[發(fā)明專利]一種自修復(fù)型膨脹阻燃涂料及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810200750.1
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108441043A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張云飛;符俊豪;杜飛鵬;吳艷光;李亮;鄢國平
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號: C09D129/14
• 分類號: C09D129/14;C09D7/61;C09D5/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明涉及一種自修復(fù)型膨脹阻燃涂料，包括如下組分：聚乙烯醇、甲醛水溶液、硅酸鈉、氟硅酸鈉、聚磷酸銨、填料、水、適量稀硫酸和適量氫氧化鈉溶液。一種自修復(fù)型膨脹阻燃涂料的制備方法，具體包括如下步驟：向反應(yīng)容器中加入水和聚乙烯醇，待聚乙烯醇溶解完全，加甲醛水溶液用稀硫酸調(diào)節(jié)體系pH值；90℃水浴中保溫后將反應(yīng)體系冷卻至40℃～60℃，加入硅酸鈉和氟硅酸鈉，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值；40℃～60℃溫度下保溫后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，加入聚磷酸銨和填料，出料得到自修復(fù)型膨脹阻燃涂料。自修復(fù)型膨脹阻燃涂料在木材、紙張或木質(zhì)文物古跡阻燃防護中的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果為：自修復(fù)性、阻燃效果好及成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子阻燃涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種自修復(fù)型膨脹阻燃涂料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

木材是人類不可缺少的工業(yè)、生活用材料。隨著人民生活水平的提高，木材以其力學(xué)性能優(yōu)異、環(huán)保及美麗的紋理等優(yōu)點在建筑裝修中備受歡迎，然而，木材具有易燃性，木材的防火問題亟待解決。

木材的阻燃處理是提高木材防火安全性的重要手段，傳統(tǒng)鹵素阻燃劑在燃燒過程中會產(chǎn)生有害氣體，嚴(yán)重威脅人體健康，目前已禁止使用。氮磷系阻燃劑及無機填料阻燃劑因具有毒性小、價格低、處理工藝簡單等優(yōu)點，成為主流的木材阻燃劑。

專利CN107127848A公開了一種阻燃抑煙木材的制備方法，其以硝酸鎂、硝酸鋁為原料，摻雜稀土和多壁碳納米管，通過共沉淀法制得層狀結(jié)構(gòu)的鎂鋁氫氧化物，并與硅烷偶聯(lián)劑改性聚磷酸銨等原料配置成浸漬液，將浸漬液滲透入木材內(nèi)部，制得阻燃抑煙木材，浸漬后的木材阻燃抑煙效果好，但該方法較為復(fù)雜，浸漬需要通過微波及超聲等辦法。

專利CN104387899A公開了一種透明防火涂料的制備方法，該專利采用尿素、甲醛、乙醇、磷酸、淀粉、氫氧化鈉、鈣粉、甲酸及水為原料，按一定比例反應(yīng)制得透明防火涂料，涂料阻燃性能較好，但是該涂料放置一段時間后，涂層表面容易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，影響美觀及阻燃性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自修復(fù)型膨脹阻燃涂料及其制備方法與應(yīng)用，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種自修復(fù)型膨脹阻燃涂料，按重量份數(shù)計包括如下組分：聚乙烯醇5～15份、甲醛水溶液1～5份、硅酸鈉10～30份、氟硅酸鈉0.5～2.5份、聚磷酸銨10～45份、填料5～15份、水100～120份、適量稀硫酸和適量氫氧化鈉溶液。所述甲醛水溶液的濃度為37％。所述填料為氫氧化鎂。所述填料為氫氧化鋁。所述聚乙烯醇為PVA-1788、PVA-2088或PVA-2488中的一種。所述聚磷酸銨的相對分子量大于2000。

本發(fā)明的有益效果是：硅酸鈉及氟硅酸鈉形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以降低外力對聚乙烯醇的主鏈結(jié)構(gòu)的影響，以及甲醛水溶液對聚乙烯醇進行部分縮醛化，降低聚乙烯醇分子間的相互作用，提高聚乙烯醇分子鏈在硅酸鈉及氟硅酸鈉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的分散性，從而使得涂料具有優(yōu)良的自修復(fù)性能；本發(fā)明涂料具有美觀、阻燃效果好及成本低等優(yōu)點，適用于木材、紙張、木質(zhì)文物古跡的阻燃防護領(lǐng)域，具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。

一種自修復(fù)型膨脹阻燃涂料的制備方法，具體包括如下步驟：

S100、向反應(yīng)容器中加入水和聚乙烯醇，并將水浴溫度緩慢升溫至80℃～90℃，待聚乙烯醇溶解完全，加甲醛水溶液用稀硫酸調(diào)節(jié)體系pH值為2～4；

S200、90℃水浴中保溫30～60分鐘后將反應(yīng)體系冷卻至40℃～60℃，加入硅酸鈉和氟硅酸鈉，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為7.0～8.5；

S300、40℃～60℃溫度下保溫30～60分鐘后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，加入聚磷酸銨和填料，用高速分散機分散，出料得到自修復(fù)型膨脹阻燃涂料。所述S100中，所述稀硫酸的濃度為10％。所述氫氧化鈉溶液的濃度為10％。