[發明專利]一種膨脹型磷腈防火涂料的制備方法

有效

• 申請號: 201910187060.1
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109913124B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 蔡建賓;林德源;夏曉健;陳云翔;洪毅成;韓紀層;嚴康驊;李熙;翁孫賢;萬芯瑗;侯琳熙;肖龍強
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: C09D183/10
• 分類號: C09D183/10;C09D185/02;C09D5/18;C08G77/42;C08G79/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明提供了一種膨脹型磷腈防火涂料的制備方法，屬于阻燃涂料領域。本發明采用六氯環三磷腈和4,4?二羥基二苯砜為原料制備了磷腈微球（PZS），再采用1?甲基咪唑和磷鉬酸與PZS微球反應，將磷鉬酸咪唑鹽接枝到PZS上，之后與丙烯酸樹脂按摩爾比1：1復配得到膨脹型磷腈防火涂料。本發明首次采用大分子磷腈微球作為成炭催化劑以及微球接枝磷鉬酸鹽作為協效劑，阻燃性能大幅提高。PZS催化劑除了能夠在燃燒過程中作為成炭的核心和在受熱分解時產生一些不燃氣體起到氣相阻燃的作用以外，PZS接枝上的催化劑能夠原位催化成炭，提高成炭的效率，改善炭層的數量和致密性，提高炭層的穩定性，提高復合材料的阻燃性能。

技術領域

本發明屬于阻燃技術領域，具體涉及一種膨脹型磷腈防火涂料的制備方法。

背景技術

近年來的相關數據統計顯示，在全國各類火災事故中電氣火災所占比重最大， 且引發的較大以上等級的火災事故最多，2008～2016年導致重特大火災的直接原因中最多的是電氣火災，占統計火災總數的30%以上。其中，由電線短路、電線電纜的老化、過負荷及電氣設備故障等電氣原因導致線纜引燃、火焰蔓延等而引起的火災占火災總數的30%以上，且有逐年遞增的趨勢。一系列的火災案例表明，一旦引發這類火災事故，不僅造成巨額的財產損失，還會導致重大人員傷亡。如果在電纜中進行阻燃防護，火災就可能減少損失甚至避免。而且大部電纜材料極易燃燒，在遇到明火時火焰迅速傳播，并且還會產生有毒煙氣，對人民的生命和財產造成巨大的損失。因此，如何有效的對電纜材料進行無煙化阻燃成為當今人們研究的熱點。

經過近十年的快速發展，目前我國電纜的阻燃涂層化是今后發展的重要趨勢。在阻燃劑中，鹵系阻燃劑由于燃燒時釋放出有毒物質，對環境和人類危害很大，并且近些年來很多國家頒布了環保法案，鹵系阻燃劑終將會被無鹵阻燃劑替代。無鹵阻燃劑中的化學膨脹阻燃劑（IFR）產生的炭層的數量和致密性、熱穩定性等因素直接決定了阻燃涂料的阻燃性能，采用不同的成炭協效催化劑與膨脹阻燃劑協同阻燃電纜材料，達到高效阻燃的目的，也是本領域今后發展的重要趨勢。對于電網系統而言，更重要的是研究高性能防火阻燃涂料檢測評價技術，建立高性能防火阻燃涂料檢測評價體系尤為重要。

電纜被廣泛應用于電力企業、工礦企業、通信網絡以及高層建筑等場所，其防火的重要性不言而喻。涂敷電纜防火涂料是一種簡單、經濟的防火措施，在實際工程中應用非常廣泛，特別是無鹵少煙的電纜防火涂料可大大降低火災的危險，也可減少人員的傷亡。但是涂敷防火涂料的電纜仍然有發生火災的危險，火勢一旦蔓延仍會造成嚴重的人員傷亡和財產損失。因此，研究電纜防火涂料及其建立高性能防火阻燃涂料檢測評價體系，實現提前預測，這對于減少電纜溝火災的發生及火災危險性具有重要意義，也能夠為提高涂料的防火性能、指導電纜場所的消防設計提供依據。

作為電纜涂料通常采用膨脹阻燃劑（IFR），具有無鹵、低毒、低煙的優點，但IFR還存在一些缺點，比如添加量較大、阻燃效率較低、易吸潮等，這限制了它的應用范圍。因此，本發明分別采用自行設計的磷腈微球和磷鉬酸改性的磷腈微球催化劑作為協效成炭劑，將其與IFR復配后用于防火涂料。這增強了涂料中炭層的數量、致密性和熱穩定性，達到高效阻燃的目的。

發明內容

本發明的目的在于針對目前膨脹型防火涂料存在的添加劑量大、阻燃效率低的問題，提供一種膨脹型磷腈防火涂料的制備方法。該方法采用自行設計的磷腈微球和磷鉬酸改性的磷腈微球催化劑作為協效成炭劑，將其與膨脹阻燃劑（IFR）復配后用于防火涂料，得到阻燃性能更好，表面流動性好和滲透性佳的高性能防火阻燃涂料。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種膨脹型磷腈防火涂料的制備方法，包括以下步驟：

（1）磷腈微球（PZS）的制備：以六氯環三磷腈（HCCP）和4,4-二羥基二苯砜（BPS）為原料，以乙腈作為溶劑，在三乙胺（TEA）作為催化劑的條件下反應，得到產物磷腈微球（PZS）；