[发明专利]高效硅氮磷阻燃剂、耐水型透明防火涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了高效硅氮磷阻燃剂及其制备方法和应用，本发明还公开了耐水型透明防火涂料及其制备方法和应用。本发明的防火涂料优异防火性能优异，具有突出的耐水性，较好的耐磨性、和耐老化性。本发明高效硅氮磷阻燃剂分子中引入含氮的三缩水甘油异氰尿酸酯和磷酸，克服常用多聚磷酸铵耐水性差的弱点，有效提高了水性透明防火涂料的耐水性和耐候性。本发明的防火涂料是环境友好型涂料，解决目前水性透明防火涂料的耐水性，方便施工、节省资源、节省能源和适应环境。

技术领域

本发明涉及高效硅氮磷阻燃剂、耐水型透明防火涂料及其制备方法和应用，属于涂料技术领域。

背景技术

目前的水性防火涂料，主要存在耐候性及耐水性问题。该类产品经国家防火材料质量检验部门的抽验，分别进行天然老化和加速老化试验，发现防火性能均有不同程度的降低且理化性能也降低，甚至部分产品出现粉化、起泡、脱落的现象。同时，由于目前防火涂料组份中的膨胀体系耐水性较差而导致的涂层耐水性差的问题始终未得到完善解决。

对于水性透明防火涂料，目前主要采用多聚磷酸铵作为阻燃剂。多聚磷酸铵提高了阻燃能力，但因其亲水及微溶性，导致涂料的耐水性及耐候性较差。防火涂料的耐候性及耐水性问题，一般采用下列途径来解决：有机成膜物质可选择性能更好的氯偏乳液、硅-丙乳胶或者几种乳液搭配使用、适当增加乳液用量，改善防火涂料的耐候性。但这些方法依然有一定的局限性。

发明内容

发明目的：本发明的第一个目的是提供了一种高效硅氮磷阻燃剂。

本发明的第二个目的是提供了高效硅氮磷阻燃剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提供了高效硅氮磷阻燃剂的应用。

本发明的第四个目的是提供了耐水型透明防火涂料。

本发明的第五个目的是提供了耐水型透明防火涂料的制备方法。

因此，本发明目的在于提供一种由KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、三缩水甘油异氰尿酸酯和磷酸制备的高效硅氮磷阻燃剂，以及由该阻燃剂与聚合物乳液、助剂制备而成的具有优异耐水耐候性的透明防火涂料。

技术方案：为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案为：高效硅氮磷阻燃剂，其特征在于，其分子结构如通式所示，所述通式为：

n＝1～10，所述R1、R2、R3为H、芳香烃、脂肪烃中的一种或多种。

其中，所述R1、R2、R3分别为中的一种。

本发明所述的高效硅氮磷阻燃剂可以具有以下分子骨架结构：

本发明的高效氮硅磷阻燃剂在同一分子中含有能起协同阻燃作用的硅、磷、氮三种元素，可发挥很好的协同阻燃效应。其中，分子中氮结构在燃烧时分解产生含N气体使涂料层膨胀，起到隔热阻燃作用；磷酸酯分解生成磷酸，促进涂层炭化，同时形成一层粘稠液体覆盖表面起到阻燃作用；甲氧基硅烷形成致密SiC涂层，具有高温稳定性，并能够防止溅落造成二次燃烧。

为实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案为：本发明提供了高效硅氮磷阻燃剂的制备方法，所述制备方法为通过带环氧基团的烷氧基硅烷、含卤素的环氧化合物、三缩水甘油异氰尿酸酯和含磷酸基团的化合物反应制成。

其中，所述带环氧基团的烷氧基硅烷为环氧硅氧烷单体KH560、环氧硅氧烷低聚物或及其它如环氧改性硅树脂低聚物，优选为环氧硅氧烷单体KH560，KH560是γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的简称。

其中，所述含卤素的环氧化合物包括但不仅限于卤代二酚基丙烷环氧树脂、四卤双酚A二缩水甘油醚、卤代二酚基丙烷环氧树脂或四卤双酚A二缩水甘油醚中的一种，其他含卤素的环氧化合物均在本发明的保护范围之内。