[发明专利]一种改性莫来石、水性膨胀型防火涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种改性莫来石、水性膨胀型防火涂料及其制备方法。本发明通过采用聚多巴胺涂层包覆莫来石、并利用涂层上丰富的邻苯二酚羟基接枝硅烷偶联剂和磷系阻燃剂DOPO制备改性莫来石，并将改性后的莫来石应用于水性膨胀型防火涂料，该防火涂料耐水性能优异、膨胀炭层致密且牢固，同时制备方法简单易行，不需要大量有毒的有机溶剂，也无需长时间大功率耗电，符合绿色、环保、节能发展理念，适合推广和工业化生产。

技术领域

本发明涉及防火涂料技术领域，尤其涉及一种改性莫来石、水性膨胀型防火涂料及其制备方法。

背景技术

由于传统的溶剂膨胀型防火涂料存在易挥发有机溶剂对环境造成严重污染等问题，近年来兴起的水性膨胀型防火涂料因具有绿色环保、无毒安全、施工方便等优点，成为目前研究的主流防火涂料类型。然而目前的水性膨胀型防火涂料仍然面临耐水性差、膨胀炭层不够牢固，易开裂和脱落等缺点。

为解决上述缺点，开发具有优异耐水性、耐火性、耐候性的防火涂料，各种结构的无机填料先后被运用到防火涂料中。莫来石作为铝硅酸盐系常温常压下唯一稳定存在的二元化合物，多为纤维状结构的晶须，未经过球磨的莫来石晶须长度从几十到几百微米，粒径从几微米到十几微米。研究发现，莫来石独特的氧空位结构使其拥有良好的热稳定性、抗蠕变性能、较高的硬度和较低的导热率和线膨胀系数，多年来被广泛应用于陶瓷领域。近年来，莫来石逐渐被添加到防火涂料中，但作为一种无机物，未改性的莫来石晶须与作为成膜物的有机高分子树脂相容性较差，不利于提高涂料的性能。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种改性莫来石、水性膨胀型防火涂料及其制备方法，用以解决现有技术中莫来石晶须直接用作阻燃剂阻燃性不足、且与有机物相容性差的技术问题。

本发明的第一方面提供一种改性莫来石的制备方法，包括以下步骤：

将阻燃剂DOPO与硅烷偶联剂进行第一接枝反应，得到DOPO接枝硅烷偶联剂Si-DOPO；

通过多巴胺的自聚合在莫来石晶须表面包覆聚多巴胺，得到聚多巴胺包覆莫来石M@PDA；

将上述DOPO接枝硅烷偶联剂Si-DOPO与聚多巴胺包覆莫来石M@PDA进行第二接枝反应，得到改性莫来石M@PDA-Si-DOPO。

本发明的第二方面提供一种改性莫来石，该改性莫来石通过本发明第一方面提供的改性莫来石的制备方法得到。

本发明的第三方面提供一种基于改性莫来石的水性膨胀型防火涂料，各组分质量百分比为：改性莫来石2％～10％、二氧化钛1％～3％、三聚氰胺8％～12％、季戊四醇10％～15％、聚磷酸铵20％～25％、成膜物13％～18％、羟乙基纤维素0.3％～0.8％、分散剂0.3～0.7％、消泡剂0.3％～0.7％、正辛醇0.3％～0.8％，其余为去离子水。

本发明的第四方面提供一种基于改性莫来石的水性膨胀型防火涂料的制备方法，包括以下步骤：

将改性莫来石、二氧化钛、羟乙基纤维素、三聚氰胺混合均匀后，再加入季戊四醇、聚磷酸铵混合均匀，继续加入去离子水、分散剂、消泡剂混合均匀，最后加入成膜物和正辛醇混合均匀，得到基于改性莫来石的水性膨胀型防火涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用聚多巴胺涂层包覆莫来石、并利用涂层上丰富的邻苯二酚羟基接枝硅烷偶联剂和磷系阻燃剂DOPO制备改性莫来石，并将改性后的莫来石应用于水性膨胀型防火涂料，该防火涂料耐水性能优异、膨胀炭层致密且牢固，同时制备方法简单易行，不需要大量有毒的有机溶剂，也无需长时间大功率耗电，符合绿色、环保、节能发展理念，适合推广和工业化生产。

说明书附图

图1中从左向右分别为实施例3、对比例1、对比例2、对比例3在1h耐火测试后的膨胀炭层外部形貌图；