一種水性阻燃涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種涂料，具體來說是一種水性阻燃涂料及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]水性涂料是目前涂料領(lǐng)域發(fā)展較快的一個方向。相對于溶劑型油漆涂料，水性涂料以水作溶劑，節(jié)省大量有機溶劑，減少了碳排放，消除了施工時火災(zāi)危險性，改善了作業(yè)環(huán)境條件。水性涂料在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工，對多孔的天然基材如金屬、紡織品、紙張、皮革、木材等材質(zhì)表面適應(yīng)性優(yōu)越，涂層附著力強。水性涂料涂裝工具可用水清洗，大大減少清洗溶劑的消耗。
[0004]以前使用的含鹵素阻燃劑由于受熱燃燒時會產(chǎn)生有毒氣體，受到國家環(huán)保和消防法規(guī)日益嚴格的限制。發(fā)展具無鹵阻燃材料，進一步優(yōu)化阻燃性能，開發(fā)粘結(jié)性好、色度低、耐候性強、阻燃性能優(yōu)良、價格低、使用范圍廣泛的水性阻燃涂料具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水性阻燃涂料及其制備方法，所述的這種水性阻燃涂料及其制備方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的水性阻燃涂料由于含鹵素阻燃劑，受熱燃燒時會產(chǎn)生有毒氣體的技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明提供了一種水性阻燃涂料，由下列重量份的原料制成:
甲基丙烯酸-β -羥乙酯單磷酸酯 0.01-10份，
氫氧化鋁1-30份，
滑石粉1-15份，
甲基丙烯酸甲酯5-15份，
丙烯酸乙酯5-20份，
丙烯酸丁酯2-15份，
苯乙烯0-15份，
醋酸乙烯1-25份，
丙烯酸羥丙酯1-10份，
引發(fā)劑0.1-3份，
助劑0.5-4份，
氨水0_5份，
水30-100 份。
[0008]進一步的，所述的氫氧化鋁和滑石粉均為微米級。
[0009]進一步的，所述的引發(fā)劑主要是但不限于水溶性的過氧化物及其組成的氧化還原自由基引發(fā)體系。
[0010]進一步的，所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉等過氧化物中的任意一種，或者其中任意一種與硫代硫酸銨、硫代硫酸鉀、硫代硫酸鈉等還原劑中任意一種所組成的混合引發(fā)體系。單一的或者兩種混合的引發(fā)體系均應(yīng)采用新鮮配制的水溶液使用。
[0011]進一步的，所述的助劑為陰離子型乳化劑、非離子型乳化劑或者前兩者的混合物。
[0012]進一步的，所述的陰離子型乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、雙十二烷基苯基醚二磺酸鈉、或者十八烷基磺酸鈉，所述的非離子性乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚、或者脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0013]進一步的，所述的非離子性乳化劑為壬基酚的聚氧乙烯醚、辛基酚的聚氧乙烯醚、或者月桂醇聚氧乙烯醚。
[0014]本發(fā)明還提供了上述的一種水性阻燃涂料的制備方法，包括如下步驟:
1)按照重量比稱取各反應(yīng)物質(zhì)；
2)一個制備乳液組分的步驟，將40?60%的甲基丙烯酸-β -羥乙酯單磷酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸羥丙酯、40?60%的助劑、50?80%的水投入反應(yīng)釜中，攪拌混合，加入氨水調(diào)節(jié)pH值到4-7之間，充分乳化分散，升溫至45?90°C，分批次投入引發(fā)劑，聚合完全后降溫到室溫，得到涂料的乳液組分；
3)一個制備阻燃組份的步驟，將氫氧化鋁、滑石粉、剩下的甲基丙烯酸羥乙酯單磷酸酯、剩下的助劑、剩下的水投入調(diào)制釜中，用高剪切分散機充分分散，得到分散的阻燃組分；
4)將乳液組分和阻燃組分混合，低速攪拌充分混合，即得到所述的水性阻燃涂料。
[0015]本發(fā)明的采用的甲基丙烯酸羥乙酯單磷酸酯在整個涂料體系中至少發(fā)揮下列三種但不限于下列三種作用之一:
(I)在丙烯酸類單體混和時起到乳液分散的作用，在乳液液滴表面形成一層可聚合的表面活性劑膜。
[0016](2)在氫氧化鋁分體分散時與氫氧化鋁發(fā)生部分反應(yīng)形成包覆結(jié)構(gòu)。
[0017](3)磷酸酯和磷酸鋁結(jié)構(gòu)的存在強化了涂料的協(xié)同阻燃性能。
[0018]本發(fā)明采用的助劑主要起潤濕、分散、乳化、穩(wěn)定等作用，發(fā)生作用的原理在于降低水相、無機粉體相、有機單體相的表面張力，并在兩相間形成穩(wěn)定的液膜，阻止顆粒在生產(chǎn)和存儲期間的長大或破乳。
[0019]本發(fā)明的一種水性阻燃涂料在應(yīng)用時，可以采用噴涂、淋涂、刷涂等方式涂布于紡織品上，然后需要在150 °C? 200 °C高溫下，保溫5分鐘到I小時進行涂膜的固化。上述的高溫固化工藝既可以是間歇分批地固化工藝，也可以是連續(xù)式固化工藝。典型的連續(xù)式固化生產(chǎn)線包含料桶、滾涂機或者淋涂機、自動的隧道窯。
[0020]本發(fā)明通過在丙烯酸酯類單體乳液聚合和氫氧化鋁阻燃劑分散的過程中引入具有阻燃效果的甲基丙烯酸-羥乙酯單磷酸酯，使得阻燃劑的分布更加均勻并與氫氧化鋁阻燃劑形成協(xié)同阻燃效應(yīng)。丙烯酸酯類單磷酸酯還是一種常用的附著力促進劑，尤其對于金屬、天然紡織品、木器、皮革、紙張等多孔天然材料具有非常優(yōu)異的粘附力，整個涂料價格低，適應(yīng)范圍廣。
[0021]本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進步是顯著的。本發(fā)明添加甲基丙烯酸羥乙酯單磷酸酯，不僅能夠和氫氧化鋁產(chǎn)生協(xié)同阻燃性能，而且使阻燃劑和乳液有機核形成化學(xué)連接，使乳液更加均勻穩(wěn)定，應(yīng)用于金屬、紡織品、紙張、木制品等表層后，得到的涂料粘結(jié)性好、色度低、耐候性強、阻燃性能優(yōu)良、價格低，使用范圍廣泛。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]下面通過具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0024]實施例1
一種水性阻燃涂料，由下列重量份的原料制成，甲基丙烯酸-羥乙酯單磷酸酯2份、氫氧化鋁20份、滑石粉10份、甲基丙烯酸甲酯5份、丙烯酸乙酯20份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯10份、醋酸乙烯5份、丙烯酸羥丙酯10份、過硫酸鉀I份、十二烷基苯磺酸鈉2份、氨水0-5份，、水100份。
[0025]一種水性阻燃涂料的制備方法為:
(I)將甲基丙烯酸-β -羥乙酯單磷酸酯I份、甲基丙烯酸甲酯5份、丙烯酸乙酯20份、丙烯酸丁酯15份、苯乙烯10份、醋