一种防火涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，尤其涉及一种防火涂料及其制备方法。

背景技术：

1、现有的防火涂料大都通过添加阻燃剂来实现防火功能，然而，无机阻燃剂需要使用较大量才能取得好的防火效果，且其容易发生团聚；有机阻燃剂含有卤素，发生火灾时会释放有毒烟气，环保性能欠佳。除此之外，市面上的防火涂料还或多或少存在配方复杂，成本高，防火性能不好，容易干裂，影响使用，抗冻性较差，功能不全面，干燥时间长，耐水性和储存稳定性差，耐火时间短，干燥时间长，装饰性差，对不同基材的附着力不够好、硬度不高等问题。

2、为了解决上述问题，授权公告号为cn111849344b的中国发明专利公开了一种环保建筑防火涂料，包括按重量份计的如下原料制成：基于杯吡咯耐候阻燃成膜物质35-45份、无机填料10-20份、消泡剂2-4份、分散剂1-3份、1,3-二环氧甘油醚甘油2-4份、表面改性纳米多孔空心笼状钛氧化物1-3份。该发明还公开了所述环保建筑防火涂料的制备方法。该发明公开的环保建筑防火涂料综合性能佳，防火阻燃效果显著，耐候耐老化、机械力学性能好，对基材的附着力强，耐久性和环保性优异。然而，由于其使用了杯[4]吡咯、纳米多孔空心笼状钛氧化物成分，使得其制备成本较高，不适用于普通应用场景。且其耐湿热老化性能仍然有待进一步提高。

3、可见，开发一种防火阻燃效果显著，耐湿热老化性能佳，与基材附着力强，耐水性和耐洗刷性足，使用寿命长的防火涂料及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进防火涂料领域的发展具有非常重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种防火阻燃效果显著，耐湿热老化性能佳，与基材附着力强，耐水性和耐洗刷性足，使用寿命长的防火涂料及其制备方法。

2、为达到以上目的，本发明提供一种防火涂料，由如下按重量份计的原料制成：超支化全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯齐聚物50-60份、含不饱和烯键的阻燃功能成分6-8份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷1-3份、3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐3-5份、10-(4-乙烯基苯基)-10h-吩恶嗪1-3份、2-乙烯基嘧啶2-4份、无机填料10-20份、偶联剂1-3份、消泡剂1-3份、分散剂1-3份、流平剂0.8-1.2份、光引发剂3-5份；所述含不饱和烯键的阻燃功能成分是由双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑通过离子交换反应制成。

3、优选的，所述含不饱和烯键的阻燃功能成分的制备方法，包括如下步骤：将双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、氢氧化钠加入水中，搅拌反应3-6h，然后再向其中加入1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑，搅拌8-10h，分液取有机相，旋蒸除去水后，得到含不饱和烯键的阻燃功能成分。

4、优选的，所述双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、氢氧化钠、水、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑的摩尔比为1:2:(10-16):2。

5、优选的，所述超支化全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯齐聚物的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述超支化全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯齐聚物是按授权公告号为cn105482680b的中国发明专利实施例1的方法制成。

6、优选的，所述无机填料为氢氧化铝阻燃剂vk-la50、双飞粉、钛白粉按质量比1:(2-4):3混合形成的混合物。

7、优选的，所述无机填料的粒径为1300-1800目。

8、优选的，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。

9、优选的，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂byk088中的至少一种。

10、优选的，所述分散剂为六偏磷酸钠和/或聚羧酸钠盐；所述流平剂为德国毕克byk流平剂byk-333、有机硅流平剂hy-5030中的至少一种。

11、优选的，所述光引发剂为安息香、安息香乙醚中的至少一种。

12、本发明的另一个目的，在于提供一种所述防火涂料的制备方法，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后，得到防火涂料。

13、由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：

14、（1）本发明公开的防火涂料的制备方法，工艺简单，操作控制方便，制备效率和成品合格率高，对设备依赖性低，对环境影响小，劳动强度低，适于连续规模化生产，具有较高的推广应用价值。

15、（2）本发明公开的防火涂料，由如下按重量份计的原料制成：超支化全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯齐聚物50-60份、含不饱和烯键的阻燃功能成分6-8份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷1-3份、3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐3-5份、10-(4-乙烯基苯基)-10h-吩恶嗪1-3份、2-乙烯基嘧啶2-4份、无机填料10-20份、偶联剂1-3份、消泡剂1-3份、分散剂1-3份、流平剂0.8-1.2份、光引发剂3-5份；通过各原料之间的相互配合，共同作用，使得制成的防火涂料防火阻燃效果显著，耐湿热老化性能佳，与基材附着力强，耐水性和耐洗刷性足，使用寿命长。

16、（3）本发明公开的防火涂料，所述含不饱和烯键的阻燃功能成分是由双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑通过离子交换反应制成。同时引入的苯基氧化膦、咪唑、有机离子盐结构，它们协同作用能有效改善阻燃防火能力；且该成分与其它组分之间的相容性好，使得最终产品性能稳定性佳。通过原料配方的合理选取，在防火涂料固化后形成的涂层分子结构中同时引入超支化全氟聚醚聚氨酯、酯、环硼氧烷、苯基氧化膦、咪唑、有机离子盐结构、四氧杂螺[5.5]十一烷、吩恶嗪、嘧啶和两性有机离子盐结构，它们在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，使得制成的防火涂料防火阻燃效果显著，耐湿热老化性能佳，与基材附着力强，耐水性和耐洗刷性足，使用寿命长。

技术特征：

1.一种防火涂料，其特征在于，由如下按重量份计的原料制成：超支化全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯齐聚物50-60份、含不饱和烯键的阻燃功能成分6-8份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷3-5份、3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷1-3份、3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐3-5份、10-(4-乙烯基苯基)-10h-吩恶嗪1-3份、2-乙烯基嘧啶2-4份、无机填料10-20份、偶联剂1-3份、消泡剂1-3份、分散剂1-3份、流平剂0.8-1.2份、光引发剂3-5份；所述含不饱和烯键的阻燃功能成分是由双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑通过离子交换反应制成。

2.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述含不饱和烯键的阻燃功能成分的制备方法，包括如下步骤：将双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、氢氧化钠加入水中，搅拌反应3-6h，然后再向其中加入1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑，搅拌8-10h，分液取有机相，旋蒸除去水后，得到含不饱和烯键的阻燃功能成分。

3.根据权利要求2所述的防火涂料，其特征在于，所述双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、氢氧化钠、水、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑的摩尔比为1:2:(10-16):2。

4.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述无机填料为氢氧化铝阻燃剂vk-la50、双飞粉、钛白粉按质量比1:(2-4):3混合形成的混合物。

5.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述无机填料的粒径为1300-1800目。

6.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的防火涂料，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中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠和/或聚羧酸钠盐；所述流平剂为德国毕克byk流平剂byk-333、有机硅流平剂hy-5030中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于，所述光引发剂为安息香、安息香乙醚中的至少一种。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述防火涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后，得到防火涂料。

技术总结一种防火涂料及其制备方法，由如下按重量份计的原料制成：超支化全氟聚醚聚氨酯丙烯酸酯齐聚物50‑60份、含不饱和烯键的阻燃功能成分6‑8份、2,4,6‑三乙烯基环硼氧烷3‑5份、3,9‑二乙烯基‑2,4,8,10‑四氧杂螺[5.5]十一烷1‑3份、3‑[N,N‑二甲基‑[2‑(2‑甲基丙‑2‑烯酰氧基)乙基]铵]丙烷‑1‑磺酸内盐3‑5份、10‑(4‑乙烯基苯基)‑10H‑吩恶嗪1‑3份、2‑乙烯基嘧啶2‑4份、无机填料10‑20份、偶联剂1‑3份、消泡剂1‑3份、分散剂1‑3份、流平剂0.8‑1.2份、光引发剂3‑5份。该涂料防火效果显著，耐湿热性佳，与基材附着力强，耐水性和耐洗刷性足。技术研发人员：赵俊焕,翟忠杰,陈盛,高飞,郭伟,卓婵,冯禹翔,李文肇,翟晓锋受保护的技术使用者：浙江睿高新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4