一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711443215.0
(22)申请日 2017.12.27
(71)申请人 东莞市宏泰基阻燃材料有限公司
地址 523000 广东省东莞市横沥镇隔坑下
车岗金龙西路160号
(72)发明人 潘凯宏　刘伟明　李余聘　黄起渊　
(51)Int.Cl.
C09D 5/18(2006.01)
C09D 7/61(2018.01)
C09D 7/63(2018.01)
C09D 7/65(2018.01)
C09D 133/00(2006.01)
(54)发明名称
一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的
成份及制备方法
(57)摘要
本发明公开了一种水性丙烯酸涂料用无卤
膨胀阻燃剂的成份及制备方法，该阻燃剂的组份
包括；聚磷酸铵10-80%、成炭剂10-80%、乳化剂
10-30%、增稠剂1-40%、反絮凝剂1-45%、碳层增强
剂1-20%复合制成，所述增稠剂包括；钠基膨润
土、凹凸棒、分子筛、硅凝胶、硅藻土、气相法白炭
黑，所述反絮凝剂包括；枸橼酸钠、酒石酸钠、磷
酸盐、琥珀酸镁，所述碳层增强剂包括；双环磷酸
酯、磷酸二氢铝、酸式磷酸铝钠。

本发明的有益效
果是，方法简单，
实用性强。

权利要求书1页 说明书4页CN 108003694 A 2018.05.08
C N 108003694
A
1.一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，该阻燃剂的组份包括；聚磷酸铵10-80%、成炭剂10-80%、乳化剂10-30%、增稠剂1-40%、反絮凝剂1-45%、碳层增强剂1-20%复合制成。

2.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，该阻燃剂的组份比例包括；聚磷酸铵34%、成炭剂28%、乳化剂11%、增稠剂3%、反絮凝剂6.5%、碳层增强剂17.5%。

3.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，所述增稠剂包括；钠基膨润土、凹凸棒、分子筛、硅凝胶、硅藻土、气相法白炭黑。

4.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，所述反絮凝剂包括；枸橼酸钠、酒石酸钠、磷酸盐、琥珀酸镁。

5.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，所述碳层增强剂包括；双环磷酸酯、磷酸二氢铝、酸式磷酸铝钠。

6.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，所述乳化剂包括；吐温-80、司班-60、聚乙二醇-200、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、脱糖木质素磺酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，该阻燃剂的制备方法包括以下步骤；
步骤一，在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的反应器中加入三聚氯氰51g和300ml丙酮，充分搅拌至其溶解，备用；
步骤二，将45g对苯二胺和17.5g碳酸钠加入到100ml的去离子水中，备用；
步骤三，将反应器置于水浴锅中，通过恒压滴加漏斗将制备的对苯二胺与碳酸钠溶液滴加到上述三聚氯氰丙酮溶液中，继续反应7小时后抽滤、洗涤、烘干、粉碎得到三嗪成炭剂，备用；
步骤四，将优选配方中的聚磷酸铵、成炭剂、膨润土、无水焦磷酸钠、枸橼酸钠、双环磷酸酯和磷酸二氢铝按适当比例加入高速缸中高速搅拌后出料，将搅拌好的物料加入捏合机中，继续捏合，并按配方中的比例取司班-60，吐温-80缓慢加入捏合机进行捏合，半小时后，阻燃材料成粘稠团状物时即可出料，得阻燃剂成品。

8.根据权利要求7所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，所述水浴锅的水浴温度控制在15℃以内。

9.根据权利要求7所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，所述高速缸的搅拌时间为10分钟。

10.根据权利要求7所述的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其特征在于，所述去离子水的温度为80℃。

权　利　要　求　书1/1页CN 108003694 A
一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种利用三嗪成炭剂制备的水性丙烯酸饰面涂料用的无卤相关领域，特别是一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法。

背景技术
[0002]随着社会的发展，人们生活的富足，商品新式住宅楼层越来越高。

大型人口聚集建筑设施越来越多，美观要求也越来越高。

墙面装饰成了人们对房屋美观改善的基本要求。

建筑安全也受到前所未有的重视。

火灾的发生所引起的灾难后果越发严重。

所以人们在建筑材料中同时使用阻燃材料的做法极大的解决了建筑火灾隐患。

目前大部分饰面为主的涂料使用的都是卤素阻燃复合的阻燃涂料。

众所周知，卤素阻燃剂的阻燃效率高，性质稳定，曾受到众多涂料生产厂商的青睐，但是卤素阻燃剂在燃烧时或受到高温时，都会产生浓浓的黑烟，这种浓烟中含有大量的重颗粒，卤素化合物气体及二噁英等有毒物质对环境、空气污染巨大，对火灾中的人的呼吸系统影响巨大、甚至让很多人在烟雾中丧命。

目前市场上也有部分生产无卤阻燃装饰涂料的厂家，使用膨胀阻燃剂作为阻燃材料的也有之。

但是大多都存在抗沉降效果差，骨料添加对阻燃影响大，不易长期保存等特点，只能在特定施工状态下使用，难以大面积推广。

发明内容
[0003]本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法。

[0004]实现上述目的本发明的技术方案为，该阻燃剂的组份包括；聚磷酸铵10-80%、成炭剂10-80%、乳化剂10-30%、增稠剂1-40%、反絮凝剂1-45%、碳层增强剂1-20%复合制成。

[0005]该阻燃剂的优先组份比例包括；聚磷酸铵34%、成炭剂28%、乳化剂11%、膨润土3%、无水焦磷酸钠 3%、枸橼酸钠3.5%、双环磷酸酯7%、磷酸二氢铝10.5%。

[0006]所述增稠剂包括；钠基膨润土、凹凸棒、分子筛、硅凝胶、硅藻土、气相法白炭黑中的一种或几种，其中优选钠基膨润土、硅藻土。

[0007]所述反絮凝剂包括；枸橼酸钠、酒石酸钠、磷酸盐、琥珀酸镁中的一种或几种，其中优选磷酸盐、枸橼酸钠。

[0008]所述碳层增强剂包括；双环磷酸酯、磷酸二氢铝、酸式磷酸铝钠等，其中的一种或几种，其中优选双环磷酸酯、磷酸二氢铝。

[0009]所述乳化剂包括；吐温-80、司班-60、聚乙二醇-200、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、脱糖木质素磺酸钠中的一种或几种，其中优选吐温-80、司班-60。

[0010]该阻燃剂的制备方法包括以下步骤；
步骤一，在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的反应器中加入三聚氯氰51g和300ml丙酮，充分搅拌至其溶解，备用；
步骤二，将45g对苯二胺和17.5g碳酸钠加入到100ml的去离子水中，备用；
步骤三，将反应器置于水浴锅中，通过恒压滴加漏斗将制备的对苯二胺与碳酸钠溶液滴加到上述三聚氯氰丙酮溶液中，继续反应7小时后抽滤、洗涤、烘干、粉碎得到三嗪成炭剂，备用；
步骤四，将优选配方中的聚磷酸铵、成炭剂、膨润土、无水焦磷酸钠、枸橼酸钠、双环磷酸酯和磷酸二氢铝按适当比例加入高速缸中高速搅拌后出料，将搅拌好的物料加入捏合机中，继续捏合，并按配方中的比例取司班-60，吐温-80缓慢加入捏合机进行捏合，半小时后，阻燃材料成粘稠团状物时即可出料，得阻燃剂成品。

[0011]所述水浴锅的水浴温度控制在15℃以内。

[0012]所述高速缸的搅拌时间为10分钟。

[0013]所述去离子水的温度为80℃。

[0014]利用本发明的技术方案制作的一种水性丙烯酸涂料用无卤膨胀阻燃剂的成份及制备方法，其成炭速度快，隔热效果好，发烟少，阻燃效率高。

具体实施方式
[0015]下面结合实施案例对本发明进行具体描述，如实施案例1-5所示。

[0016]实施案例1
按照权利要求2中优选比例和步骤四制备方法制得第一种比例目标产品，将该目标产品取32克，加入含有50克丙烯酸胶水、8克水、20克金红石钛白粉的78基础涂料中。

混合，放于三辊研磨机中研磨成涂料浆。

将该涂料按照GB 12441-2005所规定的检测实验方法进行燃烧检测实验。

检测结果如下：
实施案例2
取聚磷酸铵30%、成炭剂25%、聚丙烯酸钠 6%、聚乙二醇 5%、膨润土3%、酒石酸钠 3%、磷酸盐3.5%、磷酸二氢铝17.5%。

将配方中的聚磷酸铵，成炭剂，膨润土，酒石酸钠，聚丙烯酸钠，磷酸盐，磷酸二氢铝按适当比例加入高速缸中高速搅拌10分钟后出料。

将搅拌好的物料加入捏合机中，继续捏合，并按配方中的比例取聚乙二醇缓慢加入捏合机进行捏合。

半小时后，阻燃材料成粘结，晶状物时，即可出料，得阻燃剂成品。

将该目标产品取32克，加入含有55克丙烯酸胶水、8克水、15克金红石钛白粉的78基础涂料中。

混合，放于三辊研磨机中研磨成涂料浆。

将该涂料按照GB 12441-2005所规定的检测实验方法进行燃烧检测实验。

检测结果如下：
实施案例3
按照权利要求2中优选比例和步骤四制备方法制得第一种比例目标产品，将该目标产品取32克，加入含有45克丙烯酸胶水、10克水、25克金红石钛白粉的80基础涂料中。

混合，放于三辊研磨机中研磨成涂料浆。

将该涂料按照GB 12441-2005所规定的检测实验方法进行燃烧检测实验。

检测结果如下：
实施案例4
取聚磷酸铵35%、成炭剂25%、吐温-80 6%、聚乙二醇 5%、膨润土3%、酒石酸钠 3%、磷酸盐3.5%、环状磷酸酯10%、磷酸二氢铝5.5%。

将配方中的聚磷酸铵，成炭剂，膨润土，酒石酸钠，环状磷酸酯、磷酸盐，磷酸二氢铝按适当比例加入高速缸中高速搅拌10分钟后出料。

将搅拌好的物料加入捏合机中，继续捏合，并按配方中的比例取聚乙二醇、吐温-80缓慢加入捏合机进行捏合。

半小时后，阻燃材料成粘结，团状物时，即可出料，得阻燃剂成品。

将该目标产品取32克，加入含有55克丙烯酸胶水、8克水、15克金红石钛白粉的78基础涂料中。

混合，放于三辊研磨机中研磨成涂料浆。

将该涂料按照GB 12441-2005所规定的检测实验方法进行燃烧检测实验。

检测结果如下：
实施案例5
取聚磷酸铵35%、成炭剂25%、吐温-80 6%、聚乙二醇 5%、硅凝胶3%、琥珀酸镁3%、磷酸盐3.5%、环状磷酸酯17.5%。

将配方中的聚磷酸铵，成炭剂，硅凝胶，琥珀酸镁，环状磷酸酯、磷酸盐，按适当比例加入高速缸中高速搅拌15分钟后出料。

将搅拌好的物料加入捏合机中，继续捏合，并按配方中的比例取聚乙二醇、吐温-80缓慢加入捏合机进行捏合。

半小时后，阻燃材料成粘结，团状物时，即可出料，得阻燃剂成品。

将该目标产品取30克，加入含有45克丙烯酸胶水、8克水、10克金红石钛白粉的63基础涂料中。

混合，放于三辊研磨机中研磨成涂料浆。

将该涂料按照GB 12441-2005所规定的检测实验方法进行燃烧检测实验。

检测结果如下：
本实施方案的特点为，膨胀阻燃剂含有碳源、酸源、气源、并其中加入成炭层增强剂后，经过特殊的表面粒子偶合处理可以做到长期不沉降，并且骨料对其阻燃影响小。

几乎不产生磷化氢，甲醛，稠环芳烃以及其它有害气体。

并且，其成炭速度快，隔热效果好，发烟少，阻燃效率也高，是替代含卤阻燃剂的理想阻燃材料。

[0017]在本实施方案中，在装有搅拌器，温度计和滴液漏斗的反应器中加入三聚氯氰51g 和300ml丙酮，充分搅拌至其溶解，备用。

将45g对苯二胺和17.5g碳酸钠加入到100ml 80℃的去离子水中，备用。

将反应器置于水浴锅中，并控制水浴温度为15℃以内。

通过恒压滴加漏斗将制备的对苯二胺与碳酸钠溶液滴加到上述三聚氯氰丙酮溶液中，继续反应7小时后抽滤，洗涤，烘干，粉碎得到三嗪成炭剂，备用。

对应权利要求2中所提出的使用分量优选比例为：聚磷酸铵34%、成炭剂28%、吐温-80 6%、司班-60 5%、膨润土3%、无水焦磷酸钠 3%、枸橼酸钠3.5%、双环磷酸酯7%、磷酸二氢铝10.5%。

优选配方中的聚磷酸铵，成炭剂，膨润土，无水焦磷酸钠，枸橼酸钠，双环磷酸酯和磷酸二氢铝按适当比例加入高速缸中高速搅拌10分钟后出料。

将搅拌好的物料加入捏合机中，继续捏合，并按配方中的比例取司班-60，吐温-80缓慢加入捏合机进行捏合。

半小时后，阻燃材料成粘稠，团状物时，即可出料，得阻燃剂成品。

[0018]上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。