一种阻燃与耐光性硝化纤维涂料的制备方法

摘要

本发明公开了阻燃与耐光性硝化纤维涂料的制备方法，其将纤维素浸入到水中，加入硫酸铬和耐光性材料，调节反应温度和pH，搅拌反应2~4h，将所得液体真空干燥，得固体粉末A；将固体粉末A浸入浓度为60％的硫酸溶液中，在50～85℃搅拌反应3~5h，加水稀释使反应停止，得到反应液B；将反应液B离心，除去上层清液，再加水洗涤，再离心得到产物C；在产物C中加入硝酸，常温下搅拌反应3~5h，加水和皂角苷，升温到30~60℃，再加入阻燃剂、络合剂和发酵物料C，调节pH为8，搅拌反应1~2h，得到耐光与阻燃性涂料；所得涂料用作内外墙体、家具、金属器具表面的涂料和油漆。

权利要求

1.一种阻燃与耐光性硝化纤维涂料的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：(1)一种发酵物料的制备步骤如下：

（a）将青木瓜粉80g、米糠30g搅拌混合成一种混合物，然后往所述混合物中添加水

42g，再用氢氧化钠将其混合物的pH调节至8~9，得到一种天然发酵物料A为152g；

(b)将1g的EM菌群发酵液、0.6g糖与20g水混合，装入密闭容器中存放240h，得到一种EM发酵菌群储存液21.6g；

(c)用水50g将制备的EM发酵菌储存液稀释得到EM发酵菌群储存稀释液，然后将

71.6g所述的EM发酵菌群储存稀释液喷洒到152g制备的天然发酵物料A，搅拌混合均匀后在室温下堆制发酵100d，得到一种发酵物料B为220g；

(d)将220g的发酵物料B投入到三口瓶中，往其中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液30g，再在温度70~100℃的条件下搅拌反应2~12h；然后使用压滤机进行压滤，得到的滤液进行蒸发浓缩，得到水分为10%的发酵物料C,即为所需的发酵物料为32g；

（2）、将纤维素浸入到纤维素重量100~200%的水中，加入纤维素重量20~40%的硫酸铬和纤维素重量5~10%的耐光性材料，调节反应温度到30~50℃，调节pH到3.2~4.5，搅拌反应2~4h，将所得液体真空干燥，得固体粉末A, 耐光性材料为枸橼酸氯米芬、苯甲酸雌二醇、醋酸泼尼松龙、敌百虫、L-半胱氨酸、醋酸去氧皮质酮的一种；

（3）、将固体粉末A浸入纤维素重量100~200%的浓度为60％的硫酸溶液中，在50～

85℃搅拌反应3~5h，加纤维素重量400%水稀释使反应停止，得到反应液B；

（4）、将反应液B离心，除去上层清液，再加纤维素重量400%水洗涤，再离心得到产物C；

（5）、在产物C中加入硝酸，常温下搅拌反应3~5h，加水和皂角苷，升温到30~60℃，再加入阻燃剂、络合剂和发酵物料C，调节pH为8，搅拌反应1~2h，得到阻燃与耐光性硝化纤维涂料, 阻燃剂为七钼酸铵、碳化钼、9-(2-羧基苯基)-3,6-二(二乙氨基)-占吨翁钼酸磷酸盐、9-[2-(乙氧基羰基)苯基]-3,6-双(乙基氨基)-2,7-二甲基-3H-占吨翁钼酸酯磷酸酯、氧化钼铋的一种；

其中，产物C、硝酸、皂角苷、阻燃剂、络合剂、发酵物料C的重量比为

1:2:0.5:0.5:0.2:0.2，水为产物C重量的20%。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃与耐光性硝化纤维涂料的制备方法，其特征在于：络合剂为磷酸吡哆醛、5'-腺嘌呤核苷酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五羧酸盐、乙二胺四甲叉磷酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐、四乙基丙烯-1，3-二膦酸酯、焦磷酸钠、三乙醇胺、酒石酸、葡萄糖酸钠、海藻酸钠的一种。

说明书

一种阻燃与耐光性硝化纤维涂料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种涂料的制备方法，特别涉及一种阻燃与耐光性硝化纤维涂料的制备方法。

背景技术

[0002] 喷涂于内外墙体、家具、金属器具表面的涂料和油漆，每时每刻都在与人类直接或间接接触，其中的有毒、有害涂料时刻威胁着人们的健康。另一方面，由于使用的场所经常接触太阳光，而太阳光线中含有大量对有色物体有害的紫外光，其波长约290～460nm，这些有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用，使涂料发生颜色的变化。

[0003] “EM”是英语Effective 和microorganisms 的缩写，意为有益微生物群，是日本琉球大学比嘉夫教授于1983 年研制成功的微生物工程技术中综合性最强的新技术。它是由光合细菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌、发酵型丝状菌等多种好氧性和厌氧性微生物组成的多种有益的优良微生物菌群，这些微生物组合互相促进，共同组成一个复杂而稳定的具有多元功能的微生物生态系统。EM 菌群发酵液是河南农富康生物科技有限责任公司的EM 菌群发酵液。

[0004] 常见的硝化纤维呈白色丝状纤维状似棉花，露光分解变色。且硝化纤维是属于一种易燃材料，可用于火药，因此在使用在涂料和面漆时需要提高其耐光性和阻燃性，目前国内在硝化纤维方面的研究几乎为空白。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种耐光与阻燃性硝化纤维涂料的制备方法，选择硫酸铬在适当pH下与耐光性材料、纤维素，发生络合结合，选择耐光性较好的皂角苷、阻燃剂和发酵物料在络合剂的作用下接枝到硝化纤维中，得到耐光与阻燃性涂料。

[0006] 本发明采用了以下技术方案。

[0007] 一种耐光与阻燃性硝化纤维涂料的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：

[0008] (1)一种发酵物料的制备步骤如下：

[0009] （a）将青木瓜粉80g、米糠30g搅拌混合成一种混合物，然后往所述混合物中添加水42g，再用氢氧化钠将其混合物的pH调节至8~9，得到一种天然发酵物料A为152g；

[0010] (b)将1g的EM菌群发酵液、0.6g糖与20g水混合，装入密闭容器中存放240h，得到一种EM发酵菌群储存液21.6g；

[0011] (c)用水50g将制备的EM发酵菌储存液稀释得到EM发酵菌群储存稀释液，然后将71.6g所述的EM发酵菌群储存稀释液喷洒到152g制备的天然发酵物料A，搅拌混合均匀后在室温下堆制发酵100d，得到一种发酵物料B为220g；

[0012] (d)将220g的发酵物料B投入到三口瓶中，往其中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液30g，再在温度70~100℃的条件下搅拌反应2~12h；然后使用压滤机进行压滤，得到的滤液进行蒸发浓缩，得到水分为10%的发酵物料C,即为所需的发酵物料为32g；

[0013] （2）、将纤维素浸入到纤维素重量100~200%的水中，加入纤维素重量20~40%的硫酸铬和纤维素重量5~10%的耐光性材料，调节反应温度到30~50℃，调节pH到3.2~4.5，搅拌反应2~4h，将所得液体真空干燥，得固体粉末A；

[0014] （3）、将固体粉末A浸入纤维素重量100~200%的浓度为60％的硫酸溶液中，在50～85℃搅拌反应3~5h，加纤维素重量400%水稀释使反应停止，得到反应液B；

[0015] （4）、将反应液B离心，除去上层清液，再加纤维素重量400%水洗涤，再离心得到产物C；

[0016] （5）、在产物C中加入硝酸，常温下搅拌反应3~5h，加水和皂角苷，升温到30~60℃，再加入阻燃剂、络合剂和发酵物料C，调节pH为8，搅拌反应1~2h，得到阻燃与耐光性硝化纤维涂料；

[0017] 其中，产物C、硝酸、皂角苷、阻燃剂、络合剂、发酵物料C的重量比为1:2:0.5:0.5:0.2:0.2，水为产物C重量的20%。

[0018] 耐光性材料为枸橼酸氯米芬、苯甲酸雌二醇、醋酸泼尼松龙、敌百虫、L-半胱氨酸、醋酸去氧皮质酮的一种；阻燃剂为七钼酸铵、碳化钼、9-(2-羧基苯基)-3,6-二(二乙氨基)-占吨翁钼酸磷酸盐、9-[2-(乙氧基羰基)苯基]-3,6-双(乙基氨基)-2,7-二甲基-3H-占吨翁钼酸酯磷酸酯、氧化钼铋的一种；络合剂为磷酸吡哆醛、5'-腺嘌呤核苷酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五羧酸盐、乙二胺四甲叉磷酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐、四乙基丙烯-1，3-二膦酸酯、焦磷酸钠、三乙醇胺、酒石酸、庚糖酸盐、葡萄糖酸钠、海藻酸钠的一种。

[0019] 本发明的积极效果在于：

[0020] （1）、本发明选择枸橼酸氯米芬、苯甲酸雌二醇、醋酸泼尼松龙、敌百虫、L-半胱氨酸、醋酸去氧皮质酮、皂角苷、发酵物料做耐光材料，所得硝化纤维耐光性好；

[0021] （2）、选择七钼酸铵、碳化钼、9-(2-羧基苯基)-3,6-二(二乙氨基)-占吨翁钼酸磷酸盐、9-[2-(乙氧基羰基)苯基]-3,6-双(乙基氨基)-2,7-二甲基-3H-占吨翁钼酸酯磷酸酯、氧化钼铋可大幅度提高硝化纤维的阻燃性；

具体实施方式

[0022] 下面结合实例进一步说明本发明。

[0023] 实例一

[0024] (1)一种发酵物料的制备步骤如下：

[0025] （a）将青木瓜粉80g、米糠30g搅拌混合成一种混合物，然后往所述混合物中添加水42g，再用氢氧化钠0.1g将其混合物的pH调节至8，得到一种天然发酵物料A为152g；

[0026] (b)将1g的EM菌群发酵液、0.6g糖与20g水混合，装入密闭容器中存放240h，得到一种EM发酵菌群储存液21.6g；

[0027] (c)用水50g将制备的EM发酵菌储存液稀释得到EM发酵菌群储存稀释液，然后将71.6g所述的EM发酵菌群储存稀释液喷洒到152g制备的天然发酵物料A，搅拌混合均匀后在室温下堆制发酵100d，得到一种发酵物料B为220g；

[0028] (d)将220g的发酵物料B投入到三口瓶中，往其中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液30g，再在温度70℃的条件下搅拌反应2h；然后使用压滤机进行压滤，得到的滤液进行蒸发浓缩，得到水分为10%的发酵物料C,即为所需的发酵物料为32g；

[0029] （2）、将纤维素25g粉末浸入到水25g中，加入硫酸铬5g和枸橼酸氯米芬1.25g，升温到30℃，调节pH到3.2，搅拌反应2h，将所得液体真空干燥，得固体粉末A为30g；

[0030] （3）、将固体粉末A浸入浓度为60％的硫酸溶液25g中，在50℃搅拌反应3h，加水100g稀释使反应停止，得到反应液 B ；将反应液 B 离心，除去上层清液，再加水100g洗涤，再离心得到产物 C为39g；

[0031] （4）、在39g产物C中加入硝酸78g，常温搅拌反应3h，加水7.8g和皂角苷19.5g，升温到30℃再加入七钼酸铵19.5g、磷酸吡哆醛7.8g和发酵物料C7.8g，调节pH为8，反应1h，得到阻燃与耐光性硝化纤维涂料。

[0032] 实例二

[0033] (1)一种发酵物料的制备步骤如下：

[0034] （a）将青木瓜粉80g、米糠30g搅拌混合成一种混合物，然后往所述混合物中添加水42g，再用氢氧化钠0.2g将其混合物的pH调节至9，得到一种天然发酵物料A为152g；

[0035] (b)将1g的EM菌群发酵液、0.6g糖与20g水混合，装入密闭容器中存放240h，得到一种EM发酵菌群储存液21.6g；

[0036] (c)用水50g将制备的EM发酵菌储存液稀释得到EM发酵菌群储存稀释液，然后将71.6g所述的EM发酵菌群储存稀释液喷洒到152g制备的天然发酵物料A，搅拌混合均匀后在室温下堆制发酵100d，得到一种发酵物料B为220g；

[0037] (d)将220g的发酵物料B投入到三口瓶中，往其中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液30g，再在温度100℃的条件下搅拌反应12h；然后使用压滤机进行压滤，得到的滤液进行蒸发浓缩，得到水分为10%的发酵物料C,即为所需的发酵物料为32g；

[0038] （2）、将纤维素25g粉末浸入到水50g中，加入硫酸铬10g和苯甲酸雌二醇2.5g，升温到50℃，调节pH到4.5，搅拌反应4h，将所得液体真空干燥，得固体粉末A为36g；

[0039] （3）、将固体粉末A浸入浓度为60％的硫酸溶液50g中，在85℃搅拌反应5h，加水100g稀释使反应停止，得到反应液 B ；将反应液 B 离心，除去上层清液，再加水100g洗涤，再离心得到产物 C为44g；

[0040] （4）、在44g产物C中加入硝酸88g，常温搅拌反应5h，加水88g和皂角苷22g，升温到60℃再加入碳化钼22g、5'-腺嘌呤核苷酸8.8g和发酵物料C8.8g，调节pH为8，反应2h，得到阻燃与耐光性硝化纤维涂料。

[0041] 实例三

[0042] (1)一种发酵物料的制备步骤如下：

[0043] （a）将青木瓜粉80g、米糠30g搅拌混合成一种混合物，然后往所述混合物中添加水42g，再用氢氧化钠0.2g将其混合物的pH调节至9，得到一种天然发酵物料A为152g；

[0044] (b)将1g的EM菌群发酵液、0.6g糖与20g水混合，装入密闭容器中存放240h，得到一种EM发酵菌群储存液21.6g；

[0045] (c)用水50g将制备的EM发酵菌储存液稀释得到EM发酵菌群储存稀释液，然后将71.6g所述的EM发酵菌群储存稀释液喷洒到152g制备的天然发酵物料A，搅拌混合均匀后在室温下堆制发酵100d，得到一种发酵物料B为220g；

[0046] (d)将220g的发酵物料B投入到三口瓶中，往其中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液30g，再在温度85℃的条件下搅拌反应7h；然后使用压滤机进行压滤，得到的滤液进行蒸发浓缩，得到水分为10%的发酵物料C,即为所需的发酵物料为32g；

[0047] （2）、将纤维素25g粉末浸入到水38g中，加入硫酸铬7.5g和醋酸泼尼松龙1.9g，升温到40℃，调节pH到4.0，搅拌反应3h，将所得液体真空干燥，得固体粉末A为33g；

[0048] （3）、将固体粉末A浸入浓度为60％的硫酸溶液37.5g中，在70℃搅拌反应4h，加水100g稀释使反应停止，得到反应液 B ；将反应液 B 离心，除去上层清液，再加水100g洗涤，再离心得到产物 C为45g；

[0049] （4）、在45g产物C中加入硝酸90g，常温搅拌反应4h，加水9g和皂角苷22.5g，升温到45℃再加入9-(2-羧基苯基)-3,6-二(二乙氨基)-占吨翁钼酸磷酸盐22.5g、乙二胺四乙酸9g和发酵物料C为9g，调节pH为8，反应1h，得到阻燃与耐光性硝化纤维涂料。

[0050] 实例四

[0051] (1)一种发酵物料的制备步骤如下：

[0052] （a）将青木瓜粉80g、米糠30g搅拌混合成一种混合物，然后往所述混合物中添加水42g，再用氢氧化钠0.1g将其混合物的pH调节至8，得到一种天然发酵物料A为152g；

[0053] (b)将1g的EM菌群发酵液、0.6g糖与20g水混合，装入密闭容器中存放240h，得到一种EM发酵菌群储存液21.6g；

[0054] (c)用水50g将制备的EM发酵菌储存液稀释得到EM发酵菌群储存稀释液，然后将71.6g所述的EM发酵菌群储存稀释液喷洒到152g制备的天然发酵物料A，搅拌混合均匀后在室温下堆制发酵100d，得到一种发酵物料B为220g；

[0055] (d)将220g的发酵物料B投入到三口瓶中，往其中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液30g，再在温度90℃的条件下搅拌反应7h；然后使用压滤机进行压滤，得到的滤液进行蒸发浓缩，得到水分为10%的发酵物料C,即为所需的发酵物料为32g；

[0056] （2）、将纤维素25g粉末浸入到水50g中，加入硫酸铬10g和敌百虫2.5g，升温到50℃，调节pH到4.5，搅拌反应4h，将所得液体真空干燥，得固体粉末A为36g；

[0057] （3）、将固体粉末A浸入浓度为60％的硫酸溶液50g中，在85℃搅拌反应5h，加水100g稀释使反应停止，得到反应液 B ；将反应液 B 离心，除去上层清液，再加水100g洗涤，再离心得到产物 C为44g；

[0058] （4）、在44g产物C中加入硝酸88g，常温搅拌反应5h，加水88g和皂角苷22g，升温到60℃再加入9-[2-(乙氧基羰基)苯基]-3,6-双(乙基氨基)-2,7-二甲基-3H-占吨翁钼酸酯磷酸酯22g、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐8.8g、发酵物料C为8.8g、沙利度胺0.3g，调节pH为8，反应2h，得到阻燃与耐光性硝化纤维涂料。

[0059] 实例五

[0060] (1)一种发酵物料的制备步骤如下：

[0061] （a）将青木瓜粉80g、米糠30g搅拌混合成一种混合物，然后往所述混合物中添加水42g，再用氢氧化钠0.1g将其混合物的pH调节至8，得到一种天然发酵物料A为152g；

[0062] (b)将1g的EM菌群发酵液、0.6g糖与20g水混合，装入密闭容器中存放240h，得到一种EM发酵菌群储存液21.6g；

[0063] (c)用水50g将制备的EM发酵菌储存液稀释得到EM发酵菌群储存稀释液，然后将71.6g所述的EM发酵菌群储存稀释液喷洒到152g制备的天然发酵物料A，搅拌混合均匀后在室温下堆制发酵100d，得到一种发酵物料B为220g；

[0064] (d)将220g的发酵物料B投入到三口瓶中，往其中加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液30g，再在温度80℃的条件下搅拌反应5h；然后使用压滤机进行压滤，得到的滤液进行蒸发浓缩，得到水分为10%的发酵物料C,即为所需的发酵物料为32g；

[0065] （2）、将纤维素25g粉末浸入到水25g中，加入硫酸铬5g和L-半胱氨酸1.25g，升温到30℃，调节pH到3.2，搅拌反应2h，将所得液体真空干燥，得固体粉末A为30g；

[0066] （3）、将固体粉末A浸入浓度为60％的硫酸溶液25g中，在50℃搅拌反应3h，加水100g稀释使反应停止，得到反应液 B ；将反应液 B 离心，除去上层清液，再加水100g洗涤，再离心得到产物 C为39g；

[0067] （4）、在39g产物C中加入硝酸78g，常温搅拌反应3h，加水7.8g和皂角苷19.5g，升温到30℃再加入氧化钼铋19.5g、四乙基丙烯-1，3-二膦酸酯7.8g、7.8g发酵物料C、5'-胞苷酸0.2g，调节pH为8，反应1h，得到阻燃与耐光性硝化纤维涂料。

[0068] 下面通过相关实验数据进一步说明本发明的有益效果。

[0069] 为了定量描述涂料的耐光性能，采用分光光度仪进行检测，以得到反色差值△E，来描述涂料与面漆的耐光性。△E代表了颜色变化程度，△E越大，颜色改变越明显。一般来说，△E值为0～1.5属轻微变化；△E值为1.5～3.0属可感变化；△E值为3.0～6.0属明显变化（参见王芳，党高潮，王丽琴，几种有机文物保护聚合物涂料的光降解[J].西北大学学报，2005，35(5)：56~58）。

[0070] 表一 阻燃与耐光性硝化纤维涂料所成膜耐光性

[0071]时间/min 实例一 实例二 实例三 实例四 实例五 市场CT-1
90 0.2 0.2 0.4 0.2 0.1 0.6
150 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0.7
270 0.9 0.5 0.5 0.3 0.2 0.8
330 0.9 0.6 0.6 0.4 0.2 1.0
390 1.0 0.9 0.8 0.8 0.3 1.2
450 1.1 0.9 0.8 0.8 0.3 1.4
510 1.1 1.2 0.9 0.9 0.6 1.7
540 11 1.2 1.0 1.0 0.8 2.5
600 1.1 1.2 1.2 1.2 0.8 3.0

[0072] 从表一可以发现，实例一到实例五所制备的涂料耐光性均在轻微变化范围内，显示很好的耐光性。

[0073] 阻燃性是通过烟密度法（最大烟密度、达到最大烟密度时间）、氧指数、垂直燃烧指标（有焰燃烧时间、无焰燃烧时间）来衡量。

[0074] 表二 阻燃与耐光性硝化纤维涂料所成膜耐光性

[0075]实例一 实例二 实例三 实例四 实例五 市场CT-1
最大烟密度 44 40 34 32 32 68
达到最大烟密度时间/s 160 160 185 210 210 120
氧指数 24.3 26.2 26.3 26.4 27.3 21
有焰燃烧时间/s 36.3 25.4 11.2 10.7 10.3 39
无焰燃烧时间/s 0 0 0 0 0 15