室温自修复水性透明膨胀防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种室温自修复水性透明膨胀防火涂料及其制备方法，其组分的质量分数为：水性氨基树脂60％～70％、膨胀阻燃剂20％～30％和自修复微胶囊5％～10％；还另加入有与自修复微胶囊的囊芯对应的成膜助剂；所述水性氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、三聚氰胺脲醛树脂的一种或几种组合；所述膨胀阻燃剂为混配型或反应型膨胀阻燃剂；所述自修复微胶囊的壁材为三聚氰胺脲醛树脂或脲醛树脂、囊芯为水性室温自交联树脂。本防火涂料通过涂层的自修复功能，实现了涂层细微裂纹的快速修复，延长了涂层使用寿命；具有透明效果好、膨胀阻燃效果好、自修复效果好、使用寿命长等特点。特点。特点。

【技术实现步骤摘要】
室温自修复水性透明膨胀防火涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种防火涂料及其制备方法，尤其是一种室温自修复水性透明膨胀防火涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]水性透明膨胀防火涂料是一种以水性树脂为成膜物，复配可与成膜物形成透明涂层的膨胀阻燃剂制备而成的防火涂料，通常用于古建筑、木屋别墅、高档木器、旅游景观等场所。这种涂料既具有透明清漆的装饰性，又具备防火涂料的功能，遇火时涂层可膨胀至原厚度的几十倍以上，形成多孔炭化层保护木材基体不被燃烧。
[0003]一般的膨胀阻燃剂通常由含磷物质(磷源)、多羟基有机物(碳源)和含氮有机物(氮源)混配而成，大量添加到树脂中，形成的涂膜不透明。氨基树脂(脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、三聚氰胺脲醛树脂)含有丰富的碳源和氮源，既是成碳剂又是发泡剂，可减少外加阻燃剂的添加量，有利于形成透明涂层，以氨基树脂为成膜物制备的防火涂料透明性和发泡性均较好。因此，目前商品化以及专利和文献报道的水性透明膨胀防火涂料大都采用氨基树脂体系。例如下述的水性透明防火涂料：专利公开号为CN1043516A的专利申请公开了一种膨胀型水性透明防火涂料，氨基树脂成膜剂在涂料中的添加量为总质量的30～50％；专利公开号为CN1059548A的专利申请公开了一种膨胀型透明防火涂料，采用改性三聚氰胺甲醛树脂成膜物和改性醇酸脲醛树脂阻燃剂混合制备而成；专利公开号为CN104497782A的专利申请公开了一种三组分饰面型透明防火涂料的制备方法，以氨基树脂为甲组分，聚磷酸铵和季戊四醇混合物为乙组分，酸固化剂为丙组分，三组分按比例混合固化，可得到透明膨胀防火涂料；专利公开号为CN105907232A的专利申请公开了一种木结构阻燃透明涂料，成膜物为三聚氰胺改性脲醛树脂；专利公开号为CN108912939A的专利申请公开了一种透明膨胀型水性阻燃涂料及其制备方法和应用，成膜物为三聚氰胺甲醛树脂；专利公开号为CN105585931A的专利申请公开了一种含有聚磷酸铵酯新型环保透明防火涂料的制备方法，成膜物为三聚氰胺
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甲醛
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尿素共聚树脂，阻燃剂为合成的聚磷酸铵酯；专利公开号为CN105860742A的专利申请公开了一种低烟膨胀型透明防火涂料及其制备方法，成膜物为水性三聚氰胺树脂，阻燃剂为合成的酸式磷酸酯。
[0004]为了提高氨基树脂涂膜的柔韧性，专利公开号为CN102719168A的专利申请公开了一种双组份透明饰面型防火涂料及其制备方法，所述涂料的甲组份为聚乙二醇接枝多聚磷酸酯的水溶液，乙组分为水性氨基树脂；所制备的涂料涂膜柔韧性得到提高。专利公开号为CN104046201A的专利公开了一种柔性膨胀型透明防火涂料的生产工艺，其中A组分为多聚磷酸、丁二醇、季戊四醇和聚乙二醇按照摩尔比为2:0.8:2:1反应制备，将A组分与甲醚化氨基树脂B组分以摩尔比1:2混合均匀得到柔韧性佳、抗龟裂性好、室温固化的膨胀型透明防火涂料。
[0005]尽管目前不同研究者针对氨基树脂进行了较多改进，但以氨基树脂作为透明膨胀防火涂料的成膜物，由于氨基树脂本身为多官能团结构，室温固化后的涂层交联密度大，涂
层较硬脆、柔韧性差，固化后的涂层放置不久就容易出现龟裂现象，因此用氨基树脂制备的透明膨胀防火涂料使用寿命较短，这一缺陷也是造成氨基树脂体系透明防火涂料长期以来不能推广使用的主要原因。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种不易出现龟裂的室温自修复水性透明膨胀防火涂料；本专利技术还提供了一种室温自修复水性透明膨胀防火涂料的制备方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的组分的质量分数为：水性氨基树脂60％～70％、膨胀阻燃剂20％～30％和自修复微胶囊5％～10％；还另加入有与自修复微胶囊的囊芯对应的成膜助剂；所述水性氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、三聚氰胺脲醛树脂的一种或几种组合；所述膨胀阻燃剂为混配型或反应型膨胀阻燃剂；所述自修复微胶囊的壁材为三聚氰胺脲醛树脂或脲醛树脂、囊芯为水性室温自交联树脂。
[0008]本专利技术所述混配型阻燃剂由成碳剂和脱水催化剂混配组成；所述成碳剂为季戊四醇、双季戊四醇、淀粉、糊精、甲壳素、壳聚糖及其衍生物的一种或几种组合；所述脱水催化剂为磷酸、多聚磷酸、焦磷酸、磷酸铵盐、聚磷酸铵中的一种或几种组合。所述混配型阻燃剂还包括发泡剂；所述发泡剂为三聚氰胺、双氰胺、尿素中的一种或几种组合。
[0009]本专利技术所述反应型阻燃剂为季戊四醇磷酸酯及其改性聚合物、酸式磷酸酯及其改性聚合物中的一种或几种。
[0010]本专利技术方法为：将水性氨基树脂60％～70％、膨胀阻燃剂20％～30％和自修复微胶囊5％～10％进行混配，再加入自修复微胶囊中水性室温自交联树脂质量1％～3％的成膜助剂混合均匀，即可得到所述的室温自修复水性透明膨胀防火涂料。
[0011]本专利技术方法所述自修复微胶囊采用下述工艺制备而成：
[0012](1)将尿素、三聚氰胺溶解到甲醛溶液中或将尿素溶解到甲醛溶液，再加入三乙醇胺调整溶液的pH值；然后升温进行反应，得到预聚物溶液；最后加入去离子水稀释，得到预聚体溶液；
[0013](2)将水性室温自交联树脂、去离子水和乳化剂混合均匀，得到囊芯乳液；
[0014](3)将预聚体溶液和囊芯乳液混合，调节体系的pH值后搅拌反应；反应后用碱性溶液中和稀释，得到中和稀释液；所述中和稀释液的沉淀物经倾析、过滤、洗涤、干燥，即得所述的自修复微胶囊。
[0015]本专利技术方法所述步骤(1)中，尿素、三聚氰胺和甲醛的摩尔比为3～6:1:4～6。
[0016]本专利技术方法所述步骤(1)中，三乙醇胺调整溶液的pH值至8.0～9.0；升温至60～75℃进行反应。
[0017]本专利技术方法所述步骤(3)中，调节体系的pH值至3～5后，在50～70℃搅拌反应。
[0018]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术组分中添加自修复微胶囊，通过微胶囊释放出室温自交联树脂乳液，与基体树脂中的成膜助剂作用，形成新的透明涂层，可在涂层开裂时快速修复裂痕，达到延长涂料使用寿命的目的。本专利技术通过涂层的自修复功能，实现了涂层细微裂纹的快速修复，延长了涂层使用寿命；具有透明效果好、膨胀阻燃效果好、自修复效果好、使用寿命长等特点。
[0019]本专利技术方法简单易控，可在室温下完成修复，无污染、成本低、适合工业化生产；具
有工艺简单、节能环保、产品性能好等特点。
附图说明
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0021]图1是未添加自修复微胶囊的脲醛树脂水性透明膨胀防火涂料涂层放置20天后的照片；
[0022]图2是未添加自修复微胶囊的三聚氰胺甲醛树脂水性透明膨胀防火涂料涂层放置20天后的照片；
[0023]图3是未添加自修复微胶囊的三聚氰胺脲醛树脂水性透明膨胀防火涂料涂层放置20天后的照片；
[0024]图4是实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室温自修复水性透明膨胀防火涂料，其特征在于，其组分的质量分数为：水性氨基树脂60％～70％、膨胀阻燃剂20％～30％和自修复微胶囊5％～10％；还另加入有与自修复微胶囊的囊芯对应的成膜助剂；所述水性氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、三聚氰胺脲醛树脂的一种或几种组合；所述膨胀阻燃剂为混配型或反应型膨胀阻燃剂；所述自修复微胶囊的壁材为三聚氰胺脲醛树脂或脲醛树脂、囊芯为水性室温自交联树脂。2.根据权利要求1所述的室温自修复水性透明膨胀防火涂料，其特征在于：所述混配型阻燃剂由成碳剂和脱水催化剂混配组成；所述成碳剂为季戊四醇、双季戊四醇、淀粉、糊精、甲壳素、壳聚糖及其衍生物的一种或几种组合；所述脱水催化剂为磷酸、多聚磷酸、焦磷酸、磷酸铵盐、聚磷酸铵中的一种或几种组合。3.根据权利要求2所述的室温自修复水性透明膨胀防火涂料，其特征在于：所述混配型阻燃剂还包括发泡剂；所述发泡剂为三聚氰胺、双氰胺、尿素中的一种或几种组合。4.根据权利要求1、2或3所述的室温自修复水性透明膨胀防火涂料，其特征在于：所述反应型阻燃剂为季戊四醇磷酸酯及其改性聚合物、酸式磷酸酯及其改性聚合物中的一种或几种。5.一种室温自修复水性透明膨胀防火涂料的制备方法，其特征在于：将水性氨基树脂60％～70％、膨胀阻燃剂20％～30％...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋志强，王勇，齐涛，王宝群，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：