[发明专利]一种核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂及其协同磷氮的环氧丙烯酸酯膨胀阻燃涂料

说明书

本发明公开了一种核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂及其协同磷氮的环氧丙烯酸酯膨胀阻燃涂料，以锌离子与锡离子通过反应制备出纳米锡酸锌，并且用纳米无机阻燃剂纳米二氧化硅为基体，利用均匀沉淀法并结合超声分散和共沸蒸馏技术在其表面包覆纳米锡酸锌，制备得到核壳结构的纳米锡酸锌胶囊，将其与聚磷酸铵复配，制成含锌、锡及硅的磷氮协同环氧丙烯酸酯膨胀阻燃涂料，阻燃效果好，可有效促进炭层形成，从而改善阻燃效果，且具有良好的力学、光学及热稳定性能，能够满足当前阻燃涂料的需求。

技术领域

本发明属于阻燃涂料技术领域，具体涉及一种核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂及其协同磷氮的环氧丙烯酸酯膨胀阻燃涂料。

背景技术

纳米材料是20世纪80年代中期发展起来的一种具有全新结构的材料，被誉为“21世纪最有前途的材料”。粒径在1～100nm范围内且能观察到体积效应或表面效应的颗粒常被称为纳米粒子。纳米添加剂填充塑料，会起到刚性粒子增塑增强的效果。这是由于阻燃作用的发挥是由化学反应所支配的，对于等量的阻燃剂，其粒径愈小，比表面积就愈大，阻燃效果就愈好。另一方面，超细化、纳米化添加剂增强了界面的相互作用，可以更均匀地分散在基体树脂中，更有效地改善共混料的力学性能。

近几年来含锡、锌类的化合物如：锡酸锌、羟基锡酸锌等作为三氧化二锑替代品的相关研究受到了越来越多的重视。锡酸锌具有无毒、无害和良好的阻燃和抑烟性能，对卤素和填料有有益的影响。但由于其昂贵的价格使其应用受到限制。因此，如何在保持羟基锡酸锌、锡酸锌优良性能的同时降低其价格，或找到阻燃消烟性能比羟基锡酸锌、锡酸锌性能更优异且廉价的阻燃剂成为阻燃研究工作者的目标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂及其协同磷氮的环氧丙烯酸酯膨胀阻燃涂料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂的制备方法，包括：

1)将氯化锡和氯化锌按照摩尔比0.8～1.2：0.8～1.2的比例溶于水中，滴加适量的酸防止氯化锡水解，混合均匀后调整pH值为7.8～9.2，室温晶化5～7h，过滤，65～75℃水洗若干次，在65～75℃下干燥，得到纳米锡酸锌；

2)将纳米锡酸锌与无水乙醇、水和吐温-80混合均匀，滴加正硅酸乙酯，所述纳米锡酸锌、无水乙醇、水、吐温-80与正硅酸乙酯的配方比例为9～11g：78～82g：9～11mL：0.08～0.12g：6.5～7.5g，然后调整pH值为7.8～8.2，在65～75℃保温搅拌反应2～4h，冷却过滤洗涤干燥，得到所述具有核壳结构的纳米锡酸锌。

一实施例中：还包括：所述步骤1)中，在氯化锡和氯化锌溶于水的体系中加入硬脂酸钠，硬脂酸钠的质量为氯化锡和氯化锌总质量的0.5～1.5％。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：

一种根据上述制备方法所制备的具有核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是：

一种环氧丙烯酸酯膨胀阻燃涂料的制备方法，包括：向丙烯酰胺中依次逐个加入丙烯酸、APP、具有核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂、环氧丙烯酸酯，所述丙烯酰胺、丙烯酸、APP、具有核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂、环氧丙烯酸酯的质量比为1.8～2.2：1.4～1.6：0.8～2.2：0.2～1.2：3.2～5.5，每次加入时均需要混合均匀且消除气泡，得到所述环氧丙烯酸酯膨胀阻燃涂料。

一实施例中：还包括：根据上述的制备方法制备所述具有核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂。

一实施例中：所述丙烯酰胺、丙烯酸、APP、具有核壳结构的纳米锡酸锌阻燃剂、环氧丙烯酸酯的质量比为2：1.5：2：1：3.5。