一种具有防火作用的水性无机涂料及制备方法

摘要

本发明涉及无机涂料技术领域，具体公开了一种具有防火作用的水性无机涂料及制备方法，所述水性无机涂料包括以下重量份原料：水25‑30份、丙烯酸乳液20‑30份、二乙醇胺5‑9份、羟乙基纤维素4‑7份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂8‑12份、羟基磷灰石改性剂4‑8份、乙二醇丁醚4‑8份、硅溶胶2‑4份、阻燃剂4‑8份。本发明水性无机涂料采用水、丙烯酸乳液、二乙醇胺、羟乙基纤维素等原料配合，通过加入硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂二者协配，共同协效，优化协效产品的阻燃防火、附着力协调性，同时产品的耐洗刷性能得到进一步的改进处理。

权利要求

1.一种具有防火作用的水性无机涂料，其特征在于，所述水性无机涂料包括以下重量份原料：水25‑30份、丙烯酸乳液20‑30份、二乙醇胺5‑9份、羟乙基纤维素4‑7份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂8‑12份、羟基磷灰石改性剂4‑8份、乙二醇丁醚4‑8份、硅溶胶2‑4份、阻燃剂

4‑8份；所述硅灰石协调片状滑石粉改性剂的制备方法为：

将片状滑石粉先置于片状滑石粉总量4‑6重量倍的质量分数5%的硝酸镧水溶液中超声分散处理，超声结束，抽滤、干燥，得到片状滑石粉剂；

将2‑5重量份硅烷偶联剂KH560加入到10‑15重量份壳聚糖溶液中，先搅拌均匀，然后加入1‑3重量份硝酸钇溶液、0.4‑0.6重量份十二烷基苯磺酸钠和2‑5重量份硅灰石，搅拌充分，得到硅灰石协调液；

将片状滑石粉剂送入到3‑5重量倍的硅灰石协调液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到硅灰石协调片状滑石粉改性剂；

所述羟基磷灰石改性剂的制备方法为：

将2‑4重量份羟基磷灰石、1‑3重量份硬脂酸加入15‑25重量份质量分数10%的柠檬酸钠溶液中，分散均匀，得到羟基磷灰石液；

将2‑5重量份纳米氧化镁置于15‑25重量份改性液中，搅拌改性处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到改性纳米氧化镁，将改性纳米氧化镁、羟基磷灰石液按照重量比2:5搅拌混合充分，再水洗、干燥，得到羟基磷灰石改性剂；

所述改性液为浓度为1‑1.2mol/L的乙酸钾溶液1‑2重量份、2‑4份质量分数5%的硅酸钠溶液调配而成。

2.根据权利要求1所述的一种具有防火作用的水性无机涂料，其特征在于，所述具有防火作用的水性无机涂料包括以下重量份原料：水27.5份、丙烯酸乳液25份、二乙醇胺7份、羟乙基纤维素5.5份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂10份、羟基磷灰石改性剂6份、乙二醇丁醚6份、硅溶胶3份、阻燃剂6份。

3.根据权利要求1所述的一种具有防火作用的水性无机涂料，其特征在于，所述阻燃剂为六溴环十二烷和磷酸三甲苯酯按照重量比1:2混合配制而成。

4.根据权利要求1所述的一种具有防火作用的水性无机涂料，其特征在于，所述超声分散处理的超声功率为350‑450W，超声时间为1‑2h。

5.根据权利要求1所述的一种具有防火作用的水性无机涂料，其特征在于，所述壳聚糖溶液的质量分数为4‑8%；所述硝酸钇溶液的质量分数为2‑5%。

6.根据权利要求1所述的一种具有防火作用的水性无机涂料，其特征在于，所述搅拌改性处理的搅拌转速为450‑550r/min，搅拌时间为20‑30min。

7.一种如权利要求1‑6任一项所述具有防火作用的水性无机涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：水、丙烯酸乳液、二乙醇胺、硅溶胶、阻燃剂先搅拌混合均匀，然后将硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂搅拌充分，再加入其中，最后加入乙二醇丁醚、羟乙基纤维素，得到水性无机涂料。

说明书

一种具有防火作用的水性无机涂料及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水性无机涂料技术领域，具体涉及一种具有防火作用的水性无机涂料及制备方法。

背景技术

[0002] 防火涂料就是通过将涂料刷于材料的表面，能提高材料的耐火能力，减缓火焰蔓延传播速度，或在一定时间内能阻止燃烧，这一类涂料称为防火涂料，或叫做阻燃涂料。现有的防火涂料防火阻燃性能差，同时涂料附着力一般，很难实现产品的阻燃、附着性能协调改进，以及产品的耐洗刷性能稳定性差，限制了产品的使用效率。

发明内容

[0003] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有防火作用的水性无机涂料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0004] 本发明解决技术问题采用如下技术方案：

[0005] 本发明提供了一种具有防火作用的水性无机涂料，所述水性无机涂料包括以下重量份原料：

[0006] 水25‑30份、丙烯酸乳液20‑30份、二乙醇胺5‑9份、羟乙基纤维素4‑7份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂8‑12份、羟基磷灰石改性剂4‑8份、乙二醇丁醚4‑8份、硅溶胶2‑4份、阻燃剂4‑8份。

[0007] 本发明的发明人发现未添加硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂中的一种，产品的性能显著降低，硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂协配，共同增效，产品的性能可达到协调式优化。

[0008] 优选地，所述具有防火作用的水性无机涂料包括以下重量份原料：

[0009] 水27.5份、丙烯酸乳液25份、二乙醇胺7份、羟乙基纤维素5.5份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂10份、羟基磷灰石改性剂6份、乙二醇丁醚6份、硅溶胶3份、阻燃剂6份。

[0010] 优选地，所述阻燃剂为六溴环十二烷和磷酸三甲苯酯按照重量比1:2混合配制而成。

[0011] 优选地，所述硅灰石协调片状滑石粉改性剂的制备方法为：

[0012] 将片状滑石粉先置于片状滑石粉总量4‑6倍的质量分数5%的硝酸镧水溶液中超声分散处理，超声结束，抽滤、干燥，得到片状滑石粉剂；

[0013] 将2‑5份硅烷偶联剂KH560加入到10‑15份壳聚糖溶液中，先搅拌均匀，然后加入1‑3份硝酸钇溶液、0.4‑0.6份十二烷基苯磺酸钠和2‑5份硅灰石，搅拌充分，得到硅灰石协调液；

[0014] 将片状滑石粉剂送入到3‑5倍的硅灰石协调液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到硅灰石协调片状滑石粉改性剂。

[0015] 优选地，所述超声分散处理的超声功率为350‑450W，超声时间为1‑2h。

[0016] 优选地，所述壳聚糖溶液的质量分数为4‑8%；所述硝酸钇溶液的质量分数为2‑5%。

[0017] 优选地，所述羟基磷灰石改性剂的制备方法为：

[0018] 将2‑4份羟基磷灰石、1‑3份硬脂酸加入15‑25份质量分数10%的柠檬酸钠溶液中，分散均匀，得到羟基磷灰石液；

[0019] 将2‑5份纳米氧化镁置于15‑25份改性液中，搅拌改性处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到改性纳米氧化镁，将改性纳米氧化镁、羟基磷灰石液按照重量比2:5搅拌混合充分，再水洗、干燥，得到羟基磷灰石改性剂。

[0020] 本发明的发明人还发现，硅灰石协调片状滑石粉改性剂未采用硅灰石协调液处理、硅灰石协调液制备方法不同、片状滑石粉剂采用片状滑石粉代替、羟基磷灰石改性剂制备中未加入改性纳米氧化镁，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂，产品性能效果最为显著，采用其他方法代替均不如本发明的效果显著。

[0021] 优选地，所述搅拌改性处理的搅拌转速为450‑550r/min，搅拌时间为20‑30min。

[0022] 优选地，所述改性液为浓度为1‑1.2mol/L的乙酸钾溶液1‑2份、2‑4份质量分数5%的硅酸钠溶液调配而成。

[0023] 本发明还提供了一种具有防火作用的水性无机涂料的制备方法，包括以下步骤：水、丙烯酸乳液、二乙醇胺、硅溶胶、阻燃剂先搅拌混合均匀，然后将硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂搅拌充分，再加入其中，最后加入乙二醇丁醚、羟乙基纤维素，得到水性无机涂料。

[0024] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0025] 本发明水性无机涂料采用水、丙烯酸乳液、二乙醇胺、羟乙基纤维素等原料配合，通过加入硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂

[0026] 二者协配，共同协效，优化协效产品的阻燃防火、附着力协调性，同时产品的耐洗刷性能得到进一步的改进处理。

具体实施方式

[0027] 下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0028] 本实施例的一种具有防火作用的水性无机涂料，所述水性无机涂料包括以下重量份原料：

[0029] 水25‑30份、丙烯酸乳液20‑30份、二乙醇胺5‑9份、羟乙基纤维素4‑7份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂8‑12份、羟基磷灰石改性剂4‑8份、乙二醇丁醚4‑8份、硅溶胶2‑4份、阻燃剂4‑8份。

[0030] 本实施例的具有防火作用的水性无机涂料包括以下重量份原料：

[0031] 水27.5份、丙烯酸乳液25份、二乙醇胺7份、羟乙基纤维素5.5份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂10份、羟基磷灰石改性剂6份、乙二醇丁醚6份、硅溶胶3份、阻燃剂6份。

[0032] 本实施例的阻燃剂为六溴环十二烷和磷酸三甲苯酯按照重量比1:2混合配制而成。

[0033] 本实施例的硅灰石协调片状滑石粉改性剂的制备方法为：

[0034] 将片状滑石粉先置于片状滑石粉总量4‑6倍的质量分数5%的硝酸镧水溶液中超声分散处理，超声结束，抽滤、干燥，得到片状滑石粉剂；

[0035] 将2‑5份硅烷偶联剂KH560加入到10‑15份壳聚糖溶液中，先搅拌均匀，然后加入1‑3份硝酸钇溶液、0.4‑0.6份十二烷基苯磺酸钠和2‑5份硅灰石，搅拌充分，得到硅灰石协调液；

[0036] 将片状滑石粉剂送入到3‑5倍的硅灰石协调液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到硅灰石协调片状滑石粉改性剂。

[0037] 本实施例的超声分散处理的超声功率为350‑450W，超声时间为1‑2h。

[0038] 本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为4‑8%；所述硝酸钇溶液的质量分数为2‑5%。

[0039] 本实施例的羟基磷灰石改性剂的制备方法为：

[0040] 将2‑4份羟基磷灰石、1‑3份硬脂酸加入15‑25份质量分数10%的柠檬酸钠溶液中，分散均匀，得到羟基磷灰石液；

[0041] 将2‑5份纳米氧化镁置于15‑25份改性液中，搅拌改性处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到改性纳米氧化镁，将改性纳米氧化镁、羟基磷灰石液按照重量比2:5搅拌混合充分，再水洗、干燥，得到羟基磷灰石改性剂。

[0042] 本实施例的搅拌改性处理的搅拌转速为450‑550r/min，搅拌时间为20‑30min。

[0043] 本实施例的改性液为浓度为1‑1.2mol/L的乙酸钾溶液1‑2份、2‑4份质量分数5%的硅酸钠溶液调配而成。

[0044] 本实施例的一种具有防火作用的水性无机涂料的制备方法，包括以下步骤：水、丙烯酸乳液、二乙醇胺、硅溶胶、阻燃剂先搅拌混合均匀，然后将硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂搅拌充分，再加入其中，最后加入乙二醇丁醚、羟乙基纤维素，得到水性无机涂料。

[0045] 实施例1

[0046] 本实施例的一种具有防火作用的水性无机涂料，所述水性无机涂料包括以下重量份原料：

[0047] 水25份、丙烯酸乳液20份、二乙醇胺5份、羟乙基纤维素4份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂8份、羟基磷灰石改性剂4份、乙二醇丁醚4份、硅溶胶2份、阻燃剂4份。

[0048] 本实施例的阻燃剂为六溴环十二烷和磷酸三甲苯酯按照重量比1:2混合配制而成。

[0049] 本实施例的硅灰石协调片状滑石粉改性剂的制备方法为：

[0050] 将片状滑石粉先置于片状滑石粉总量4倍的质量分数5%的硝酸镧水溶液中超声分散处理，超声结束，抽滤、干燥，得到片状滑石粉剂；

[0051] 将2份硅烷偶联剂KH560加入到10份壳聚糖溶液中，先搅拌均匀，然后加入1份硝酸钇溶液、0.4份十二烷基苯磺酸钠和2份硅灰石，搅拌充分，得到硅灰石协调液；

[0052] 将片状滑石粉剂送入到3倍的硅灰石协调液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到硅灰石协调片状滑石粉改性剂。

[0053] 本实施例的超声分散处理的超声功率为350W，超声时间为1h。

[0054] 本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为4%；所述硝酸钇溶液的质量分数为2%。

[0055] 本实施例的羟基磷灰石改性剂的制备方法为：

[0056] 将2份羟基磷灰石、1份硬脂酸加入15份质量分数10%的柠檬酸钠溶液中，分散均匀，得到羟基磷灰石液；

[0057] 将2份纳米氧化镁置于15份改性液中，搅拌改性处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到改性纳米氧化镁，将改性纳米氧化镁、羟基磷灰石液按照重量比2:5搅拌混合充分，再水洗、干燥，得到羟基磷灰石改性剂。

[0058] 本实施例的搅拌改性处理的搅拌转速为450r/min，搅拌时间为20min。

[0059] 本实施例的改性液为浓度为1mol/L的乙酸钾溶液1份、2份质量分数5%的硅酸钠溶液调配而成。

[0060] 本实施例的一种具有防火作用的水性无机涂料的制备方法，包括以下步骤：水、丙烯酸乳液、二乙醇胺、硅溶胶、阻燃剂先搅拌混合均匀，然后将硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂搅拌充分，再加入其中，最后加入乙二醇丁醚、羟乙基纤维素，得到水性无机涂料。

[0061] 实施例2

[0062] 本实施例的一种具有防火作用的水性无机涂料，所述水性无机涂料包括以下重量份原料：

[0063] 水30份、丙烯酸乳液30份、二乙醇胺9份、羟乙基纤维素7份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂12份、羟基磷灰石改性剂8份、乙二醇丁醚8份、硅溶胶4份、阻燃剂8份。

[0064] 本实施例的阻燃剂为六溴环十二烷和磷酸三甲苯酯按照重量比1:2混合配制而成。

[0065] 本实施例的硅灰石协调片状滑石粉改性剂的制备方法为：

[0066] 将片状滑石粉先置于片状滑石粉总量6倍的质量分数5%的硝酸镧水溶液中超声分散处理，超声结束，抽滤、干燥，得到片状滑石粉剂；

[0067] 将5份硅烷偶联剂KH560加入到15份壳聚糖溶液中，先搅拌均匀，然后加入3份硝酸钇溶液、0.6份十二烷基苯磺酸钠和5份硅灰石，搅拌充分，得到硅灰石协调液；

[0068] 将片状滑石粉剂送入到5倍的硅灰石协调液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到硅灰石协调片状滑石粉改性剂。

[0069] 本实施例的超声分散处理的超声功率为450W，超声时间为2h。

[0070] 本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为8%；所述硝酸钇溶液的质量分数为5%。

[0071] 本实施例的羟基磷灰石改性剂的制备方法为：

[0072] 将4份羟基磷灰石、3份硬脂酸加入25份质量分数10%的柠檬酸钠溶液中，分散均匀，得到羟基磷灰石液；

[0073] 将5份纳米氧化镁置于25份改性液中，搅拌改性处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到改性纳米氧化镁，将改性纳米氧化镁、羟基磷灰石液按照重量比2:5搅拌混合充分，再水洗、干燥，得到羟基磷灰石改性剂。

[0074] 本实施例的搅拌改性处理的搅拌转速为550r/min，搅拌时间为30min。

[0075] 本实施例的改性液为浓度为1.2mol/L的乙酸钾溶液2份、4份质量分数5%的硅酸钠溶液调配而成。

[0076] 本实施例的一种具有防火作用的水性无机涂料的制备方法，包括以下步骤：水、丙烯酸乳液、二乙醇胺、硅溶胶、阻燃剂先搅拌混合均匀，然后将硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂搅拌充分，再加入其中，最后加入乙二醇丁醚、羟乙基纤维素，得到水性无机涂料。

[0077] 实施例3

[0078] 本实施例的一种具有防火作用的水性无机涂料，所述水性无机涂料包括以下重量份原料：

[0079] 水27.5份、丙烯酸乳液25份、二乙醇胺7份、羟乙基纤维素5.5份、硅灰石协调片状滑石粉改性剂10份、羟基磷灰石改性剂6份、乙二醇丁醚6份、硅溶胶3份、阻燃剂6份。

[0080] 本实施例的阻燃剂为六溴环十二烷和磷酸三甲苯酯按照重量比1:2混合配制而成。

[0081] 本实施例的硅灰石协调片状滑石粉改性剂的制备方法为：

[0082] 将片状滑石粉先置于片状滑石粉总量5倍的质量分数5%的硝酸镧水溶液中超声分散处理，超声结束，抽滤、干燥，得到片状滑石粉剂；

[0083] 将3.5份硅烷偶联剂KH560加入到12.5份壳聚糖溶液中，先搅拌均匀，然后加入2份硝酸钇溶液、0.5份十二烷基苯磺酸钠和3.5份硅灰石，搅拌充分，得到硅灰石协调液；

[0084] 将片状滑石粉剂送入到4倍的硅灰石协调液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到硅灰石协调片状滑石粉改性剂。

[0085] 本实施例的超声分散处理的超声功率为400W，超声时间为1.5h。

[0086] 本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为6%；所述硝酸钇溶液的质量分数为3.5%。

[0087] 本实施例的羟基磷灰石改性剂的制备方法为：

[0088] 将3份羟基磷灰石、2份硬脂酸加入20份质量分数10%的柠檬酸钠溶液中，分散均匀，得到羟基磷灰石液；

[0089] 将3.5份纳米氧化镁置于20份改性液中，搅拌改性处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到改性纳米氧化镁，将改性纳米氧化镁、羟基磷灰石液按照重量比2:5搅拌混合充分，再水洗、干燥，得到羟基磷灰石改性剂。

[0090] 本实施例的搅拌改性处理的搅拌转速为500r/min，搅拌时间为25min。

[0091] 本实施例的改性液为浓度为1.1mol/L的乙酸钾溶液1.5份、3份质量分数5%的硅酸钠溶液调配而成。

[0092] 本实施例的一种具有防火作用的水性无机涂料的制备方法，包括以下步骤：水、丙烯酸乳液、二乙醇胺、硅溶胶、阻燃剂先搅拌混合均匀，然后将硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂搅拌充分，再加入其中，最后加入乙二醇丁醚、羟乙基纤维素，得到水性无机涂料。

[0093] 对比例1.

[0094] 与实施例3不同是未添加硅灰石协调片状滑石粉改性剂。

[0095] 对比例2.

[0096] 与实施例3不同是硅灰石协调片状滑石粉改性剂未采用硅灰石协调液处理。

[0097] 对比例3.

[0098] 与实施例3不同是硅灰石协调液制备方法不同；将3.5份硅烷偶联剂KH560加入到12.5份壳聚糖溶液中，先搅拌均匀，然后加入3.5份硅灰石，搅拌充分。

[0099] 对比例4.

[0100] 与实施例3不同是片状滑石粉剂采用片状滑石粉代替。

[0101] 对比例5.

[0102] 与实施例3不同是未加入羟基磷灰石改性剂。

[0103] 对比例6.

[0104] 与实施例3不同是羟基磷灰石改性剂制备中未加入改性纳米氧化镁。

[0105] 实施例1‑3及对比例1‑6性能测量结果如下：

[0106]

[0107] 从实施例1‑3及对比例1‑6中得出，本发明产品具有优异的阻燃、附着强度效果，同时阻燃、附着强度可达到协调效果，制备的产品性能可实现阻燃、附着强度的协调式显著改进以及产品耐洗刷稳定性优异；未添加硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂中的一种，产品的性能显著降低，硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂协配，共同增效，产品的性能可达到协调式优化；

[0108] 同时发现，硅灰石协调片状滑石粉改性剂未采用硅灰石协调液处理、硅灰石协调液制备方法不同、片状滑石粉剂采用片状滑石粉代替、羟基磷灰石改性剂制备中未加入改性纳米氧化镁，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的硅灰石协调片状滑石粉改性剂、羟基磷灰石改性剂，产品性能效果最为显著，采用其他方法代替均不如本发明的效果显著。

[0109] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

[0110] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。