[发明专利]一种反应型聚硅氧烷阻燃涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种反应型聚硅氧烷阻燃涂层及其制备方法，属于阻燃涂层技术领域。该涂层成分由硅烷偶联剂、聚磷酸铵、成膜剂、聚硅氧烷阻燃剂、湿润剂和乙醇组成。本发明的成膜剂与硅烷偶联剂同时起到成膜作用，硅烷偶联剂又能与所合成的聚硅氧烷阻燃剂发生相互作用，硅烷偶联剂与阻燃剂既可以对聚磷酸铵实施微胶囊化又可进行反应，得到空间交联网状结构的反应型聚硅氧烷阻燃涂层，该涂层以乙醇为溶剂，并且整个体系中原料均为环境友好型试剂，对环境与操作人员均无危害；该涂层为反应型涂层，阻燃效率高，可使聚丙烯的极限氧指数LOI达到31.3%并通过UL‑94 V0测试，且完全不影响基体的力学性能，能够随着基体一同变形而不脱落。

技术领域

本发明涉及一种反应型聚硅氧烷阻燃涂层及其制备方法，属于阻燃涂层技术领域。

背景技术

在现代生活中，由于火的控制不当而引起的火灾时有发生，这导致了巨大的生命与财产损失。然而，大量常用材料都是易燃的，因此赋予这些材料阻燃性以减少火灾发生的概率势在必行。

通常情况下，在阻燃处理方式上，有阻燃剂与基体共混、制备本征阻燃高聚物、施以高聚物阻燃涂层等。本征高聚物难以制备，种类较小，应用有限。添加型需要很大的添加量才有阻燃效果，而这将带来以下几个问题：首先，一段时间后阻燃剂迁移至表层使得成分不均匀；第二，添加型与基体的结合较脆弱，这会在基体中产生脆弱点而降低基体的力学性能。

采用阻燃涂层的方式达到阻燃目的是一种较好的方法，也是目前的研究热门。与其他两种方式相比，由于阻燃涂层附着在聚合物基体的表面而不会破坏基体的内部结构，因此对基体的力学性能等不会产生不良影响，保持了基体材料的原有性能。除此之外，阻燃涂层可以溶解于某些溶剂之中，达到回收利用基体的目的。但是，目前鲜有将阻燃涂层应用到高分子工程塑料表面的报道。主要原因有以下两个：首先是由于高分子工程塑料的表面极性较低、疏水性较高，导致涂层与基体的结合力降低，容易脱落，达不到良好的阻燃效果，且耐候性、耐用性差；其次是涂层的柔韧性不够，很难与某些高分子工程塑料相适应，如涂层易于在聚丙烯弯折的状态下断裂且脱落。因此，若要用涂层的方式解决高分子工程塑料的易燃问题，需要考虑到涂层的阻燃性、涂层与基体的结合力、施以涂层之后涂层/基体的柔韧性。

中国专利公开号为CN104862970A公开了一种“高阻燃无毒害织物涂层材料及制备方法”，该方法的步骤是首先配制氯化钠复合体，之后制备水泥复合体粉体，然后制备复合水性树脂，最后制备涂料。该方法生产成本低，适用领域广，但是其制备步骤繁琐且阻燃性能有限，并未说明涂层对基体性质的影响。

中国专利公开号为CN105419607A公开了“一种建筑用光固化复合涂料及其制备方法”，该方法的步骤包括以下几步：(1)将邻甲酚醛环氧丙烯酸酯、水溶性阴离子聚氨酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、二苯丙酮、聚二甲基硅烷均匀混合，加入去离子水搅拌，制成乳液；(2)在乳液中加入pH调节剂丁基乙醇胺、甲苯基二苯基磷酸酯于30℃下搅拌分散30min，之后放入50℃烘箱中半小时得到复合涂料；(3)将复合涂料在紫外光照下30-40s完成固化。专利中并未提及该阻燃涂层的阻燃性质，且该涂层如需应用到建筑、木材等基材上，还需进行改性处理，涂料固化需要在紫外光照射下完成，操作繁琐，应用受到限制。

文献“Jimenez, M.; Duquesne, S.; Bourbigot, S., Fire protection ofpolypropylene and polycarbonate by intumescent coatings. Polymers forAdvanced Technologies 2012, 23 (1), 130-135.”公开了使用膨胀型阻燃涂层对聚丙烯与聚碳酸酯进行阻燃整理。经过涂层整理之后，两种高聚物的阻燃性均有大幅度的改善，该阻燃涂层为膨胀型亮光漆，文献中没有提及该涂层是否有良好的力学性能及涂层对基体力学性能的影响。