[發明專利]涂料阻燃助劑的制備方法

無效

• 申請號: 201010137747.3
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101851436A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 賴奕堅;高倩;任雯菁;金承鈺;何琳
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C09C1/40
• 分類號: C09C1/40;C09C3/04;C09D7/12;C09D5/18;C09K21/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種涂料技術領域的制備方法，具體是一種基于花崗巖石粉的涂料阻燃助劑的制備方法。

背景技術

目前，常見的阻燃劑有鹵系阻燃劑、銻化合物、有機磷系阻燃劑、無機磷系阻燃劑、氫氧化鋁、氫氧化鎂、含硅阻燃劑等。現有非膨脹型防火涂料主要由基料、阻燃助劑、顏料和填料組成。由于鹵系阻燃劑對人類健康和環境存在潛在的危害，銻化合物常用于與鹵系阻燃劑協同使用，而無機阻燃劑在一定程度上可以滿足其對環境污染小的要求，成為近年來有較大發展的防火助劑，因而發展氫氧化鋁和氫氧化鎂及含硅阻燃劑顯得尤為重要。

花崗巖石粉的主要成分為云母、鉀長石、鈉長石、石英等，含有大量的鋁(Al)、鎂(Mg)、硅(Si)元素。目前，對花崗巖石粉廢料的利用多見于作為人造復合板的填料，如中國專利CN101357838A和CN101323707A，梁月清在《福建建材》2006年第一期的“讓廢棄石粉變為新型建材”一文中也是采用了類似思路，這些應用中均沒有有效利用其中的元素資源。昆明理工大學王修昌在其碩士論文“利用花崗巖石粉等工業廢棄物制備莫來石陶瓷材料的研究”中，有效利用了花崗巖石粉中的鋁(Al)、鎂(Mg)、硅(Si)元素，制備得到了莫來石陶瓷，但該方法需要在1650℃的高溫下進行，其操作性和經濟效益不高。

經過對現有技術的檢索發現，目前尚未見利用花崗巖石粉制備防火助劑的報道，高鋁粉煤灰的組成與花崗巖石粉較為接近，丁宏婭等在《現代地質》2006年第三期的“利用高鋁粉煤灰制備氫氧化鋁的實驗”一文中利用高鋁粉煤灰制備氫氧化鋁，但該報道只利用了其中的鋁元素，硅等其它元素并沒有被利用。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種涂料阻燃助劑及其制備方法，通過有效利用石粉中的鋁、鎂、硅元素資源生產涂料阻燃助劑的方法，提高資源的利用效率，并有助于解決鹵系阻燃劑對環境和人體健康存在的潛在危害。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

第一步，將花崗巖石粉與反應助劑混合均勻后進行焙燒處理，得到粉體產物。

所述的花崗巖石粉為通過50目～400目篩網的粉狀體。

所述的反應助劑為碳酸鈉固體、碳酸氫鈉固體、碳酸鉀固體和碳酸氫鉀固體的一種或者其混合。

所述的混合均勻是指取花崗巖石粉與反應助劑的質量比為1.0∶0.5～1.0∶1.0混合后機械攪拌。

所述的焙燒處理是指：在700℃～1000℃下進行焙燒反應并保溫1小時～4小時后自然冷卻。

第二步，將粉體產物溶解于無機酸中，經過濾后向濾液中滴加堿溶液，將pH值調節到4.5～6.5，得到涂料阻燃助劑。

所述無機酸是指濃度為1.0mol/L～5.0mol/L的鹽酸、硫酸和硝酸中的一種或其混合的水溶液；

所述堿溶液是指濃度為1mol/L～4mol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀或其組合的水溶液。

上述制備方法的優選條件為：篩選通過300目篩網的花崗巖石粉，花崗巖石粉與反應助劑的質量比為1∶0.6，焙燒溫度為900℃，保溫時間為1.5小時，無機酸為鹽酸且濃度為2.5mol/L，堿溶液為氫氧化鈉溶液且濃度為2mol/L，調節的pH值為5.2。

本發明制備得到的涂料阻燃助劑，其組分及其含量為：氫氧化鋁：5％～30％、二氧化硅：5％～40％、余量為鈉鹽、鎂鹽、水等反應產物。

本發明水性涂料阻燃助劑的使用方法十分簡單，根據所得涂料阻燃助劑中Al元素的含量，以氫氧化鋁計量，按涂料重量的0.1％～0.5％加入水性涂料中，充分攪拌即可。在用量為0.1％～0.5％時，涂料的耐燃時間達到25min，火焰傳播比值為22，質量損失10g，碳化體積30cm³。

本發明與現有技術相比具有如下特點：

(1)有效利用了花崗巖粉中的Al、Mg、Si元素資源，為花崗巖石粉找到了一個更為高效的利用方向；

(2)產物集氫氧化鋁、氫氧化鎂、二氧化硅凝膠的阻燃特性于一體，具有阻燃、抑制釋熱的效果；

(3)產品屬無機阻燃劑，對環境及人體健康不產生危害；

(4)使用方便，與水性涂料相容性好，在涂料生產過程中加入即可。

附圖說明

圖1為實施例原料的粉末X射線衍射(XRD)譜。

圖2為實施例成品X射線衍射(XRD)譜。

圖3為實施例原料的掃描電鏡(SEM)照片。

圖4為實施例的性能指標比較圖

具體實施方式