉末。

15、優(yōu)選地，所述s1步驟具體包括：

16、s1、稱取乙醇和去離子水混合均勻后，轉(zhuǎn)入至回流冷凝設(shè)置內(nèi)，通入惰性氣體作為保護(hù)氣，依次加入2,5-二(氨基甲基)呋喃和聚磷酸銨，在攪拌的條件下，逐漸升溫至回流狀態(tài)，保溫回流反應(yīng)3-6h，過濾除去溶劑，使用無水乙醇沖洗三次，干燥后，得到改性聚磷酸銨。

17、更優(yōu)選地，所述s1中，2,5-二(氨基甲基)呋喃、聚磷酸銨、乙醇和去離子水的質(zhì)量之比是1.26-1.58:2.5-3:30-50:1-5。

18、更優(yōu)選地，所述s1中，聚磷酸銨的聚合度為50-100g/mol。

19、優(yōu)選地，所述s2步驟具體包括：

20、s2、稱取二硅化鈦粉末置于氫氧化鈉溶液內(nèi)，超聲均勻化處理之后，倒入燒瓶內(nèi)，在40-50℃下攪拌處理1-3h，之后離心收集固體產(chǎn)品，使用蒸餾水洗滌至中性后，在烘箱內(nèi)干燥，得到純化二硅化鈦粉末。

21、更優(yōu)選地，所述s2中，二硅化鈦粉末的粒徑是50-100μm，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度是0.05-0.5mol/l。

22、更優(yōu)選地，所述s2中，二硅化鈦粉末和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量之比是1:15-25。

23、優(yōu)選地，所述s3步驟具體包括：

24、s3、將純化二硅化鈦粉末與γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合在去離子水內(nèi)，升溫至50-60℃，攪拌6-10h之后，離心收集固體產(chǎn)物，使用蒸餾水沖洗三次后，在烘箱內(nèi)干燥，得到環(huán)氧基二硅化鈦粉末。

25、更優(yōu)選地，所述s3中，純化二硅化鈦粉末、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和去離子水的質(zhì)量之比是1:0.21-0.3:10-20。

26、優(yōu)選地，所述s4步驟具體包括：

27、s4、將環(huán)氧基二硅化鈦粉末分散在n,n-二甲基甲酰胺內(nèi)，超聲作用下均勻化，然后加入改性聚磷酸銨，通入惰性氣體作為保護(hù)氣，在常溫下攪拌均勻后，升溫至60-70℃，攪拌反應(yīng)2-6h之后，離心收集固體產(chǎn)物，使用蒸餾水沖洗三次，干燥后，得到阻燃二硅化鈦粉末。

28、更優(yōu)選地，所述s4中，環(huán)氧基二硅化鈦粉末、改性聚磷酸銨和n,n-二甲基甲酰胺的質(zhì)量之比是1:0.42-0.56:15-25。

29、第二方面，本發(fā)明提供一種綠色環(huán)保阻燃型防水涂料的制備方法，包括：

30、(1)依次稱取水性環(huán)氧樹脂乳液、去離子水、阻燃填充劑、分散劑、消泡劑、流平劑混合，每次添加成分時，需要將當(dāng)前混合均勻再加入下一個成分，全部混合均勻后，得到混合液；

31、(2)再稱取水性固化劑加入至混合液中，充分?jǐn)嚢柚螅玫剿璺浪苛稀?/p>

32、本發(fā)明的有益效果為：

33、1、聚磷酸銨(app)作為一種同時含有氮和磷的阻燃劑，具有低煙、低毒和熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，但是其應(yīng)用于水性涂料中時很容易受到外界環(huán)境影響而析出。針對于此，本發(fā)明通過對聚磷酸銨進(jìn)行改性處理，然后結(jié)合二硅化鈦粉末制備得到了阻燃二硅化鈦粉末。阻燃二硅化鈦粉末在本發(fā)明中同時作為阻燃劑和填充劑，不僅對于涂料的阻燃性有較大的提升，還增強(qiáng)了涂料的抗沖擊性以及黏結(jié)性能，使其滿足標(biāo)準(zhǔn)gb?12441-2018《飾面型防火涂》的規(guī)定要求。

34、2、本發(fā)明的阻燃二硅化鈦粉末的制備原理為：先使用含有呋喃基團(tuán)和雙氨基基團(tuán)的2,5-二(氨基甲基)呋喃與聚磷酸銨在乙醇溶液的條件下發(fā)生離子交換反應(yīng)，2,5-二(氨基甲基)呋喃的一個氨基固定在聚磷酸銨的表面，從而得到2,5-二(氨基甲基)呋喃改性的聚磷酸銨；之后將純化后的二硅化鈦粉末使用環(huán)氧基偶聯(lián)劑(γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)進(jìn)行表面處理，得到含有環(huán)氧基的二硅化鈦粉末；然后將環(huán)氧基二硅化鈦粉末和改性聚磷酸銨在有機(jī)溶劑內(nèi)混合熱反應(yīng)，利用環(huán)氧基與氨基的結(jié)合反應(yīng)，將改性聚磷酸銨固定在二硅化鈦粉末的表面，最終得到阻燃二硅化鈦粉末。

35、3、本發(fā)明制備阻燃二硅化鈦粉末的過程中，對于二硅化鈦粉末的純化，使用氫氧化鈉溶液進(jìn)行熱處理，不僅能夠起到純化作用，還能夠起到進(jìn)一步的表面活化作用。

36、4、本發(fā)明制備阻燃二硅化鈦粉末的過程中，在聚磷酸銨的基礎(chǔ)上引入含有氨基的呋喃化合物，提高了分子量的同時還提升了其氮含量，同時呋喃基團(tuán)的熱穩(wěn)定性和良好的成炭性也增強(qiáng)了聚磷酸銨的阻燃性能。

37、5、本發(fā)明制備阻燃二硅化鈦粉末的過程中，聚磷酸銨通過2,5-二(氨基甲基)呋喃連接固定在二硅化鈦的表面。二硅化鈦的表面先經(jīng)過環(huán)氧基改性，然后與含有氨基的改性聚磷酸銨發(fā)生交聯(lián)結(jié)合，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包覆在二硅化鈦的表面，在此過程中改性聚磷酸銨也隨著網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包裹在二硅化鈦的表面，從而使得膨脹性碳層更加地連續(xù)和致密，從而提升了其阻燃性。

38、6、本發(fā)明制備的阻燃二硅化鈦粉末含有豐富的有機(jī)活性基團(tuán)，更加有利于與水性環(huán)氧樹脂乳液的結(jié)合，從而使得阻燃填充劑的分散更加均勻且穩(wěn)定，對于涂料的力學(xué)性能、耐熱性和防水性都有所增強(qiáng)。