一种超疏水/超疏油阻燃隔热涂层及其制备方法技术

本发明专利技术属于新材料领域，涉及阻燃隔热材料，涉及一种阻燃隔热超疏水/超疏油涂层及其制备方法。超疏水/超疏油悬浮液中含有多级微纳米结构粒子、氟化固化剂和氟化环氧树脂，将超疏水/超疏油悬浮液作为喷涂溶液，制备得到的单层涂层和双层结构(BLC)，喷涂DOPO含量6％的超疏水/超疏油涂层后，pkHRR降低了65％，EHC的峰值降低了80％左右，残炭量显著增加，从0.4％增加到23.7％；CO2的释放量峰值降低了56.3％左右，CO的释放量峰值降低了37.5％左右；氧指数(OL)由16.68％增加至26.41％。氧指数(OL)由16.68％增加至26.41％。氧指数(OL)由16.68％增加至26.41％。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水/超疏油阻燃隔热涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于新材料领域，涉及阻燃隔热材料，涉及一种阻燃隔热超疏水/超疏油涂层超疏水/ 超疏油涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]建筑材料的隔热阻燃和抑烟，一直是困扰人类的难题。木材的碳氢化合物含量高，是易 燃材料。迄今尚无使木材在靠近火源时不燃烧的方法。木材阻燃的要求是降低木材燃烧速率。 减少或阻滞火焰传播速度和加速燃烧表面的炭化过程。传统的聚氨酯(PU)建材并不耐燃， 也会被点燃而且会产生一些有害气体。
[0003]建筑材料阻燃方法，多是通过阻燃剂实现的。根据阻燃处理的方法，阻燃剂可分为两类：
ꢀ①
阻燃浸注剂。用满细胞法注入木材。又可分为无机盐类和有机两大类。无机盐类阻燃剂(包 括单剂和复剂)主要有磷酸氢二铵(NH4)2HPO4)、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、氯化铵(NH4Cl)、 硫酸铵(NH4)2SO4、磷酸(H3PO4)、氯化锌(ZnCl2)、硼砂(Na2BaO7·
10H2O)、硼酸(H3BO3)、硼 酸铵(NH4)2B4O7·
4H2O以及液体聚磷酸铵等。有机阻燃剂(包括聚合物和树脂型)主要有用甲 醛、三聚氰胺、双氰胺、磷酸等成分制得的MDP阻燃剂，用尿素、双氰胺、甲醛、磷酸等 成分制得的UDFP胺基树脂型阻燃剂等。此外，有机卤化烃一类自熄性阻燃剂也在发展中。
ꢀ②
阻燃涂料。喷涂在木材表面。也分为无机和有机两类：无机阻燃涂料主要有硅酸盐类和非 硅酸盐类。有机阻燃涂料主要可分为膨胀型和非膨胀型。前者如四氯苯酐醇酸树脂防火漆及 丙烯酸乳胶防火涂料等；后者如过氯乙烯及氯苯酐醇酸树脂等。在PU建材生产合成的过程 中添加一定比例的阻燃剂。常规的阻燃剂有：卤代磷酸酯、甲基膦酸二甲酯、无机固态添加 型阻燃剂(比如三聚氰胺)。这些阻燃剂有些是加入到液态原料中，有些是在发泡前或发泡 时加入，让PU建材能达到防火一级的效果。或者在PU建材表面上喷一层防火涂料，改变 PU材料表面的燃烧特性。但上述方法无法同时满足阻燃、耐热和抑烟的要求。
[0004]CN201911243445.1公开了一种基于氟聚酰亚胺改性固化剂的高硬度水性木器漆，其特 征在于，它由a、b两组分组成，按重量份数计，a组成组成为：聚氨酯乳液60
‑
90份、润湿 分散剂0.5
‑
1份、有机硅流平剂0.5
‑
1份、消泡剂0.1
‑
0.5份、增稠剂0.1
‑
0.5份、成膜助剂6
‑
10 份、防腐剂0.1
‑
0.5份、纳米填料0
‑
40份、去离子水30
‑
50份；b组分组成为：氟聚酰亚胺改 性HMDI水性聚氨酯固化剂15
‑
25份。CN201911243444.7公开了一种低粘度高硬度聚酰亚 胺
‑
聚氨酯乳液，其制备方法为以多异氰酸酯、特殊的芳香族二酐为合成单体，加入水性采 可水性化的羟乙基磺酸、乳酸改性合成了异氰酸酯封端的水性化聚酰亚胺低聚物，进而合成 了聚酰亚胺改性聚氨酯预聚物，最后通过扩链合成了所述的低粘度高硬度聚酰亚胺
‑
聚氨酯 乳液。但只进行了耐水和耐冲击实验，未说明其阻燃效果
[0005]CN201911098855.1一种自阻燃型水性聚氨酯工业木器漆，涉及涂料制备
，包 括的原料和重量配比为：基料乳液75
‑
80，成膜助剂6
‑
10，纳米负离子份0.2
‑
0.8，润湿流平 剂0.1
‑
0.5，润湿分散剂0.1
‑
0.6，防腐剂0.05
‑
0.2，表面助剂蜡乳液0.1
‑
1，缔合型聚氨酯增稠 剂0.1
‑
1，消泡剂0.2
‑
1，去离子水6
‑
15。但仍无法同时满足阻燃、耐热和抑烟的
要求，且配 方复杂，成本高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种可以用于建筑材料的超疏水/超疏油阻 燃隔热涂层及其制备方法。该涂层可以同时满足阻燃、耐热和抑烟的要求，且在阻燃的同时 保持了良好的疏液性。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种用于建筑材料的超疏水/超疏油性阻燃隔热涂层，其特征在于，所述涂层中DOPO 的含量为6％。喷涂阻燃隔热涂层的钢铁片的最高稳定温度降低了60％，由464.0℃(未喷 涂)降低至185℃；喷涂阻燃隔热涂层的聚苯乙烯板在90s左右的烟密度由32.4％(未喷 涂)降至24.2％；喷涂阻燃隔热涂层改性的PU泡沫的有效燃烧热(EHC)的峰值为11.6 MJ
·
kg
‑1，喷涂阻燃隔热涂层的PU材料氧指数(OL)由16.68％(未喷涂)增加至26.41％。
[0009]DOPO的含量由0％增加至6％时，喷涂阻燃隔热涂层的PU泡沫的pkHRR降低了65％， EHC的峰值降低了80％左右，残炭量从0.4％增加到23.7％；CO2的释放量峰值降低了 56.3％左右，CO的释放量峰值降低了37.5％左右；显示出良好的阻燃隔热效果。
[0010]优选的，所述涂层采用超疏水/超疏油悬浮液制备。其制备方法如下：从垂直方向15cm 的距离，使用喷枪将悬浮液喷涂到水平放置的基板(如玻璃，PU泡沫，PVC膜等)的表面 上，然后在120℃的烤箱中干燥6小时。最终，获得了超疏水/超疏油性阻燃隔热的涂层材 料。
[0011]干燥的具体条件为：120～130℃下干燥6～8小时。
[0012]优选的，所述涂层为耐磨、稳定、阻燃的单层超疏水/超疏油涂层，其制备方法包括：
[0013]向超疏水/超疏油悬浮液加入阻燃剂，混合均匀，得到阻燃超疏水/超疏油悬浮液；所述 阻燃剂为9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物(DOPO)。DOPO的加入量为原料总质量 的6％。
[0014]在基材表面喷涂所述阻燃超疏水/超疏油悬浮液，干燥，得到超疏水/超疏油性阻燃隔热 的涂层材料；
[0015]其中，所述超疏水/超疏油悬浮液中含有多级微纳米结构粒子、氟化固化剂、氟化环氧 树脂。所述基材为玻璃，PU泡沫或PVC膜。
[0016]优选的，所述超疏水/超疏油悬浮液的制备方法，包括下列步骤：
[0017]S1，将15nm SiO2，50nm SiO2和25μmα
‑
纤维素分散在含有无水乙醇和氨水的混合溶 液中，并进行超声处理30分钟。无水乙醇和氨水的混合溶液中，无水乙醇和氨水的体积比 为(1～5)：1。优选的，无水乙醇和氨水的体积比为3:1。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于建筑材料的超疏水/超疏油性阻燃隔热涂层，其特征在于，所述涂层中DOPO的含量为6％。喷涂阻燃隔热涂层的钢铁片的最高稳定温度降低了60％，由464.0℃(未喷涂)降低至185℃。2.如权利要求1所述的阻燃隔热涂层，其特征在于，喷涂所述阻燃隔热涂层的聚苯乙烯板在90s左右的烟密度由32.4％降至24.2％。3.如权利要求1或2所述的阻燃隔热涂层，其特征在于，喷涂所述阻燃隔热涂层改性的PU泡沫的有效燃烧热(EHC)的峰值为11.6MJ
·
kg
‑1，喷涂所述阻燃隔热涂层的PU材料氧指数(OL)由16.68％(未喷涂)增加至26.41％。4.如权利要求1或2所述的阻燃隔热涂层，其特征在于，喷涂阻燃隔热涂层的PU泡沫的残炭量从0.4％增加到23.7％。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的阻燃隔热涂层的制备方法，其特征在于，所述涂层采用超疏水/超疏油悬浮液制备；其制备方法如下：从垂直方向15cm的距离，使用喷枪将悬浮液喷涂到水平放置的基板(如玻璃，PU泡沫，PVC膜等)的表面上，然后在120～130℃下干燥6～8小时。6.如权利要求5任一项所述的阻燃隔热涂层的制备方法，其特征在于，其制备方法包括：向超疏水/超疏油悬浮液加入阻燃剂，混合均匀，得到阻燃超疏水/超疏油悬浮液；所述阻燃剂为9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
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磷杂菲
‑
10
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氧化物(DOPO)。DOPO的加入量为原料总质量的6％；在基材表面喷涂所述阻燃超疏水/超疏油悬浮液，干燥，得到超疏水/超疏油性阻燃隔热的涂层材料；其中，所述超疏水/超疏油悬浮液中含有多级微纳米结构粒子、氟化固化剂、氟化环氧树脂。7.如权利要求6所述的阻燃隔热涂层的制备方法，其特征在于，所述基材为玻璃，PU泡沫或PVC膜。8.如权利要求6所述的阻燃隔热涂层的制备方法，其特征在于，所述超疏水/超疏油悬浮液的制备方法，包括下列步骤：S1，将15nm SiO2，50nm SiO2和25μmα
‑
纤维素分散在含有无水乙醇和氨水的混合溶液中，并进行超声处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利彬，卜鑫瑜，张海龙，班青，姜海辉，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：