一种本征阻燃透明有机硅防火涂料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种本征阻燃透明有机硅防火涂料及制备方法。所述本征阻燃透明有机硅防火涂料由包括聚硅氧烷、磷酸酯或膦酸酯、氨基树脂、固化催化剂的原料制备而得；以聚硅氧烷为100重量份计：聚硅氧烷100重量份；磷酸酯或膦酸酯1～100重量份；氨基树脂50～500重量份；固化催化剂0.01～5重量份。本发明专利技术将聚硅氧烷与含氮化合物、含磷化合物以及其他助剂在催化剂的作用下共固化，制备一种防火性能好、透明度高的透明防火涂料，具有无卤、环保、高效等优点，在古建筑防火等领域有广阔应用前景。在古建筑防火等领域有广阔应用前景。在古建筑防火等领域有广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种本征阻燃透明有机硅防火涂料及制备方法


[0001]本专利技术涉及防火材料领域，进一步地说，是涉及一种本征阻燃透明有机硅防火涂料及制备方法。

技术介绍

[0002]古建筑具有极高的文化价值和精神意义。但因其多为木质结构，阻燃性能较差，近年来，有关古建筑的火灾频发，一旦发生火灾古建筑便不复存在。因此，需要对古建筑进行更好地防火保护。在古建筑表面涂覆透明防火涂料是目前常用的有效防火手段，其特点在于：在不破坏建筑本身及不影响观赏性的前提下，能起到防火阻燃的作用，即防火涂料须具有透明性不能遮盖古建筑表面，同时要有较好的防火阻燃效果。
[0003]透明防火涂料是目前一大研究热点，国内外的诸多科研机构和人员进行了大量研究。国外对透明防火涂料的研究较早，但更偏向于阻燃体系的开发，对透明性能的关注较少。国内对透明防火涂料的研究起步较晚，近年来致力于集防火性能、透明性于一体的阻燃体系研究。普通木质材料的防火主要考虑其防火性能，为了保证其防火效果，常采用大量膨胀阻燃体系，透明性较差。要想获得透明性较好的效果，需涂覆水性膨胀阻燃体系，但涂层容易吸潮，长时间会导致涂层有脱落或龟裂现象，防火性能、耐水性等较差。目前，大多数研究无法同时保证透明性和阻燃性俱佳，或者获得好的阻燃效果，但是其透明性较差、涂层容易开裂，或者获得好的透明性，但是其阻燃性能较差。
[0004]专利CN103275604A公开了一种含磷醇酸树脂透明防火涂料，其通过62％～80％的含磷醇酸树脂、2％～3％的催干剂、18％～35％的溶剂通过分散研磨配制涂料。其中含磷醇酸树脂的制备比较繁琐，同时有机溶剂的使用也不符合生态环保的发展趋势。专利CN104046201A公开了一种柔性膨胀型透明防火涂料，由聚磷酸酯与氨基树脂混合制成，所制备的透明防火涂料中仍引入了大量有机溶剂。
[0005]聚硅氧烷分解后不会生成有害物质，且硅易于向表面迁移，形成良好的保护层。可以尝试将聚硅氧烷引入透明防火涂料体系，一方面聚硅氧烷因其主链为硅氧烷键，键能高，所以耐热性好，另一方面，其侧基具有多样性，可以增大其与其他树脂的相容性。
[0006]因此可将聚硅氧烷引入膨胀阻燃体系制备含Si、P、N、C的透明古建筑防火涂料，但现有技术中含有聚硅氧烷的透明防火涂料大多是水性涂料，各组分之间相容性不佳，没有充分利用聚硅氧烷的反应活性，在与其他原料共同组成膨胀阻燃体系时，通过与其他组分之间发生交联反应，形成均相体系，在实现体系透明的同时，提高体系的相容性。
[0007]因此，需要制备一种以具有反应活性的聚硅氧烷为主要基体的无溶剂型透明防火涂料，各组分之间相容性好，成膜强度高，固化之后透明性好，工艺简单，对被涂覆材料不造成破坏，再通过配方的改进和优化，得到透明度高、防火性能好的透明防火涂料，可以增强对古建筑的防火保护。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种本征阻燃透明有机硅防火涂料及制备方法。
[0009]本专利技术将具有反应活性的聚硅氧烷与含氮化合物、含磷化合物以及其他助剂共同组成膨胀阻燃体系，在催化剂的作用下共固化，制备一种防火性能好、透明度高的透明防火涂料。控制其透明性的主要因素是基体中各个组分是透明的，各组分之间发生交联反应，形成大的交联网络，从而导致一体结构的形成，各组分之间相互渗透，不再分相，产物为均相体系，没有相界面，实现透明。所得无溶剂型透明防火涂料，各组分之间相容性好，成膜强度高，固化之后透明性好，工艺简单，对被涂覆材料不造成破坏。
[0010]本专利技术的目的之一是提供一种本征阻燃透明有机硅防火涂料。
[0011]所述本征阻燃透明有机硅防火涂料由包括聚硅氧烷、磷酸酯或膦酸酯、氨基树脂、固化催化剂、抗氧化剂、中和剂、其它助剂的原料制备而得；
[0012]以聚硅氧烷为100重量份计：
[0013][0014]聚硅氧烷优选线性聚硅氧烷，线性聚硅氧烷的反应活性高，粘度可调、流平性好、成膜强度高，阻燃性好；
[0015]抗氧剂为常规抗氧剂，优选亚磷酸三苯酯，抗氧化剂可以增强涂料耐老化性能；
[0016]中和剂为常规中和剂，优选醋酸或氨基乙酸，加入后可以使体系最终为中性，提高稳定性，降低对被涂覆材料的损伤；
[0017]其他助剂为常规助剂，可以是机膨润土、邻苯基苯酚等；可以调节体系粘度，有利于施工。
[0018]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0019]所述聚硅氧烷为聚硅氧烷A1、或者聚硅氧烷A1和聚硅氧烷A2的混合物。
[0020]所述聚硅氧烷A1的结构式为：
[0021][0022]R1为氢、氯、羟基、烷氧基、环氧基、烯基、酮肟基、羧基、氨基中的一种；其中羟基优选碳原子数为0～8，烷氧基、酮肟基、羧基、氨基优选碳原子数为1～8，环氧基、烯基优选碳原子数为2～8；更优选为乙烯基、甲氧基、乙氧基、丁氧基、羟基、羟乙基、环氧丙基、环氧甲基、氨丙基、羧丙基、羧甲基中的一种；重复的R1相同或不同；
[0023]R2～R8分别独立的选自苯基或碳原子数为1～8的烷基；优选为甲基、乙基、异丙基、丁基、辛基中的一种；重复的R4相同或不同；重复的R5相同或不同；重复的R6相同或不同；
[0024]X1、X2分别独立的选自氢、氯、羟基、氨基、环氧基、烷氧基、烯基、酮肟基、羧基、巯基、烷基、苯基中的一种；其中羟基优选碳原子数为0～8，烷氧基、酮肟基、羧基、氨基优选碳原子数为1～8，环氧基、烯基优选碳原子数为2～8；更优选为甲基、乙基、苯基、甲氧基、乙氧基、乙烯基、羧丙基、环氧丙基、氨丙基中的一种；
[0025]0≤m≤6000，优选0≤m≤1000，当m＝0时X1、X2均不能为烷基或苯基；
[0026]0≤n≤7000，优选0≤n≤800。
[0027]所述聚硅氧烷A2的结构式为：
[0028][0029]M1、M2、M3分别独立的选自碳原子数为1～8的烷基或烷氧基，优选为甲氧基、乙氧基、甲基、乙基中的一种，其中M1、M2、M3中至少有1个选自甲氧基或乙氧基；
[0030]Y为苯基、氨丙基、氨乙基、苯胺基甲基、甲基、乙基、丙基、丁基、十二烷基、羟丙基、羟丁基、缩水甘油醚氧丙基、乙烯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基、脲基中的一种。
[0031]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0032]所述聚硅氧烷A1与聚硅氧烷A2的质量比为1:0.05～0.8，优选为1:0.1～0.4。
[0033]聚硅氧烷A1为侧活性聚硅氧烷，可以提供较高的硅含量，活性基团含量与种类可调，可以参与涂料的固化反应增强阻燃性；聚硅氧烷A2可以改善体系相容性，既有可以与A1进行反应的基团，又有可以与氨基树脂反应的基团，可以调节体系交联密度，改善柔韧性，如果A2过多，会提高体系交联度，使固化后涂料脆性增加，因此需要设定适合的比例。
[0034]本专利技术的一种优选的实施方式中，
[0035]所述磷酸酯或膦酸酯的结构式为：
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种本征阻燃透明有机硅防火涂料，其特征在于：所述本征阻燃透明有机硅防火涂料由包括聚硅氧烷、磷酸酯或膦酸酯、氨基树脂、固化催化剂的原料制备而得；以聚硅氧烷为100重量份计：2.如权利要求1所述的本征阻燃透明有机硅防火涂料，其特征在于：以聚硅氧烷为100重量份计：3.如权利要求1所述的本征阻燃透明有机硅防火涂料，其特征在于：所述聚硅氧烷为聚硅氧烷A1、或者聚硅氧烷A1和聚硅氧烷A2的混合物。4.如权利要求3所述的本征阻燃透明有机硅防火涂料，其特征在于：所述聚硅氧烷A1的结构式为：R1为氢、氯、羟基、烷氧基、环氧基、烯基、酮肟基、羧基、氨基中的一种；其中羟基优选碳原子数为0～8，烷氧基、酮肟基、羧基、氨基优选碳原子数为1～8，环氧基、烯基优选碳原子数为2～8；更优选为乙烯基、甲氧基、乙氧基、丁氧基、羟基、羟乙基、环氧丙基、环氧甲基、氨丙基、羧丙基、羧甲基中的一种；重复的R1相同或不同；R2～R8分别独立的选自苯基或碳原子数为1～8的烷基；优选为甲基、乙基、异丙基、丁基、辛基中的一种；重复的R4相同或不同；重复的R5相同或不同；重复的R6相同或不同；X1、X2分别独立的选自氢、氯、羟基、氨基、环氧基、烷氧基、烯基、酮肟基、羧基、巯基、烷基、苯基中的一种；其中羟基优选碳原子数为0～8，烷氧基、酮肟基、羧基、氨基优选碳原子数为1～8，环氧基、烯基优选碳原子数为2～8；更优选为甲基、乙基、苯基、甲氧基、乙氧基、乙烯基、羧丙基、环氧丙基、氨丙基中的一种；0≤m≤6000，优选0≤m≤1000，当m＝0时X1、X2均不能为烷基或苯基；
0≤n≤7000，优选0≤n≤800。5.如权利要求3所述的本征阻燃透明有机硅防火涂料，其特征在于：所述聚硅氧烷A2的结构式为：M1、M2、M3分别独立的选自碳原子数为1～8的烷基或烷氧基，优选为甲氧基、乙氧基、甲基、乙基中的一种，其中M1、M2、M3中至少有1个选自甲氧基或乙氧基；Y为苯基、氨丙基、氨乙基、苯胺基甲基、甲基、乙基、丙基、丁基、十二烷基、羟丙基、羟丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：史翎，周伯龙，刘永壮，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：