一种防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防火涂料，其特征在于，包括如下重量份数的各原料：基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物40‑60份，氯唑磷/5'‑氯‑5'‑脱氧腺苷离子化共改性八对氨基苯基‑POSS 6‑10份，壳聚糖季铵盐3‑5份，填料10‑15份，偶联剂0.5‑1.5份，消泡剂0.5‑1份，润湿分散剂0.3‑0.8份，溶剂15‑20份。本发明专利技术还公开了所述防火涂料的制备方法。本发明专利技术公开的防火涂料综合性能优异，防火阻燃效果显著，对各种基材的粘附力大，干燥时间短，使用安全绿色环保，耐候性、防水性佳，使用寿命长。

A fire retardant coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种防火涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种防火涂料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着科学技术的不断进步及经济的飞速发展，人类生活水平显著提高，人们对改善家居环境、提高生活质量的愿望越来越强烈，对家居装饰装潢材料的性能要求也越来越高。涂料作为一种常见的家居装饰装潢材料，其在日常生活中的广泛使用给人们带来了舒适感和美观的视觉效果，给人们丰富多彩的生活添上了更多的色彩，同时也给人们的居家安全带来了威胁，因为在现代家装中各种易燃材料的使用越来越普遍，容易产生火灾。使用防火涂料是现有技术中常见的一种防火处理方法。这种防火处理方法的防火效果完全取决于防火涂料的性能。可见，综合性能优异的防火涂料的开发利用显得尤为重要。防火涂料是现代工程中应用最广、适应性最强、施工最为方便的建筑材料，在保障建筑物安全方面发挥了巨大的作用。随着人们生活品味的提高，人们对木质结构、钢结构等建筑材料更加青睐。而防火涂料对上述材料一方面具有涂饰美观作用，另一方面当发生火灾或受高温作用时，防火涂料对木材、钢结构具有良好的保护作用，是良好的阻燃防火隔热建筑材料。现有技术中的防火涂料通常是在普通涂料的配方中添加大量含卤素、氮、磷等阻燃剂来实现防火效果的，这类防火涂料随着大量阻燃剂的添加，势必会导致涂料综合性能下降，且添加的这些阻燃剂要么阻燃效果不理想，要么在燃烧时会产生有毒的刺激性气体且其作为废弃物易产生二次污染。除此之外，市面上的防火涂料还普遍存在着配方复杂，成本高，防火性能有待进一步提高，容易干裂，影响使用，抗冻性较差，功能不全面，干燥时间长，对不同基材的附着力不够好、硬度不高等问题。日本专利2004315812公开的防火涂料是使用大量的发泡剂、碳化剂、难燃剂与黏着剂，在燃烧时促进材料碳化与发泡膨胀，并利用此具有孔洞蓬松的碳化膨胀层作为主要防火的机制，阻隔火焰并延缓热量传递至易燃物质。此种防火机制在火灾初期火焰与热量较小的情况下，能够提供一定的防火效能，但火灾中期火焰与热量较大时，碳化层要易产生龟裂、剥落或裂解的现象，导致防火效能降低。因此，开发一种综合性能优异，防火阻燃效果显著，对各种基材的粘附力大，使用安全绿色环保，耐候性、防水性佳，使用寿命长的防火涂料符合市场需求，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值，对促进涂料行业的发展和改善家居安全性具有非常重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种综合性能优异，防火阻燃效果显著，对各种基材的粘附力大，干燥时间短，使用安全绿色环保，耐候性、防水性佳，使用寿命长的防火涂料；同时，本专利技术还提供了所述防火涂料的制备方法，该制备方法简单易操作，制备成本低廉，制备效率和成品合格率高。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种防火涂料，其特征在于，包括如下重量份数的各原料：基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物40-60份，氯唑磷/5'-氯-5'-脱氧腺苷离子化共改性八对氨基苯基-POSS6-10份，壳聚糖季铵盐3-5份，填料10-15份，偶联剂0.5-1.5份，消泡剂0.5-1份，润湿分散剂0.3-0.8份，溶剂15-20份。优选地，所述溶剂为环己酮、甲基异丁基酮、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。优选地，所述润湿分散剂为聚丙烯酸酯、聚丙烯酸钠中的至少一种。优选地，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中至少一种。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。优选地，所述填料为滑石粉、钛白粉、二氧化硅、氢氧化铝中的至少一种。进一步地，所述基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物的制备方法，包括如下步骤：将1,2,3-噻唑-4,5-二羧酸、间苯二胺双磺酸、催化剂加入到高沸点溶剂中，搅拌30-40分钟，得到混合液，然后将混合物料转移到高压反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，将高压反应釜中温度保持在240-260℃、压强保持在1.5-2.5MPa，搅拌反应4-6h，而后于1-2小时内缓慢排气降压至0.8-1.0MPa，同时将高压反应釜内温度升温至275-295℃，搅拌反应0.5-1小时，最后在真空条件下，控制温度在220-240℃之间，搅拌反应10-15h，反应结束后，冷却至室温，在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后取出并置于鼓风干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物。优选地，所述1,2,3-噻唑-4,5-二羧酸、间苯二胺双磺酸、催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.71:(0.3-0.6):(8-15)。优选地，所述催化剂为硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。进一步地，所述氯唑磷/5'-氯-5'-脱氧腺苷离子化共改性八对氨基苯基-POSS的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、将八对氨基苯基-POSS加入到四氢呋喃中，再向其中加入氯唑磷和碱性催化剂，在40-60℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去四氢呋喃，再用水洗产物3-6次，最后旋蒸除去水，得到中间产物；步骤S2、将经过步骤S1制成的中间产物加入到乙醚中，再向其中加入5'-氯-5'-脱氧腺苷，在30-40℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去乙醚，用乙酸乙酯洗涤3-6次，最后旋蒸除去乙酸乙酯，得到氯唑磷/5'-氯-5'-脱氧腺苷离子化共改性八对氨基苯基-POSS。优选地，步骤S1中所述八对氨基苯基-POSS、四氢呋喃、氯唑磷、碱性催化剂的质量比为1:(15-25):3.96:(0.4-0.7)。优选地，所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种。优选地，步骤S2中所述中间产物、乙醚、5'-氯-5'-脱氧腺苷的质量比为2.5:(9-15):1。本专利技术的另一个目的在于提供一种所述防火涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物、氯唑磷/5'-氯-5'-脱氧腺苷离子化共改性八对氨基苯基-POSS、壳聚糖季铵盐、填料、偶联剂、消泡剂、润湿分散剂按比例置于高速混合机中混合15-25min后，后装入球磨罐，球磨处理3-5小时得到混合粉料，后向混合粉料中加入溶剂，在1100-1400转/分钟的转速下，分散10-15分钟，后熟化1-3天，取样检验，合格后过筛包装，制得成品。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)本专利技术提供的一种防火涂料，制备方法简单易操作，制备成本低廉，制备效率和成品合格率高，对反应条件和设备要求不高，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。(2)本专利技术提供的一种防火涂料，克服了传统防火涂料普遍存在着的配方复杂，成本高，防火性能有待进一步提高，容易干裂，影响使用，抗冻性较差，功能不全面，干燥时间长，对不同基材的附着力不够好、硬度不高等缺陷，具有综合性能优异，防火阻燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防火涂料，其特征在于，包括如下重量份数的各原料：基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物40-60份，氯唑磷/5'-氯-5'-脱氧腺苷离子化共改性八对氨基苯基-POSS 6-10份，壳聚糖季铵盐3-5份，填料10-15份，偶联剂0.5-1.5份，消泡剂0.5-1份，润湿分散剂0.3-0.8份，溶剂15-20份。/n

【技术特征摘要】
1.一种防火涂料，其特征在于，包括如下重量份数的各原料：基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物40-60份，氯唑磷/5'-氯-5'-脱氧腺苷离子化共改性八对氨基苯基-POSS6-10份，壳聚糖季铵盐3-5份，填料10-15份，偶联剂0.5-1.5份，消泡剂0.5-1份，润湿分散剂0.3-0.8份，溶剂15-20份。


2.根据权利要求1所述的一种防火涂料，其特征在于，所述溶剂为环己酮、甲基异丁基酮、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述润湿分散剂为聚丙烯酸酯、聚丙烯酸钠中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种防火涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中至少一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述填料为滑石粉、钛白粉、二氧化硅、氢氧化铝中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种防火涂料，其特征在于，所述基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物的制备方法，包括如下步骤：将1,2,3-噻唑-4,5-二羧酸、间苯二胺双磺酸、催化剂加入到高沸点溶剂中，搅拌30-40分钟，得到混合液，然后将混合物料转移到高压反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，将高压反应釜中温度保持在240-260℃、压强保持在1.5-2.5MPa，搅拌反应4-6h，而后于1-2小时内缓慢排气降压至0.8-1.0MPa，同时将高压反应釜内温度升温至275-295℃，搅拌反应0.5-1小时，最后在真空条件下，控制温度在220-240℃之间，搅拌反应10-15h，反应结束后，冷却至室温，在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后取出并置于鼓风干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到基于噻唑苯磺酸基聚酰胺成膜聚合物。


5.根据权利要求4所述的一种防火涂料，其特征在于，所述1,2,3-噻唑-4,5-二羧酸、间苯二胺双磺酸、催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.71:(0.3-0.6):(8-15)。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋平，
申请(专利权)人：王秋平，
类型：发明
国别省市：天津;12