CN111154145A - 一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用。所述膨胀型阻燃剂是由复合阻燃物对有机膨胀蛭石插层改性而得；所述复合阻燃物是由成炭催化剂、发泡剂和成炭剂与二乙基次磷酸盐复配而得；所述有机膨胀蛭石是先对蛭石进行不完全膨胀煅烧，得到不完全膨胀蛭石，然后采用脂肪酸或脂肪酸盐对不完全膨胀蛭石有机改性而得。本发明的膨胀型阻燃剂与水性树脂的相容性好，具有良好的分散性、抗水解性、抗迁移性，克服了传统的阻燃剂与聚合物相容性差，漆膜易吸水，热稳定性差的缺点，应用膨胀型阻燃剂制得的防火涂料，防火阻燃性好、附着力高、硬度高、涂层耐水性、耐腐蚀性好。

Description

一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和其在膨胀型水性防火涂料中的应用，属于防火涂料技术领域。
背景技术
防火涂料就是通过将涂料刷在易燃材料的表面，能提高材料的耐火能力，减缓火焰蔓延传播速度，或在一定时间内能阻止燃烧，这一类涂料称为防火涂料。膨胀型防火涂料按溶剂可以分为水性和溶剂型两类。水性涂料是以水作为主要溶剂或者分散介质，而溶剂型涂料则以有机溶剂为分散介质。溶剂型涂料在施工过程中有机物挥发，严重危害环境和人们的健康，而水性涂料与溶剂型涂料相比，环保性能佳，可以达到零甲醛挥发，且水性防火涂料以水做溶剂，消除了生产过程施工时的火灾危险性，在安全性上占据优势，因此，水性防火涂料得到了快速的发展。
水性防火涂料主要由水性树脂、阻燃剂、功能性助剂等组成，目前的膨胀型防火涂料，其采用的阻燃剂主要是由酸源(成炭催化剂)、碳源(成炭剂)、气源(发泡剂)组成，虽然具有无卤、无锑、低烟、低毒、无腐蚀性气体等优势，但仍存在许多技术问题：
1)阻燃剂与树脂相容性差，导致漆膜力学性能、理化性能下降；
2)常用成炭催化剂和成炭剂如聚磷酸铵、季戊四醇等具有一定的吸水性，导致涂料耐水性下降，耐腐蚀性较差；
3)大部分阻燃剂为添加型低分子物，热稳定性差，易渗出、易沉淀，影响防火性能。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种膨胀型阻燃剂，是由复合阻燃物对有机膨胀蛭石插层改性而得；所述复合阻燃物是由成炭催化剂、发泡剂和成炭剂与二乙基次磷酸盐复配而得；所述有机膨胀蛭石是先对蛭石进行不完全膨胀煅烧，得到不完全膨胀蛭石，然后采用脂肪酸或脂肪酸盐对不完全膨胀蛭石有机改性而得。
作为一种实施方案，所述膨胀型阻燃剂中，成炭催化剂：发泡剂：成炭剂：二乙基次磷酸盐：有机膨胀蛭石的质量比为(8～15)：(5～10)：(5～8)：(3～5)：(3～5)。
作为一种实施方案，所述成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸二氢铵或磷酸三聚氰胺。
作为一种实施方案，所述发泡剂为三聚氰胺、尿素或三聚氰胺氰尿酸盐。
作为一种实施方案，所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇或甘露醇。
作为一种实施方案，所述二乙基次磷酸盐包括但不限于二乙基次磷酸铝、二乙基次磷酸镁、二乙基次磷酸锌，优选二乙基次磷酸铝或二乙基次磷酸镁。
作为优选方案，所述二乙基次磷酸盐的制备，包括如下操作：
将二乙基次磷酸钠溶于去离子水中，配置成浓度为2～6wt％的二乙基次磷酸钠水溶液，加入5～10wt％的稀硫酸调节溶液pH至2～3，得到混合溶液；将混合溶液加热到70～80℃，搅拌下缓慢滴入氯化盐或硫酸盐水溶液，滴加完全后，反应保温20～40分钟，结束反应，收集固体产物，即得二乙基次磷酸盐。
作为优选方案，所述收集固体产物具体操作如下：对反应液进行过滤，滤饼经去离子水洗涤后在120～140℃下真空干燥，即得二乙基次磷酸盐。
作为优选方案，所述氯化盐包括但不限于氯化铝、氯化镁、氯化锌，所述硫酸盐包括但不限于硫酸铝、硫酸镁、硫酸锌。
作为一种实施方案，所述脂肪酸为硬脂酸，所述脂肪酸盐为硬脂酸钠或硬脂酸锌。
一种制备本发明所述的膨胀型阻燃剂的方法，包括如下步骤：
a)将成炭催化剂、发泡剂和成炭剂与二乙基次磷酸盐复配混合，即得到复合阻燃物；
b)将蛭石原料进行除杂，然后放入800～900℃的马弗炉膨胀40～60秒，取出，得到不完全膨胀蛭石；将脂肪酸或脂肪酸盐溶于乙醇水溶液中，然后加入不完全膨胀蛭石，回流搅拌反应40～60分钟，过滤，干燥，即得有机膨胀蛭石；
c)将有机膨胀蛭石分散于乙醇水溶液中，得蛭石悬浮液，将复合阻燃物加入蛭石悬浮液中，然后回流搅拌反应1-3小时，过滤，干燥，即得膨胀型阻燃剂。
作为一种实施方案，步骤b)中，所述乙醇水溶液为10～20wt％的乙醇水溶液。
作为一种实施方案，步骤b)中，脂肪酸或脂肪酸盐的添加量为不完全膨胀蛭石的1～5wt％。
作为一种实施方案，步骤c)中，所述乙醇水溶液为30～50wt％的乙醇水溶液。
一种应用本发明所述的膨胀型阻燃剂制备的膨胀型水性防火涂料，其组成及配比为：水性树脂30～40wt％、pH调节剂0.2～0.5wt％、分散剂0.5～1wt％、润湿剂0.5～1wt％、钛白粉3～5wt％、增稠剂0.1～0.3wt％、成膜助剂0.5～1wt％、消泡剂0.5～1wt％、膨胀型阻燃剂23～35wt％、抗闪锈剂0.1～0.3wt％、防霉剂0.1～0.3wt％、去离子水20～40wt％。
作为一种实施方案，所述水性树脂为水性丙烯酸树脂，所述水性丙烯酸树脂包括但不限于水性有机硅改性丙烯酸树脂、水性苯乙烯改性丙烯酸树脂、水性碳钛改性丙烯酸树脂(例如，CN201611260393.5中公开的碳钛改性丙烯酸树脂)。
作为一种实施方案，所述pH调节剂为胺类pH调节剂或氨水，所述胺类pH调节剂为N,N-二甲基乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇(例如，AMP-95)。
作为一种实施方案，所述分散剂为六偏磷酸钠、WenHua P-19、道硅DW433或wellpo2510，优选六偏磷酸钠。
作为一种实施方案，所述润湿剂为Mix 855W、BYK346或迪高245，优选Mix 855W。
作为一种实施方案，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
作为一种实施方案，所述增稠剂为羟乙基纤维素、颜钛PUR42或羧甲基纤维素钠(CMC)，优选羟乙基纤维素。
作为一种实施方案，所述成膜助剂为十二碳醇酯、陶氏DPNB或马来酸酐二丁酯，优选十二碳醇酯。
作为一种实施方案，所述消泡剂为甲基硅油、迪高825、BYK024中的一种或几种。
作为优选方案，所述消泡剂为甲基硅油与迪高825或BYK024按照质量比为(5～7)：(3～5)的混合物。
作为一种实施方案，所述抗闪锈剂为Flash-X150或亚硝酸钠。
作为一种实施方案，所述防霉剂为Schulke DF35N、上海农药研究所LG-25SF或米勒WO-100。
一种制备本发明所述的膨胀型水性防火涂料的方法，包括如下步骤：
1)将配比量的膨胀型阻燃剂、去离子水和部分分散剂充分研磨并搅拌混合均匀；
2)加入配比量的剩余分散剂、部分消泡剂、润湿剂、钛白粉和增稠剂，充分研磨并搅拌混合均匀，得到混合浆料；
3)将配比量的水性树脂、pH调节剂、剩余消泡剂、成膜助剂混合均匀后加入步骤b)中的混合浆料中，搅拌混合均匀；
4)加入配比量的抗闪锈剂和防霉剂，搅拌均匀，即得所述膨胀型水性防火涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：
1、本发明采用由成炭催化剂、成炭剂、发泡剂和二乙基次磷酸盐复配组成的复合阻燃物对有机膨胀蛭石进行插层改性，制得膨胀型阻燃剂。复合阻燃物可以有效进入膨胀蛭石的微孔结构中，起到疏水、缓释和增韧的作用，受热时，复合阻燃物可与有机膨胀蛭石共同进行膨胀发泡，进而形成碳质泡沫隔热层覆盖在基材表面，阻止物体燃烧或因温度升高而造成强度下降，此外，蛭石与碳质泡沫形成有机整体后，一方面加强了膨胀碳层的稳定和强度，另一方面提高了膨胀碳层的密闭性，可以有效防止烟气的溢出，加强隔热性；将膨胀型阻燃剂添加至水性涂料中后，所述膨胀型阻燃剂与水性树脂的相容性好，具有良好的分散性、抗水解性、抗迁移性，克服了传统的阻燃剂与聚合物相容性差，漆膜易吸水，热稳定性差的缺点；
2、本发明的防火涂料以水性树脂为基体、在膨胀型阻燃剂和各组分的协同作用下，使得所述防火涂料具有防火阻燃性好、附着力高、硬度高、涂层耐水性、耐腐蚀性好、储存稳定、燃烧时少烟等特点，且绿色环保，无溶剂污染，可用于钢结构、木材结构等各种基材的防火，应用前景广阔，具有显著性进步和出乎意料的效果；
3、本发明的制备工艺经济实用，制备过程简单，成本低廉，无需特殊设备和苛刻条件，易于实现规模化生产，具有极强的实用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。
实施例1
一、二乙基次磷酸盐的制备：
将二乙基次磷酸钠溶于去离子水中，配置成浓度为4wt％的二乙基次磷酸钠水溶液，加入10wt％的稀硫酸调节溶液pH至3，得到混合溶液；
将混合溶液加热到75℃，搅拌下缓慢滴入等当量的硫酸铝水溶液，滴加完全后，反应保温30分钟，结束反应，过滤，滤饼经去离子水洗涤后在130℃下真空干燥，得到白色粉末，即为二乙基次磷酸铝。
二、复合阻燃物的制备：
将成炭催化剂、发泡剂、成炭剂、二乙基次磷酸盐按照质量比8：6：5：3复配混合，得到复合阻燃物，备用。
三、改性膨胀蛭石的制备：
将蛭石原料进行除杂，然后放入850℃的马弗炉膨胀40秒，取出，得到不完全膨胀蛭石；将硬脂酸钠加入300ml质量分数为10wt％的乙醇水溶液中，加热使硬脂酸钠溶于乙醇水溶液中，然后加入不完全膨胀蛭石，回流搅拌反应40分钟，其中，硬脂酸钠的添加量为不完全膨胀蛭石的1wt％，过滤，60℃下真空干燥，得改性膨胀蛭石，备用。
四、膨胀型阻燃剂的制备
将有机膨胀蛭石加入30wt％乙醇水溶液中，超声使其分散均匀，得到蛭石悬浮液；将复合阻燃物加入蛭石悬浮液中，然后回流搅拌2.5小时，过滤，120℃下真空干燥，得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂中，成炭催化剂、发泡剂、成炭剂、二乙基次磷酸盐与有机膨胀蛭石的质量比为8：6：5：3：3。
五、膨胀型水性防火涂料的制备：
所述膨胀型水性防火涂料的组成及配比为：水性树脂30wt％、pH调节剂0.5wt％、分散剂1wt％、润湿剂0.5wt％、钛白粉5wt％、增稠剂0.1wt％、成膜助剂0.5wt％、消泡剂0.7wt％、膨胀型阻燃剂24wt％、抗闪锈剂0.1wt％、防霉剂0.1wt％、去离子水37.5wt％。
所述膨胀型水性防火涂料的制备，包括如下步骤：
a)将配比量的膨胀型阻燃剂、去离子水和部分分散剂(例如，三分之二)充分研磨搅拌混合均匀，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
b)加入配比量的剩余分散剂、部分消泡剂(例如，三分之二)、润湿剂、钛白粉和增稠剂，充分研磨并搅拌混合均匀，得到混合浆料，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
c)将配比量的水性树脂、pH调节剂、剩余消泡剂、成膜助剂混合均匀后加入步骤b)中的混合浆料中，搅拌混合均匀；
d)加入配比量的抗闪锈剂和防霉剂，搅拌均匀，即得所述膨胀型水性防火涂料。
本实施例中，水性树脂为水性碳钛改性丙烯酸树脂；成炭催化剂为聚磷酸铵；成炭剂为季戊四醇；发泡剂为三聚氰胺；pH调节剂为氨水；分散剂为WenHua P-19；润湿剂为Mix855W；增稠剂为颜钛PUR42；成膜助剂为十二碳醇酯；消泡剂为甲基硅油和BYK024的混合物，其中甲基硅油：BYK024的质量比为3：2；抗闪锈剂为Flash-X150；防霉剂为上海农药研究所LG-25SF。
实施例2
一、二乙基次磷酸盐的制备：
将二乙基次磷酸钠溶于去离子水中，配置成浓度为4wt％的二乙基次磷酸钠水溶液，加入10wt％的稀硫酸调节溶液pH至3，得到混合溶液；
将混合溶液加热到75℃，搅拌下缓慢滴入等当量的硫酸镁水溶液，滴加完全后，反应保温30分钟，结束反应，过滤，滤饼经去离子水洗涤后在130℃下真空干燥，得到白色粉末，即为二乙基次磷酸镁。
二、复合阻燃物的制备：
将成炭催化剂、发泡剂、成炭剂、二乙基次磷酸盐按照质量比10：7：6：4复配混合，得到复合阻燃物，备用。
三、改性膨胀蛭石的制备：
将蛭石原料进行除杂，然后放入850℃的马弗炉膨胀40秒，取出，得到不完全膨胀蛭石；将硬脂酸钠加入300ml质量分数为15wt％的乙醇水溶液中，加热使硬脂酸钠溶于乙醇水溶液中，然后加入不完全膨胀蛭石，回流搅拌反应45分钟，其中，硬脂酸钠的添加量为不完全膨胀蛭石的2wt％，过滤，60℃下真空干燥，得改性膨胀蛭石，备用。
四、膨胀型阻燃剂的制备
将有机膨胀蛭石加入40wt％乙醇水溶液中，超声使其分散均匀，得到蛭石悬浮液；将复合阻燃物加入蛭石悬浮液中，然后回流搅拌2.5小时，过滤，130℃下真空干燥，得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂中，成炭催化剂、发泡剂、成炭剂、二乙基次磷酸盐与有机膨胀蛭石的质量比为10：7：6：4：4。
五、膨胀型水性防火涂料的制备：
所述膨胀型水性防火涂料的组成及配比为：水性树脂32wt％、pH调节剂0.2wt％、分散剂0.8wt％、润湿剂0.6wt％、钛白粉5wt％、增稠剂0.1wt％、成膜助剂0.5wt％、消泡剂0.6wt％、膨胀型阻燃剂28wt％、抗闪锈剂0.1wt％、防霉剂0.1wt％、去离子水32wt％。
所述膨胀型水性防火涂料的制备，包括如下步骤：
a)将配比量的膨胀型阻燃剂、去离子水和部分分散剂(例如，三分之二)充分研磨搅拌混合均匀，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
b)加入配比量的剩余分散剂、部分消泡剂(例如，三分之二)、润湿剂、钛白粉和增稠剂，充分研磨并搅拌混合均匀，得到混合浆料，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
c)将配比量的水性树脂、pH调节剂、剩余消泡剂、成膜助剂混合均匀后加入步骤b)中的混合浆料中，搅拌混合均匀；
d)加入配比量的抗闪锈剂和防霉剂，搅拌均匀，即得所述膨胀型水性防火涂料。
本实施例中，水性树脂为水性苯乙烯改性丙烯酸树脂；成炭催化剂为磷酸二氢铵；成炭剂为甘露醇；发泡剂为尿素；pH调节剂为N,N-二甲基乙醇胺；分散剂为六偏磷酸钠；润湿剂为BYK346；增稠剂为羧甲基纤维素钠；成膜助剂为陶氏DPNB；消泡剂为甲基硅油和迪高825的混合物，其中甲基硅油和迪高825质量比为3：2；抗闪锈剂为Flash-X150；防霉剂为米勒WO-100。
实施例3
一、二乙基次磷酸盐的制备：
将二乙基次磷酸钠溶于去离子水中，配置成浓度为4wt％的二乙基次磷酸钠水溶液，加入10wt％的稀硫酸调节溶液pH至3，得到混合溶液；
将混合溶液加热到80℃，搅拌下缓慢滴入等当量的硫酸锌水溶液，滴加完全后，反应保温40分钟，结束反应，过滤，滤饼经去离子水洗涤后在130℃下真空干燥，得到白色粉末，即为二乙基次磷酸锌。
二、复合阻燃物的制备：
将成炭催化剂、发泡剂、成炭剂、二乙基次磷酸盐按照质量比12：8：7：5复配混合，得到复合阻燃物，备用。
三、改性膨胀蛭石的制备：
将蛭石原料进行除杂，然后放入850℃的马弗炉膨胀40秒，取出，得到不完全膨胀蛭石；将硬脂酸钠加入300ml质量分数为20wt％的乙醇水溶液中，加热使硬脂酸钠溶于乙醇水溶液中，然后加入不完全膨胀蛭石，回流搅拌反应45分钟，其中，硬脂酸钠的添加量为不完全膨胀蛭石的3wt％，过滤，60℃下真空干燥，得改性膨胀蛭石，备用。
四、膨胀型阻燃剂的制备
将有机膨胀蛭石加入50wt％乙醇水溶液中，超声使其分散均匀，得到蛭石悬浮液；将复合阻燃物加入蛭石悬浮液中，然后回流搅拌2.5小时，过滤，120℃下真空干燥，得膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂中，成炭催化剂、发泡剂、成炭剂、二乙基次磷酸盐与有机膨胀蛭石的质量比为12：8：7：5：5。
五、膨胀型水性防火涂料的制备：
所述膨胀型水性防火涂料的组成及配比为：水性树脂30wt％、pH调节剂0.5wt％、分散剂0.9wt％、润湿剂0.6wt％、钛白粉5wt％、增稠剂0.1wt％、成膜助剂0.7wt％、消泡剂1wt％、膨胀型阻燃剂29wt％、抗闪锈剂0.1wt％、防霉剂0.1wt％、去离子水32wt％。
所述膨胀型水性防火涂料的制备，包括如下步骤：
a)将配比量的膨胀型阻燃剂、去离子水和部分分散剂(例如，三分之二)充分研磨搅拌混合均匀，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
b)加入配比量的剩余分散剂、部分消泡剂(例如，三分之二)、润湿剂、钛白粉和增稠剂，充分研磨并搅拌混合均匀，得到混合浆料，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
c)将配比量的水性树脂、pH调节剂、剩余消泡剂、成膜助剂混合均匀后加入步骤b)中的混合浆料中，搅拌混合均匀；
d)加入配比量的抗闪锈剂和防霉剂，搅拌均匀，即得所述膨胀型水性防火涂料。
本实施例中，水性树脂为水性有机硅改性丙烯酸树脂；成炭催化剂为磷酸三聚氰胺；成炭剂为双季戊四醇；发泡剂为三聚氰胺氰尿酸盐；pH调节剂为AMP-95；分散剂为道硅DW433；润湿剂为迪高245；增稠剂为羟乙基纤维素；成膜助剂为马来酸酐二丁酯；消泡剂为甲基硅油和BYK024的混合物，其中甲基硅油和BYK024质量比为3：2；抗闪锈剂为Flash-X150；防霉剂为Schulke DF35N。
对比例1
本对比例中，对比膨胀型水性防火涂料的组成及配比为：水性树脂30wt％、pH调节剂0.5wt％、分散剂1wt％、润湿剂0.5wt％、钛白粉5wt％、增稠剂0.1wt％、成膜助剂0.5wt％、消泡剂0.7wt％、有机膨胀蛭石3wt％、阻燃剂21wt％、抗闪锈剂0.1wt％、防霉剂0.1wt％、去离子水37.5wt％。
本对比例中，对比膨胀型水性防火涂料的制备，包括如下步骤：
a)将配比量的有机膨胀蛭石、去离子水和部分分散剂充分研磨搅拌混合均匀，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
b)加入配比量的剩余分散剂、部分消泡剂、润湿剂、阻燃剂、钛白粉和增稠剂，充分研磨并搅拌混合均匀，得到混合浆料，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
c)将配比量的水性树脂、pH调节剂、剩余消泡剂、成膜助剂混合均匀后加入步骤b)中的混合浆料中，搅拌混合均匀；
d)加入配比量的抗闪锈剂和防霉剂，搅拌均匀，即得对比膨胀型水性防火涂料。
本对比例中，阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇的复配物，其中，聚磷酸铵：三聚氰胺：季戊四醇的质量比为8：6：5；膨胀蛭石、水性树脂、pH调节剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、成膜助剂、消泡剂、抗闪锈剂、防霉剂均与实施例1相同。
对比例2
本对比例中，对比膨胀型水性防火涂料的组成及配比为：水性树脂30wt％、pH调节剂0.5wt％、分散剂1wt％、润湿剂0.5wt％、钛白粉5wt％、增稠剂0.1wt％、成膜助剂0.5wt％、消泡剂0.7wt％、阻燃剂24wt％、抗闪锈剂0.1wt％、防霉剂0.1wt％、去离子水37.5wt％。
本对比例中，对比膨胀型水性防火涂料的制备，包括如下步骤：
a)加入配比量的去离子水、分散剂、部分消泡剂、润湿剂、阻燃剂、钛白粉和增稠剂，充分研磨并搅拌混合均匀，得到混合浆料，研磨后的混合物细度控制在30μm以下；
b)将配比量的水性树脂、pH调节剂、剩余消泡剂、成膜助剂混合均匀后加入步骤a)中的混合浆料中，搅拌混合均匀；
c)加入配比量的抗闪锈剂和防霉剂，搅拌均匀，即得对比膨胀型水性防火涂料。
本对比例中，阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇的复配物，其中，聚磷酸铵：三聚氰胺：季戊四醇的质量比为8：6：5；水性树脂、pH调节剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、成膜助剂、消泡剂、抗闪锈剂、防霉剂均与实施例1相同。
将本发明实施例1-3和对比例1-2制备的膨胀型水性防火涂料的性能进行对比，结果如表1所示。
表1实施例1-3和对比例1-2制备的膨胀型水性防火涂料的性能测试数据
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 执行标准
表干/小时 1 1 1 1 1 GB 14907
实干/小时 2 2 2 2 2 GB 14907
附着力/MPa 0.65 0.74 0.57 0.42 0.33 GB/T 5210
硬度 H H H H HB GB/T 6739
耐火漆膜厚度/μm 100±5 100±5 100±5 100±5 100±5 ISO 2808
耐燃时间/分钟 32 34 35 26 20 GB 14907
极限氧指数 30 31 32 27 25 GB/T 2406.2
耐水性 合格 合格 合格 合格 合格 GB/T 14907
耐盐雾腐蚀性 合格 合格 合格 合格 合格 GB/T 14907
由表1可见：应用本发明提供的膨胀型阻燃剂所制得的水性防火涂料，附着力高、漆膜干燥速度快、硬度高、具有优异的耐水性和防腐蚀性，各项物理指标均符合国家相关标准，尤其是，应用本发明提供的膨胀型阻燃剂所制得的水性防火涂料与对比膨胀型防火涂料相比，具有更长的耐燃时间和更高的氧指数，阻燃防火性能优异。
将本发明的实施例1-3和对比例1-2制备的膨胀型水性防火涂料的模拟大板法背火温度(℃)和残炭量(wt％)进行对比，结果如表2所示。
表2实施例1-3和对比例1-2制备的膨胀型水性防火涂料的模拟大板法背火温度(℃)和残炭量(wt％)的数据
Figure BDA0002369966660000091
Figure BDA0002369966660000101
由表2可见：应用本发明提供的膨胀型阻燃剂所制得的水性防火涂料与对比膨胀型防火涂料相比，热失重速率更慢，质量损失比对比膨胀型防火涂料低10-15％，具有更好的热稳定性，防火涂层可以对基材起到更好的保护作用。
最后需要在此指出的是：以上仅是本发明的部分优选实施例，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种膨胀型阻燃剂，其特征在于：是由复合阻燃物对有机膨胀蛭石插层改性而得；所述复合阻燃物是由成炭催化剂、发泡剂和成炭剂与二乙基次磷酸盐复配而得；所述有机膨胀蛭石是先对蛭石进行不完全膨胀煅烧，得到不完全膨胀蛭石，然后采用脂肪酸或脂肪酸盐对不完全膨胀蛭石有机改性而得。
2.根据权利要求1所述的膨胀型阻燃剂，其特征在于：所述膨胀型阻燃剂中，成炭催化剂：发泡剂：成炭剂：二乙基次磷酸盐：有机膨胀蛭石的质量比为(8～15)：(5～10)：(5～8)：(3～5)：(3～5)。
3.根据权利要求1所述的膨胀型阻燃剂，其特征在于：所述成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸二氢铵或磷酸三聚氰胺。
4.根据权利要求1所述的膨胀型阻燃剂，其特征在于：所述发泡剂为三聚氰胺、尿素或三聚氰胺氰尿酸盐。
5.根据权利要求1所述的膨胀型阻燃剂，其特征在于：所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇或甘露醇。
6.根据权利要求1所述的膨胀型阻燃剂，其特征在于：所述二乙基次磷酸盐包括但不限于二乙基次磷酸铝、二乙基次磷酸镁、二乙基次磷酸锌。
7.根据权利要求1所述的膨胀型阻燃剂，其特征在于：所述脂肪酸为硬脂酸，所述脂肪酸盐为硬脂酸钠或硬脂酸锌。
8.一种制备权利要求1所述的膨胀型阻燃剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将成炭催化剂、发泡剂和成炭剂与二乙基次磷酸盐复配混合，即得到复合阻燃物；
b)将蛭石原料进行除杂，然后放入800～900℃的马弗炉膨胀40～60秒，取出，得到不完全膨胀蛭石；将脂肪酸或脂肪酸盐溶于乙醇水溶液中，然后加入不完全膨胀蛭石，回流搅拌反应40～60分钟，过滤，干燥，即得有机膨胀蛭石；
c)将有机膨胀蛭石分散于乙醇水溶液中，得蛭石悬浮液，将复合阻燃物加入蛭石悬浮液中，然后回流搅拌反应1-3小时，过滤，干燥，即得膨胀型阻燃剂。
9.一种应用权利要求1所述的膨胀型阻燃剂制备的膨胀型水性防火涂料，其特征在于，其组成及配比为：水性树脂30～40wt％、pH调节剂0.2～0.5wt％、分散剂0.5～1wt％、润湿剂0.5～1wt％、钛白粉3～5wt％、增稠剂0.1～0.3wt％、成膜助剂0.5～1wt％、消泡剂0.5～1wt％、膨胀型阻燃剂23～35wt％、抗闪锈剂0.1～0.3wt％、防霉剂0.1～0.3wt％、去离子水20～40wt％。
10.一种制备权利要求9所述的膨胀型水性防火涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将配比量的膨胀型阻燃剂、去离子水和部分分散剂充分研磨并搅拌混合均匀；
2)加入配比量的剩余分散剂、部分消泡剂、润湿剂、钛白粉和增稠剂，充分研磨并搅拌混合均匀，得到混合浆料；
3)将配比量的水性树脂、pH调节剂、剩余消泡剂、成膜助剂混合均匀后加入步骤b)中的混合浆料中，搅拌混合均匀；
4)加入配比量的抗闪锈剂和防霉剂，搅拌均匀，即得所述膨胀型水性防火涂料。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112375257A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 上海湘新阻燃材料有限公司 一种高效环保型复合阻燃剂及其制备方法
CN113461966A (zh) * 2021-08-23 2021-10-01 濮阳市盛源能源科技股份有限公司 一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法
CN117624992A (zh) * 2024-01-25 2024-03-01 山东信泰节能科技股份有限公司 一种反射隔热真石漆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102167530A (zh) * 2010-12-23 2011-08-31 西南科技大学 一种蛭石膨胀与有机改性一体化的制备工艺
CN102174223A (zh) * 2011-03-15 2011-09-07 常州大学 一种阻燃发泡聚乙烯材料及其制备方法
CN102898769A (zh) * 2012-10-11 2013-01-30 江苏鼎启钟华新型材料科技有限公司 电线电缆用基于磷氮复合阻燃体系的热塑性弹性体组合物
CN109321021A (zh) * 2018-10-29 2019-02-12 石家庄易辰防火保温材料有限公司 一种防火型膨胀蛭石及其制备方法
CN109401587A (zh) * 2018-10-29 2019-03-01 石家庄易辰防火保温材料有限公司 一种防火涂料
CN110527343A (zh) * 2019-09-06 2019-12-03 石家庄易辰防火保温材料有限公司 一种防火涂料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102167530A (zh) * 2010-12-23 2011-08-31 西南科技大学 一种蛭石膨胀与有机改性一体化的制备工艺
CN102174223A (zh) * 2011-03-15 2011-09-07 常州大学 一种阻燃发泡聚乙烯材料及其制备方法
CN102898769A (zh) * 2012-10-11 2013-01-30 江苏鼎启钟华新型材料科技有限公司 电线电缆用基于磷氮复合阻燃体系的热塑性弹性体组合物
CN109321021A (zh) * 2018-10-29 2019-02-12 石家庄易辰防火保温材料有限公司 一种防火型膨胀蛭石及其制备方法
CN109401587A (zh) * 2018-10-29 2019-03-01 石家庄易辰防火保温材料有限公司 一种防火涂料
CN110527343A (zh) * 2019-09-06 2019-12-03 石家庄易辰防火保温材料有限公司 一种防火涂料

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112375257A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 上海湘新阻燃材料有限公司 一种高效环保型复合阻燃剂及其制备方法
CN113461966A (zh) * 2021-08-23 2021-10-01 濮阳市盛源能源科技股份有限公司 一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法
CN113461966B (zh) * 2021-08-23 2022-07-26 濮阳市盛源能源科技股份有限公司 一种阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法
CN117624992A (zh) * 2024-01-25 2024-03-01 山东信泰节能科技股份有限公司 一种反射隔热真石漆
CN117624992B (zh) * 2024-01-25 2024-04-12 山东信泰节能科技股份有限公司 一种反射隔热真石漆

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