[发明专利]一种透明膨胀型防火涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防火涂料技术领域，具体涉及透明无卤防火涂料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平日益提高，人们对日常居住环境的要求越来越高。木材和织物由于其丰富的色泽、形状以及易于加工而广泛用于人们的生活之中，如建筑装修和室内陈设。 然而，其给人类生活带来巨大方便的同时，由于其易燃性却带来了潜在的火灾危险性，造成严重后果。因此，为了减少木材火灾的燃烧热，预防火灾发生，有必要对木材和织物进行防火保护。如中国专利公开号CN102746773A报道了一种溴碳醇酸树脂透明防火涂料，其极限氧指数为29%。然而该防火涂料含有卤素，其在燃烧时会产生有毒气体，对环境造成污染。因此，无卤环保透明防火涂料是当今防火涂料的发展趋势。

目前无卤防火涂料一般需要加入大量的有机或无机的阻燃剂，且在施工时须与基料共混；共混不仅给施工带来了很大的劳动量和繁杂的步骤，而且有机溶剂的挥发会对环境和人体造成伤害；由于大量阻燃剂的加入还会使体系的综合性能受到影响，比如附着力下降，透明性明显降低。 如中国专利公开号CN102372934A报道了一种由硼砂30-40份、无水硫酸钠10-20份、氯化钠50-60份、滑石粉6-10份，硅酸钠500-1000份，尿素20-25份，季戊四醇6-10份按质量分数组成的透明防火涂料，可以用在木结构建筑家具中。但由于大量无机物的存在，透明性不高且耐水性不好。

辐射固化是在紫外光或低能电子束辐照下，将液态低聚物（包括单体）经过快速聚合交联而获得涂膜的一种技术。它具有能量利用率高，节省能源，无溶剂挥发，安全无污染，固化速度快，生产效率高，无需高温等优点，是一种环境友好的绿色技术。 因此，利用辐射技术制备透明性无卤防火涂料越来越受到人们的关注。

中国专利公开号CN1335352A报道的一种辐射可固化的含磷氮化物无卤阻燃剂的制备方法，采用多功能团含磷化合物、丙烯酸化的多元醇和多羟基的取代一元胺或二元胺为反应基质，从而获得辐射可固化含氮磷化物无卤阻燃剂。该阻燃剂可以应用于建筑、涂层、塑料和电线电缆中。其缺点是该阻燃剂合成工艺比较复杂并具有较深颜色，无法在对透明性要求较高的木材涂层中应用。

至今未见采用辐射法制备透明防火涂料的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种透明膨胀型防火涂料及其制备方法，该方法制备的防火涂料具有良好的透明性能和防火性能以及制备工艺简单。

本发明的一种透明膨胀型防火涂料，其特征在于其各组分按质量百分比为：酸源树脂40-60%、气源甲醚化氨基树脂树脂20-50%、碳源季戊四醇三丙烯酸酯3-10%、引发剂2-6%、流平助剂0.5-2%和消泡助剂有机硅树脂0.5-2%，所述各组分之和为100%。

本发明的透明膨胀型防火涂料的制备方法，其特征在于在按质量百分比为40-60%的酸源树脂、20-50%的气源树脂以及3-10%的碳源季戊四醇三丙烯酸酯的混合树脂中，加入2-6%引发剂、0.5-2%的流平助剂和0.5-2%的消泡剂有机硅树脂，所述各组分之和为100%；在40-60 ^oC搅拌均匀，在引发剂存在下，利用紫外光或低能电子束辐照固化得到透明膨胀型防火涂料。

优选的，所述酸源树脂为三丙烯酸磷酸酯、二丙烯酸磷酸酯或四丙烯酸二磷酸酯；其中三丙烯酸磷酸酯的结构式可表示为：

二丙烯酸磷酸酯的结构式可表示为：

四丙烯酸二磷酸酯的结构式可表示为：

式中R为含1-12个碳的烷基或芳基，R₁为乙基或丁基。

优选的，所述引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2, 2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基甲酮或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

优选的，所述流平助剂为聚丙烯酸酯或有机硅树脂。

本发明的透明膨胀型防火涂料中，酸源具有催化作用，能够催化树脂成炭；甲醚化氨基树脂为膨胀炭层提供气源；季戊四醇三丙烯酸酯为膨胀炭层提供碳源。由于必须同时具有酸源、气源和碳源，并且酸源、气源和碳源的比例适当时，防火涂料才能够在燃烧时形成比较稳定的膨胀炭层，本发明中采用了酸源以40-60%为宜、气源以20-50%、碳源以3-10%为宜。

本发明的最大特点是同时将酸源、气源和碳源同时引入到辐射固化透明防火涂料中，依据膨胀阻燃原理可以形成较好的膨胀炭层，从而对基材具有较好的防火保护作用。