本发明专利技术涉及丙烯酸树脂技术领域，且公开了一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，包括以下配方原料及组分：改性纳米氮化硼‑石墨烯复合材料、缩合剂、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸甲酯、引发剂。尿素可以促进氮化硼纳米片的剥离，氨基修饰到氮化硼的片层结构中，与还原氧化石墨烯中的氨基进行交联反应，通过化学键的键合作用与石墨烯紧密地结合，形成导热系数更高气凝胶，N‑(β‑氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷与还原氧化石墨烯反应，氮化硼‑石墨烯复合材料通过化学键接枝到丙烯酸树脂的基体中，改善了三维片层结构氮化硼‑石墨烯气凝胶与丙烯酸树脂的分散性和相容性，赋予了丙烯酸树脂涂膜的优异的导热性能和阻燃性能。
【技术实现步骤摘要】
一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料及其制法
本专利技术涉及丙烯酸树脂
，具体为一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料及其制法。
技术介绍
丙烯酸树脂是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物的聚合物，丙烯酸树脂涂料是以丙烯酸酯、苯乙烯为主体，与其他丙烯酸酯共聚所得到的丙烯酸树脂，制得的热塑性或热固性树脂涂料，热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、热塑性丙烯酸树脂在建筑、汽车、机械、电器等领域应用广泛，热固性丙烯酸树脂是指在结构中带有一定的官能团，在制漆时通过和加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低，具有优异的丰满度、硬度、耐溶剂性、耐候性等性能，目前在汽车、摩托车、卷钢等产品上应用十分广泛。目前的丙烯酸树脂涂料涂膜的耐高温性能不高，阻燃性能较差，可以使用高导热系数的纳米氮化硼和纳米石墨烯作为填料，通过丙烯酸树脂涂膜的导热性，并且石墨烯纳米材料在增强树脂涂料的阻燃性方面也具有广泛的应用，但是纳米氮化硼和石墨烯纳米材料与丙烯酸树脂中的相容性很差，分散不均匀的氮化硼和石墨烯会严重影响丙烯酸树脂的拉伸强度和韧性等机械性能。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料及其制法，解决了丙烯酸树脂的导热性和阻燃性能较差的问题，同时解决了石墨烯和氮化硼与丙烯酸树脂的分散性和相容性很差的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：2-6份改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料、8-12份缩合剂、22-35份甲基丙烯酸、8-15份苯乙烯、25-50份丙烯酸甲酯、10-17份引发剂。优选的，所述缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐。优选的，所述引发剂为过硫酸铵。优选的，所述改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶加入蒸馏水和甲醇混合溶剂，两者体积比为1-2:1，再加入硼酸和尿素，搅拌均匀后，将溶液冷冻干燥除去溶剂，固体产物置于气氛电阻炉中并通入氨气，升温速率为2-5℃/min，在850-880℃下保温煅烧3-5h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到层状结构的氮化硼纳米片，向行星球磨机中加入乙醇溶剂、氮化硼纳米片和尿素，行星球磨机公转转速为600-650rpm，自转转速为300-325rpm，进行球磨25-30h，将溶液减压浓缩除去溶剂，固体产物置于透析袋中，加入蒸馏水进行透析除杂过程，制备得到氨基化氮化硼纳米片。(2)向反应瓶中加入蒸馏水、氨基化氮化硼纳米片和还原氧化石墨烯，超声分散均匀后，加入交联剂戊二醛和间苯二酚，继续超声分散处理1-2h，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40-60℃，匀速搅拌反应5-8h，将溶液通过冷冻干燥法，制备得到纳米氮化硼修饰石墨烯气凝胶。(3)向反应瓶中通入氮气排出空气，加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为1:5-8，再加入研磨好的纳米氮化硼修饰石墨烯气凝胶，超声分散均匀再加入硅烷偶联剂，置于恒温水浴锅中，加热至80-100℃，匀速搅拌反应15-20h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到硅烷偶联剂接枝的改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料。优选的，所述步骤(1)硼酸和氮源尿素的质量比为1:22-28，氮化硼纳米片和氨基源尿素的质量比为1:55-70。优选的，所述步骤(2)中的氨基化氮化硼纳米片、还原氧化石墨烯、戊二醛和间苯二酚的质量比为1:0.4-0.8:0.06-0.1:0.2-0.4。优选的，所述步骤(3)中的硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，与纳米氮化硼修饰石墨烯气凝胶的质量比为1:1.2-2。优选的，所述高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、2-6份改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料和22-35份甲基丙烯酸、8-15份苯乙烯、25-50份丙烯酸甲酯，搅拌均匀后，加入8-12份缩合剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40-70℃，匀速搅拌反应10-15h，再加入8-15份苯乙烯和10-17份引发剂过硫酸胺，升温至75-90℃，匀速搅拌反应3-6h，加入氨水调节溶液pH至中性，将溶液进行高速乳化过程，制备得到高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，以蒸馏水和甲醇为分散介质，硼酸和尿素为原料，通过冷冻干燥法和氨气氛围高温氮化法制备得到比表面积巨大的氮化硼纳米片，再以尿素为氨源，与氮化硼纳米片进行球磨共混改性，尿素可以促进氮化硼纳米片的剥离，保护氮化硼片层在高速球磨过程中不被破坏纳米片状形貌，氨基修饰到氮化硼纳米片的片层结构中，再以戊二醛和间苯二酚为交联剂，以还原氧化石墨烯中的氨基进行交联反应，通过冷冻干燥法制备得到纳米氮化硼修饰石墨烯气凝胶，氮化硼纳米片通过化学键的键合作用与石墨烯紧密地结合，两者很难脱落和分离，相比于单组份的氮化硼和石墨烯，纳米氮化硼修饰石墨烯气凝胶的导热系数更高。该一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，使用硅烷偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷与还原氧化石墨烯中的羟基反应，制备得到N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷接枝的改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料，再以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐为缩合剂，使N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的氨基和甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯中的羧基发生缩合反应，使氮化硼-石墨烯复合材料通过化学键接枝到丙烯酸树脂的基体中，大幅改善了纳米氮化硼和石墨烯与丙烯酸树脂的分散性和相容性，显著增强了丙烯酸树脂涂膜的导热性能，并且氮化硼和纳米片-石墨烯气凝胶材料具有三维纳米片状结构，在丙烯酸树脂基体中形成片状保护层，当丙烯酸树脂涂膜燃烧时，三维片层结构起到了均匀传递热量，减少热量集中和聚集的现象，并且三维片层结构降低了氧气的渗透，在协同作用下赋予了丙烯酸涂层优异的阻燃性能。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：2-6份改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料、8-12份缩合剂、22-35份甲基丙烯酸、8-15份苯乙烯、25-50份丙烯酸甲酯、10-17份引发剂，缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，引发剂为过硫酸铵。改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶加入蒸馏水和甲醇混合溶剂，两者体积比为1-2:1，再加入硼酸和尿素，两者质量比为1:22-28，搅拌均匀后，将溶液冷冻干燥除去溶剂，固体产物置于气氛电阻炉中并通入氨气，升温速率为2-5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：2-6份改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料、8-12份缩合剂、22-35份甲基丙烯酸、8-15份苯乙烯、25-50份丙烯酸甲酯、10-17份引发剂。/n
【技术特征摘要】
1.一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：2-6份改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料、8-12份缩合剂、22-35份甲基丙烯酸、8-15份苯乙烯、25-50份丙烯酸甲酯、10-17份引发剂。
2.根据权利要求1所述的一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐。
3.根据权利要求1所述的一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的一种高导热的阻燃性丙烯酸树脂涂料，其特征在于：所述改性纳米氮化硼-石墨烯复合材料制备方法包括以下步骤：
(1)向体积比为1-2:1的蒸馏水和甲醇混合溶剂中加入硼酸和尿素，搅拌均匀后，将溶液冷冻干燥除去溶剂，固体产物置于气氛电阻炉中并通入氨气，升温速率为2-5℃/min，在850-880℃下保温煅烧3-5h，洗涤固体产物并干燥，制备得到层状结构的氮化硼纳米片，向行星球磨机中加入乙醇溶剂、氮化硼纳米片和尿素，行星球磨机公转转速为600-650rpm，自转转速为300-325rpm，进行球磨25-30h，减压浓缩后固体产物置于透析袋中，进行透析除杂过程，制备得到氨基化氮化硼纳米片；
(2)向蒸馏水中加入氨基化氮化硼纳米片和还原氧化石墨烯，超声分散均匀后，加入交联剂戊二醛和间苯二酚，继续超声分散处理1-2h，将溶液加热至40-60℃，反应5-8h，溶液通过冷冻干燥法，制备得到纳米氮化硼修饰石墨烯气凝胶；
(3)向反应瓶中通入氮气排出空气，加入体积比为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：金见习，
申请(专利权)人：新昌县同生生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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