一种环保阻燃的超疏水涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体涉及一种环保阻燃的超疏水涂料的制备方法，由以下原料按重量份制成：去离子水20‑60份；有机溶剂30‑50份；阻燃剂0.5‑10份；纳米有机硅烷2‑10份；增粘剂2‑20份；带有环氧基团或非饱和硅烷偶联剂0.5‑5份；催化剂0.01‑0.3份；所述阻燃剂包括按照质量比1:1～2.8的氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，氢氧化镁和氢氧化铝均经过钛酸酯偶联剂、硬脂酸或硬脂酸盐进行表面处理。本发明专利技术提供的环保阻燃的超疏水涂料，可应用到织物、家具、建材等领域，疏水结构可以起到防潮、防水、防尘、抗菌的效果，同时加入环保的阻燃成分，使得该涂层具有优异的阻燃的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种环保阻燃的超疏水涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料
，具体涉及一种环保阻燃的超疏水涂料的制备方法。
技术介绍
超疏水涂料可以应用到织物、家具、建材等领域，具有防潮、防水、防尘、抗菌的效果。但是通常这些领域都与人的生活息息相关，一旦发生火灾，迫切需要一种既具有阻燃性能，又具有超疏水的涂层材料，来降低火灾对人们生命和财产的危害。但是，在超疏水涂料中增加阻燃剂是非常困难的，一方面，阻燃剂的存在会破坏超疏水材料的纳微结构，从而降低疏水效果，另一方面，传统卤系的阻燃剂在火灾时会释放剧毒气体，进一步威胁人畜的生命安全。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种具有阻燃效果的环保超疏水涂料，具体的技术方案为：一种环保阻燃的超疏水涂料，由以下原料按重量份制成：去离子水20-60份；有机溶剂30-50份；阻燃剂0.5-10份；纳米有机硅烷2-10份；增粘剂2-20份；带有环氧基团或非饱和硅烷偶联剂0.5-5份；催化剂0.01-0.3份；所述阻燃剂包括按照质量比1:1～2.8的氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，氢氧化镁和氢氧化铝均经过钛酸酯偶联剂、硬脂酸或硬脂酸盐进行表面处理；所述氢氧化铝的纯度>99.8％，平均粒径为0.1～2.9um，且粒度分布在0.5～1.5um的颗粒占比在50％-85％，所述氢氧化镁的纯度>99.7％，平均粒径为0.2～4um，且粒度分布在0.8～2.0um的颗粒占比在50％～85％。进一步的，所述氢氧化铝的纯度>99.8％,平均粒径为0.1～2.9um，且粒度分布在0.5～1.5um的颗粒占比在50％-85％，所述氢氧化镁的纯度>99.7％，平均粒径为0.2～4um，且粒度分布在0.8～2.0um的颗粒占比在50％～85％。其中，所述纳米有机硅烷为含有甲基、乙基或长链烷基的硅烷。所述增粘剂为以下一种或多种组合：聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、环氧双酚A树脂。所述带有环氧基团或非饱和硅烷偶联剂为以下一种或多种组合：γ—(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。所述有机溶剂为选自下述组分中的一种或多种组合：甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁烷、己烷。所述催化剂为以下一种或多种组合二甲亚锡、甲苯磺酸-二丁基氧化锡、Pt-N(C2H5)3、二月桂酸二丁基锡、二丁基醋酸锡、辛酸亚锡。该环保阻燃的超疏水涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)将纳米有机硅烷加入离子水和有机溶剂的混合溶液中，采用超声30-60min或锆珠搅拌4-15小时；(2)升温至45-55℃，依次加入增粘剂和阻燃剂，搅拌至溶解或均匀分散；(3)加入催化剂和带有环氧基团或非饱和硅烷偶联剂，反应4小时后，升温至85℃，反应24小时即可得到超疏水纳米涂层溶液。该环保阻燃的超疏水涂料的粒径大小5-1000nm，固含量0.1-40％，厚度为1-20μm，水接触角115～165°。将环保阻燃的超疏水涂料通过粉刷、喷涂、浸涂等方式加载到使用器具的表面，室温下静置24小时以上或加温至60～100℃，烘干2～4小时即得到环保阻燃的超疏水涂层。本专利技术提供的环保阻燃的超疏水涂料，可应用到织物、家具、建材等领域，疏水结构可以起到防潮、防水、防尘、抗菌的效果，同时加入环保的阻燃成分，使得该涂层具有优异的阻燃的效果。具体实施方式结合实施例说明本专利技术的具体技术方案。实施例1将2g纳米甲基二甲氧基硅烷加入80g混合溶剂中，混合溶剂为水：乙醇＝6：4组成，超声60min，升温至45-55℃，依次加入5g增粘剂聚乙烯醇、阻燃剂1g氢氧化镁、1.5g氢氧化铝，搅拌至溶解或均匀分散。加入0.01g催化剂二丁基醋酸锡、3g硅烷偶联剂γ—(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，反应4小时后，升温至85℃，反应24小时，得到粒径大小50-200nm，固含量13％环保阻燃的超疏水涂料。将该涂料粉刷至厚度为5mm的木板表面，加温至60℃，烘干4小时。实施例2将2g纳米四乙氧基硅烷加入80g混合溶剂中，混合溶剂为水：乙醇＝6：4组成，超声60min，升温至45-55℃，依次加入5g增粘剂聚乙烯醇、阻燃剂1g氢氧化镁、2g氢氧化铝，搅拌至溶解或均匀分散。加入0.01g二甲亚锡、3g硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，反应4小时后，升温至85℃，反应24小时，得到粒径大小50-200nm，固含量14％环保阻燃的超疏水涂料。将该涂料粉刷至厚度为5mm的木板表面，加温至60℃，烘干4小时。实施例3将2g纳米三氟丙基三乙氧基硅烷加入80g混合溶剂中，混合溶剂为水：异丙醇＝5:5组成，超声60min，升温至45-55℃，依次加入5g增粘剂聚乙烯醇、阻燃剂1g氢氧化镁、1g氢氧化铝，搅拌至溶解或均匀分散。加入0.01g二甲亚锡、5g硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，反应4小时后，升温至85℃，反应24小时，得到粒径大小50-200nm，固含量16％环保阻燃的超疏水涂料。将该涂料粉刷至厚度为5mm的木板表面，加温至60℃，烘干4小时。对比例未处理的厚度为5mm的木板，不施加任何涂层。采用晟鼎SDC-350接触角测试仪测试表面水接触角，采用极限氧指数(LOI)仪测试氧指数，采用垂直燃烧试验仪测试阻燃等级。表1检测结果表面接触角(°)极限氧指数(LOI)阻燃等级对比例8521B3实施例112527.5B2实施例212827.5B2实施例316330B1由表1可以看出，3个实施例表面水接触角明显高于对比例，可以起到防潮、防污、防菌效果，另外，极限氧指数由21提升至27以上，阻燃等级也由B3易燃等级提升至B2或B1难燃等级,起到了阻燃的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保阻燃的超疏水涂料，其特征在于，由以下原料按重量份制成：去离子水 20‑60份；有机溶剂 30‑50份；阻燃剂 0.5‑10份；纳米有机硅烷 2‑10份；增粘剂 2‑20份；带有环氧基团或非饱和硅烷偶联剂 0.5‑5份；催化剂 0.01‑0.3份；所述阻燃剂包括按照质量比1:1～2.8的氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，氢氧化镁和氢氧化铝均经过钛酸酯偶联剂、硬脂酸或硬脂酸盐进行表面处理；所述氢氧化铝的纯度>99.8％，平均粒径为0.1～2.9um，且粒度分布在0.5～1.5um的颗粒占比在50％‑85％，所述氢氧化镁的纯度>99.7％，平均粒径为0.2～4um，且粒度分布在0.8～2.0um的颗粒占比在50％～85％。

【技术特征摘要】
1.一种环保阻燃的超疏水涂料，其特征在于，由以下原料按重量份制成：去离子水20-60份；有机溶剂30-50份；阻燃剂0.5-10份；纳米有机硅烷2-10份；增粘剂2-20份；带有环氧基团或非饱和硅烷偶联剂0.5-5份；催化剂0.01-0.3份；所述阻燃剂包括按照质量比1:1～2.8的氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，氢氧化镁和氢氧化铝均经过钛酸酯偶联剂、硬脂酸或硬脂酸盐进行表面处理；所述氢氧化铝的纯度>99.8％，平均粒径为0.1～2.9um，且粒度分布在0.5～1.5um的颗粒占比在50％-85％，所述氢氧化镁的纯度>99.7％，平均粒径为0.2～4um，且粒度分布在0.8～2.0um的颗粒占比在50％～85％。2.根据权利要求1所述的一种环保阻燃的超疏水涂料，其特征在于，所述氢氧化铝的纯度>99.8％，平均粒径为0.1～2.9um，且粒度分布在0.5～1.5um的颗粒占比在50％-85％，所述氢氧化镁的纯度>99.7％，平均粒径为0.2～4um，且粒度分布在0.8～2.0um的颗粒占比在50％～85％。3.根据权利要求1所述的一种环保阻燃的超疏水涂料，其特征在于，所述纳米有机硅烷为含有甲基、乙基或长链烷基的硅烷。4.根据权利要求1所述的一种环保阻燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红军，
申请(专利权)人：苏州浩纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32