一种金属‑硅溶胶膨胀阻燃涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属‑硅溶胶膨胀阻燃涂层及其制备方法，将硅烷偶联剂、金属化合物及H2O混合反应得到金属‑硅溶胶，溶解于丙烯酸中，加入环氧丙烯酸树脂与光引发剂，得到涂料，将涂料均匀涂布制备涂层，光照固化成膜，即得金属‑硅溶胶膨胀阻燃涂层，具有较高的膨胀阻燃性能和良好实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层及其制备方法
本专利技术涉及一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层及其制备方法。
技术介绍
膨胀型阻燃剂是继含卤阻燃剂以来一种新型的、高效的、环保的阻燃剂，具有低毒、少烟的特点，是近年来应用最广泛的防火涂料品种。其中，硅系阻燃剂是一种优良的阻燃剂，能够赋予阻燃涂料良好的机械性能、耐热性能以及在环境方面的保护效果，但硅系阻燃剂在阻燃方面也有很多的缺点，目前，为了弥补这方面的不足，需要对其进行改性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层及其制备方法，制得的金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层具有较高的膨胀阻燃性能和良好实用性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层的制备方法，包括：1)将硅烷偶联剂、金属化合物及H2O混合均匀，调节溶液的pH值为1～2后，14～16min内升温到45～55℃，再继续反应1.5～2.5h后，产物减压抽滤即得金属-硅溶胶；所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.0015～0.24：0.02～0.03；2)将步骤1)中得到的金属-硅溶胶与丙烯酰胺、丙烯酸混合均匀后，加入环氧丙烯酸树脂与光引发剂，混合均匀得到涂料；所述金属-硅溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为0.18～4.5：0.4～3.5:0.4～2.5:1.4～7:0.10～0.85；将所述涂料均匀涂布于清洁干燥的玻璃板上，光照固化，即得金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层。一实施例中：所述步骤1)中，金属化合物为ZnCl2，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.06～0.07：0.02～0.03，制得Zn-Si溶胶；所述步骤2)中，Zn-Si溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为0.28～3.5：1.5～3:0.8～1.2:3.8～6.8：0.11～0.45。一实施例中：所述步骤1)中，金属化合物为ZnCl2，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.06～0.07：0.02～0.03，制得Zn-Si溶胶；所述步骤2)中，Zn-Si溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为1.4～1.6：1.8～2.2:0.9～1.1:5.4～5.6:0.38～0.42。一实施例中：所述步骤1)中，金属化合物为SnCl4·5H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.04～0.05：0.02～0.03，制得Sn-Si溶胶；所述步骤2)中，Sn-Si溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为0.4～4.5：1.8～2.2:0.8～1.2:2.5～7：0.1～0.45。一实施例中：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.005～0.025：0.02～0.03，制得Al-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为MnCl2·4H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.005～0.015：0.02～0.03，制得Mn-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为La(NO3)3·6H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.004～0.006：0.02～0.03，制得La-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为NaH2PO4·2H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.01～0.03：0.02～0.03，制得Na-Si溶胶。一实施例中：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O和ZnCl2，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.01～0.02：0.02～0.03，且AlCl3·6H2O和ZnCl2之摩尔比为0.003～0.005：0.01～0.012，制得Al-Zn-Si溶胶；所述步骤2)中，Al-Zn-Si溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为0.8～3.2：1.8～3.2:0.8～1.7:3～6.5：0.1～0.45。一实施例中：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O和NaH2PO4·2H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.005～0.015：0.02～0.03，且AlCl3·6H2O和NaH2PO4·2H2O之摩尔比为0.002～0.003：0.007～0.008，制得Al-Na-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O和MnCl2·4H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.01～0.015：0.02～0.03，且AlCl3·6H2O和MnCl2·4H2O之摩尔比为0.003～0.005：0.007～0.009，制得Al-Mn-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为ZnCl2和SnCl4·5H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.07～0.095：0.02～0.03，且ZnCl2和SnCl4·5H2O之摩尔比为0.06～0.07：0.005～0.03，制得Zn-Sn-Si溶胶。一实施例中：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O、ZnCl2和SnCl4·5H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.01～0.02：0.02～0.03，且AlCl3·6H2O、ZnCl2和SnCl4·5H2O之摩尔比为0.002～0.004：0.008～0.01：0.002～0.004，制得Al-Zn-Sn-Si溶胶；所述步骤2)中，Al-Zn-Sn-Si溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为1.4～3.2：0.8～2.2:0.4～1.2:2～5.5：0.1～0.35。一实施例中：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O、SnCl4·5H2O和Na2SiO3，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.02～0.03：0.02～0.03，且AlCl3·6H2O、NaH2PO4·2H2O和Na2SiO3之摩尔比为0.002～0.004：0.005～0.007：0.01～0.02，制得Si-Na-Al-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O、ZnCl2和Ni(NO3)2·6H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.01～0.02：0.02～0.03，且AlCl3·6H2O、ZnCl2和Ni(NO3)2·6H2O之摩尔比为0.002～0.004：0.005～0.007：0.005～0.007，制得Al-Zn-Ni-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O、SnCl4·5H2O和N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属‑硅溶胶膨胀阻燃涂层的制备方法，其特征在于：包括：1)将硅烷偶联剂、金属化合物及H2O混合均匀，调节溶液的pH值为1～2后，14～16min内升温到45～55℃，再继续反应1.5～2.5h后，产物减压抽滤即得金属‑硅溶胶；所述硅烷偶联剂KH‑570、金属化合物、H20的摩尔比为0.04～0.06：0.0015～0.24：0.02～0.03；2)将步骤1)中得到的金属‑硅溶胶与丙烯酰胺、丙烯酸混合均匀后，加入环氧丙烯酸树脂与光引发剂，混合均匀得到涂料；所述金属‑硅溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为0.18～4.5：0.4～3.5:0.4～2.5:1.4～7:0.10～0.85；将所述涂料均匀涂布于清洁干燥的玻璃板上，光照固化，即得金属‑硅溶胶膨胀阻燃涂层。

【技术特征摘要】
1.一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层的制备方法，其特征在于：包括：1)将硅烷偶联剂KH-570、金属化合物及H2O混合均匀，调节溶液的pH值为1～2后，14～16min内升温到45～55℃，再继续反应1.5～2.5h后，产物减压抽滤即得金属-硅溶胶；所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.0015～0.24：0.02～0.03；2)将步骤1)中得到的金属-硅溶胶与丙烯酰胺、丙烯酸混合均匀后，加入环氧丙烯酸树脂与光引发剂，混合均匀得到涂料；所述金属-硅溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为0.18～4.5：0.4～3.5:0.4～2.5:1.4～7:0.10～0.85；将所述涂料均匀涂布于清洁干燥的玻璃板上，光照固化，即得金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层。2.根据权利要求1所述的一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，金属化合物为ZnCl2，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.06～0.07：0.02～0.03，制得Zn-Si溶胶；所述步骤2)中，Zn-Si溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为0.28～3.5：1.5～3:0.8～1.2:3.8～6.8：0.11～0.45。3.根据权利要求1所述的一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，金属化合物为ZnCl2，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.06～0.07：0.02～0.03，制得Zn-Si溶胶；所述步骤2)中，Zn-Si溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为1.4～1.6：1.8～2.2:0.9～1.1:5.4～5.6:0.38～0.42。4.根据权利要求1所述的一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，金属化合物为SnCl4·5H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.04～0.05：0.02～0.03，制得Sn-Si溶胶；所述步骤2)中，Sn-Si溶胶、丙烯酰胺、丙烯酸、环氧丙烯酸树脂、光引发剂的质量比为0.4～4.5：1.8～2.2:0.8～1.2:2.5～7：0.1～0.45。5.根据权利要求1所述的一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.005～0.025：0.02～0.03，制得Al-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为MnCl2·4H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.005～0.015：0.02～0.03，制得Mn-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为La(NO3)3·6H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.004～0.006：0.02～0.03，制得La-Si溶胶；或：所述步骤1)中，金属化合物为NaH2PO4·2H2O，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.01～0.03：0.02～0.03，制得Na-Si溶胶。6.根据权利要求1所述的一种金属-硅溶胶膨胀阻燃涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，金属化合物为AlCl3·6H2O和ZnCl2，所述硅烷偶联剂KH-570、金属化合物、H2O的摩尔比为0.04～0.06：0.01～0.02：0.02～0.03，且AlCl3·6H2O和ZnCl2之摩尔比为0.003～0.005：0.01～0.012，制得Al-Zn-Si溶胶；所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，傅丽君，
申请(专利权)人：莆田学院，
类型：发明
国别省市：福建;35