[发明专利]一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用。所述膨胀型阻燃剂是由复合阻燃物对有机膨胀蛭石插层改性而得；所述复合阻燃物是由成炭催化剂、发泡剂和成炭剂与二乙基次磷酸盐复配而得；所述有机膨胀蛭石是先对蛭石进行不完全膨胀煅烧，得到不完全膨胀蛭石，然后采用脂肪酸或脂肪酸盐对不完全膨胀蛭石有机改性而得。本发明的膨胀型阻燃剂与水性树脂的相容性好，具有良好的分散性、抗水解性、抗迁移性，克服了传统的阻燃剂与聚合物相容性差，漆膜易吸水，热稳定性差的缺点，应用膨胀型阻燃剂制得的防火涂料，防火阻燃性好、附着力高、硬度高、涂层耐水性、耐腐蚀性好。

技术领域

本发明涉及一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和其在膨胀型水性防火涂料中的应用，属于防火涂料技术领域。

背景技术

防火涂料就是通过将涂料刷在易燃材料的表面，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。膨胀型防火涂料按溶剂可以分为水性和溶剂型两类。水性涂料是以水作为主要溶剂或者分散介质，而溶剂型涂料则以有机溶剂为分散介质。溶剂型涂料在施工过程中有机物挥发，严重危害环境和人们的健康，而水性涂料与溶剂型涂料相比，环保性能佳，可以达到零甲醛挥发，且水性防火涂料以水做溶剂，消除了生产过程施工时的火灾危险性，在安全性上占据优势，因此，水性防火涂料得到了快速的发展。

水性防火涂料主要由水性树脂、阻燃剂、功能性助剂等组成，目前的膨胀型防火涂料，其采用的阻燃剂主要是由酸源(成炭催化剂)、碳源(成炭剂)、气源(发泡剂)组成，虽然具有无卤、无锑、低烟、低毒、无腐蚀性气体等优势，但仍存在许多技术问题：

1)阻燃剂与树脂相容性差，导致漆膜力学性能、理化性能下降；

2)常用成炭催化剂和成炭剂如聚磷酸铵、季戊四醇等具有一定的吸水性，导致涂料耐水性下降，耐腐蚀性较差；

3)大部分阻燃剂为添加型低分子物，热稳定性差，易渗出、易沉淀，影响防火性能。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种膨胀型阻燃剂，是由复合阻燃物对有机膨胀蛭石插层改性而得；所述复合阻燃物是由成炭催化剂、发泡剂和成炭剂与二乙基次磷酸盐复配而得；所述有机膨胀蛭石是先对蛭石进行不完全膨胀煅烧，得到不完全膨胀蛭石，然后采用脂肪酸或脂肪酸盐对不完全膨胀蛭石有机改性而得。

作为一种实施方案，所述膨胀型阻燃剂中，成炭催化剂：发泡剂：成炭剂：二乙基次磷酸盐：有机膨胀蛭石的质量比为(8～15)：(5～10)：(5～8)：(3～5)：(3～5)。

作为一种实施方案，所述成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸二氢铵或磷酸三聚氰胺。

作为一种实施方案，所述发泡剂为三聚氰胺、尿素或三聚氰胺氰尿酸盐。

作为一种实施方案，所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇或甘露醇。

作为一种实施方案，所述二乙基次磷酸盐包括但不限于二乙基次磷酸铝、二乙基次磷酸镁、二乙基次磷酸锌，优选二乙基次磷酸铝或二乙基次磷酸镁。

作为优选方案，所述二乙基次磷酸盐的制备，包括如下操作：

将二乙基次磷酸钠溶于去离子水中，配置成浓度为2～6wt％的二乙基次磷酸钠水溶液，加入5～10wt％的稀硫酸调节溶液pH至2～3，得到混合溶液；将混合溶液加热到70～80℃，搅拌下缓慢滴入氯化盐或硫酸盐水溶液，滴加完全后，反应保温20～40分钟，结束反应，收集固体产物，即得二乙基次磷酸盐。

作为优选方案，所述收集固体产物具体操作如下：对反应液进行过滤，滤饼经去离子水洗涤后在120～140℃下真空干燥，即得二乙基次磷酸盐。