一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法技术

一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，涉及一种阻燃涂料制备方法，该阻燃涂料通过将红藻基生物质与三聚氰胺（MEL）连接做成微胶囊包覆纳米金属氢氧化物与聚磷酸铵（APP）接枝，再与水性环氧树脂复合而成。本发明专利技术将聚乙烯醇（PVA）氧化连接卡拉胶与三聚氰胺并通过反向乳液聚合的方式，对纳米金属氢氧化物（Me(OH)X）进行包覆处理，在壳层外围接枝聚磷酸铵，与环氧树脂复合而成。本发明专利技术无机阻燃剂与膨胀阻燃剂连接为一个整体，提高了阻燃剂的整体热稳定，充分发挥了各组分的协同阻燃特点，提高了阻燃剂的阻燃效率，采用红藻基生物质材料改性微胶囊壳层，增加了阻燃剂与涂料基体的相容性。

Preparation of a red algae-based biomass flame retardant coating

A preparation method of a red algae based biomass flame retardant coating relates to a preparation method of a flame retardant coating. The flame retardant coating is prepared by connecting red algae based biomass with melamine (MEL) to form a microcapsule coated nano metal hydroxide grafted with ammonium polyphosphate (APP) and then compounded with waterborne epoxy resin. In this invention, polyvinyl alcohol (PVA) is oxidized to connect carrageenan with melamine, and by means of reverse emulsion polymerization, nano metal hydroxide (Me (OH) X) is coated and treated, and ammonium polyphosphate is grafted on the outside of the shell, and is combined with epoxy resin. The inorganic flame retardant and the intumescent flame retardant are connected as a whole, which improves the overall thermal stability of the flame retardant, gives full play to the synergistic flame retardant characteristics of each component, improves the flame retardant efficiency of the flame retardant, uses red algae-based biomass material to modify the microcapsule shell, and increases the compatibility between the flame retardant and the coating matrix.

【技术实现步骤摘要】
一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法
本专利技术涉及一种阻燃涂料制备方法种，特别是涉及一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法。
技术介绍
高分子材料与人们的生产生活有着紧密联系，带来方便的同时也带来危险。其易燃、易引发火灾的特性严重威胁了人们的生命财产安全。使用防火涂层涂覆于材料基体表面，以达到发生火灾时保护基体材料是目前最常用的一种手段。金属氢氧化物阻燃剂因无卤、抑烟、环保，阻燃效率高，在涂层中添加金属氢氧化物阻燃剂制备防火涂层是一种常见手段，但是金属氢氧化物的添加比例高，与涂层相容性差，大大限制了其应用范围。膨胀阻燃剂近些年的发展迅速，尤其是生物质基膨胀阻燃剂更是时下研究热点。然而真正用于防火涂层的膨胀阻燃剂却不多，主要原因是膨胀阻燃剂中酸源成分聚磷酸铵易吸潮团聚，易迁徙，大大影响膨胀阻燃剂的阻燃效率。微胶囊包覆技术已经日渐成熟，但是对金属氢氧化物阻燃剂进行包覆处理还不多见，因此，利用微胶囊包覆技术处理金属氢氧化物阻燃剂，与膨胀阻燃剂协效是一个阻燃剂的一个发展新思路，对增加阻燃剂的阻燃抑烟效率，提高与涂层的相容性都具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，该涂料的制备方法能有效提高水性基体涂料的阻燃性，改善金属氢氧化物阻燃剂在涂层基体中的相容性，提高膨胀阻燃剂的分散性和阻燃抑烟效率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，该阻燃涂料通过将红藻基生物质与三聚氰胺连接做成微胶囊包覆纳米金属氢氧化物与聚磷酸铵接枝，再与水性环氧树脂复合而成，具体合成步骤如下：步骤一：将10-15g聚乙烯醇，5-8g三聚氰胺溶于30-50ml蒸馏水，加入500ml三口瓶中，用质量分数5%的盐酸溶液调节溶液PH为4-5，升温至85-95℃，300-400r/min搅拌2-3h；用10%碳酸钠溶液调节PH为7-8，加入氧化剂，反应0.5-1h后；用蒸馏水在4000-5000r/min条件下，离心洗涤3-5次，50-70℃烘干12h，得到氧化聚乙烯醇改性的三聚氰胺（PMEL）；步骤二：配置20-30ml质量分数3%的红藻基生物质溶液，加入1.2-1.8BMEL，0.6-1g的纳米金属氢氧化物，10-15ml质量分数1%的十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后，倒入200-300ml有机油相，用高速乳化机在8000-12000r/min条件下，乳化5-10min。将乳液倒入1000ml三口瓶中，300-400r/min搅拌4-6h；用蒸馏水在4000-5000r/min条件下，离心洗涤3-5次，50-70℃烘干12h，得到纳米金属氢氧化物微胶囊（BMEL/Me(OH)X）；步骤三：将3-5gBMEL/Me(OH)X，6-10g聚磷酸铵溶于120-150ml水中，加入500ml三口瓶中，升温至55-65℃，300-400r/min搅拌0.5-1h；将5-8g五氧化二磷分4-6次加入到三口瓶中，300-400r/min搅拌3-3.5h；用蒸馏水在4000-5000r/min条件下，离心洗涤3-5次，50-70℃烘干12h，得到聚磷酸铵接枝纳米金属氢氧化物微胶囊（APP-BMEL/Me）；步骤四：取15-25gAPP-BMEL/Al(OH)2，30-50ml水和75-85g水性环氧树脂混合，200-350r/min搅拌5-10min即可。所述的一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，所述氧化剂为PCC试剂。所述的一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，所述红藻基生物质为海萝胶、琼胶或卡拉胶。所述的一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，所述纳米金属氢氧化物为纳米氢氧化铝或纳米氢氧化镁。所述的一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，所述有机相为正丁醇、煤油或环乙烷。所述的一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，所述的聚磷酸铵为I型或II型。所述的一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，所述的水性环氧树脂为水性环氧树脂为828水性环氧树脂、862水性环氧树脂、3522-W-60A水性环氧树脂或3540-WY-55A水性环氧树脂。本专利技术的优点与效果是：本专利技术制备的新型红藻基生物质阻燃涂料，通过将红藻基生物质与三聚氰胺连接做成微胶囊包覆纳米金属氢氧化物与聚磷酸铵接枝，再与水性环氧树脂复合而成。对金属氢氧化物阻燃剂进行微胶囊包覆处理，改善了其与涂层基体的相容性；利用红藻基生物质材料对三聚氰胺改性制备微胶囊，解决了以三聚氰胺等有机树脂制备的微胶囊水溶性差的缺点；将微胶囊与聚磷酸铵接枝，克服了聚磷酸铵易团聚迁徙的不足；将金属氢氧化物阻燃剂与膨胀阻燃剂结合，制备新型阻燃剂，提高了阻燃剂的热稳定性，增高了阻燃剂的阻燃抑烟效率。本专利技术制备的新型红藻基生物质阻燃涂料，将阻燃剂各个成分结合为一个整体，更好的发挥了组分间的协同作用；新型红藻基生物质阻燃涂料对环境友好，添加量少，使用范围广。附图说明图1为红藻基生物质阻燃剂合成机理图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。实施例一种新型红藻基生物质阻燃涂料及其制备方法，其特征在于，所述方法为该阻燃涂料通过将红藻基生物质与三聚氰胺连接做成微胶囊包覆纳米金属氢氧化物与聚磷酸铵接枝，再与水性环氧树脂复合而成，具体合成步骤如下：步骤一：将12g聚乙烯醇，6g三聚氰胺溶于40ml蒸馏水，加入500ml三口瓶中，用质量分数5%的盐酸溶液调节溶液PH为4.5，升温至90℃，300-400r/min搅拌2.5h。用10%碳酸钠溶液调节PH为7.5，加入氧化剂，反应0.5h后。用蒸馏水在4500r/min条件下，离心洗涤3次，60℃烘干12h，得到氧化聚乙烯醇改性的三聚氰胺（PMEL）。步骤二：配置25ml质量分数3%的红藻基生物质溶液，加入1.5BMEL，0.8g的纳米金属氢氧化物，12ml质量分数1%的十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后，倒入250ml有机油相，用高速乳化机10000r/min条件下，乳化8min。将乳液倒入1000ml三口瓶中，350r/min搅拌5h。用蒸馏水在4500r/min条件下，离心洗涤3次，60℃烘干12h，得到纳米金属氢氧化物微胶囊（BMEL/Me(OH)X）。步骤三：将4gBMEL/Me(OH)X，8g聚磷酸铵溶于130ml水中，加入三口瓶中，升温至60℃，350r/min搅拌0.5h。将6.5g五氧化二磷分5次加入到三口瓶中，350r/min搅拌3h。用蒸馏水在4500r/min条件下，离心洗涤3次，60℃烘干12h，得到聚磷酸铵接枝纳米金属氢氧化物微胶囊（APP-BMEL/Me）。步骤四：取20gAPP-BMEL/Al(OH)2，40ml水和80g水性环氧树脂混合，250r/min搅拌8min即可。表一是本专利技术实施例所制备涂层所得阻燃效果及力学性能指标，各项指标的检测依据如下标准：烟密度依据GB8323-2008来测定；极限氧指数根据GB2406-80对阻燃涂料进行测定；附着力测试采用PosiTestAT拉拔式附着力测试仪测试涂层力学性能。表一本专利技术与国内同类产品性能比较从表一可以看出，纯环氧树脂涂层几乎没有防火性能；Al(OH)2防火涂层阻燃抑烟性能优异，但是添加量太大，以至于附着力大大下降；膨胀阻燃剂防火涂层也具有良好的阻燃性能，但是抑烟效果较差，附着力变化较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，其特征在于，该阻燃涂料通过将红藻基生物质与三聚氰胺连接做成微胶囊包覆纳米金属氢氧化物与聚磷酸铵接枝，再与水性环氧树脂复合而成，具体合成步骤如下：步骤一：将10‑15g聚乙烯醇，5‑8g三聚氰胺溶于30‑50ml蒸馏水，加入500ml三口瓶中，用质量分数5%的盐酸溶液调节溶液PH为4‑5，升温至85‑95℃，300‑400r/min搅拌2‑3h；用10%碳酸钠溶液调节PH为7‑8，加入氧化剂，反应0.5‑1h后；用蒸馏水在4000‑5000r/min条件下，离心洗涤3‑5次，50‑70℃烘干12h，得到氧化聚乙烯醇改性的三聚氰胺（PMEL）；步骤二：配置20‑30ml质量分数3%的红藻基生物质溶液，加入1.2‑1.8 BMEL，0.6‑1g的纳米金属氢氧化物，10‑15ml质量分数1%的十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后，倒入200‑300ml有机油相，用高速乳化机在8000‑12000r/min条件下，乳化5‑10min；将乳液倒入1000ml三口瓶中，300‑400r/min搅拌4‑6h；用蒸馏水在4000‑5000r/min条件下，离心洗涤3‑5次，50‑70℃烘干12h，得到纳米金属氢氧化物微胶囊（BMEL/Me(OH)X）；步骤三：将3‑5g BMEL/Me(OH)X ，6‑10g聚磷酸铵溶于120‑150ml水中，加入500ml三口瓶中，升温至55‑65℃，300‑400r/min搅拌0.5‑1h；将5‑8g五氧化二磷分4‑6次加入到三口瓶中，300‑400r/min搅拌3‑3.5h；用蒸馏水在4000‑5000r/min条件下，离心洗涤3‑5次，50‑70℃烘干12h，得到聚磷酸铵接枝纳米金属氢氧化物微胶囊（APP‑BMEL/Me）；步骤四：取15 ‑ 25g APP‑BMEL/Al(OH)2，30‑50 ml水和75‑85 g水性环氧树脂混合，200 ‑ 350r/min搅拌5 ‑ 10min即可。...

【技术特征摘要】
1.一种红藻基生物质阻燃涂料制备方法，其特征在于，该阻燃涂料通过将红藻基生物质与三聚氰胺连接做成微胶囊包覆纳米金属氢氧化物与聚磷酸铵接枝，再与水性环氧树脂复合而成，具体合成步骤如下：步骤一：将10-15g聚乙烯醇，5-8g三聚氰胺溶于30-50ml蒸馏水，加入500ml三口瓶中，用质量分数5%的盐酸溶液调节溶液PH为4-5，升温至85-95℃，300-400r/min搅拌2-3h；用10%碳酸钠溶液调节PH为7-8，加入氧化剂，反应0.5-1h后；用蒸馏水在4000-5000r/min条件下，离心洗涤3-5次，50-70℃烘干12h，得到氧化聚乙烯醇改性的三聚氰胺（PMEL）；步骤二：配置20-30ml质量分数3%的红藻基生物质溶液，加入1.2-1.8BMEL，0.6-1g的纳米金属氢氧化物，10-15ml质量分数1%的十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后，倒入200-300ml有机油相，用高速乳化机在8000-12000r/min条件下，乳化5-10min；将乳液倒入1000ml三口瓶中，300-400r/min搅拌4-6h；用蒸馏水在4000-5000r/min条件下，离心洗涤3-5次，50-70℃烘干12h，得到纳米金属氢氧化物微胶囊（BMEL/Me(OH)X）；步骤三：将3-5gBMEL/Me(OH)X，6-10g聚磷酸铵溶于120-150ml水中，加入500ml三口瓶中，升...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，杨菲，张静，李龙，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21