[发明专利]一种具有耐久性的生物质多酚水性阻燃涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种具有耐久性的生物质多酚水性阻燃涂料及其制备方法和应用，该水性阻燃涂料主要是由生物质多酚或生物质多酚与盐通过配位键或/和吸附作用构成，其制备方法是通过生物质多酚与适量水混合，或在此基础上加入粘合剂；或是通过生物质多酚与适量水混合并滴加盐溶液，或在此基础上再加入粘合剂得到。该生物质多酚水性阻燃涂料的制备方法能耗低、环保安全，所制得的生物质多酚水性阻燃涂料具有耐久性、阻燃效率高、附着力强、环保安全，不仅能够直接作为水性阻燃涂料使用，还能够作为不同高分子材料品种的表面处理及添加型阻燃剂使用。

技术领域

本发明属于水性阻燃涂料及其制备和应用技术领域，具体涉及一种具有耐久性的生物基多酚水性阻燃涂料及其制备方法和应用。

背景技术

经过近几十年的发展，高分子材料已广泛应用于各个领域。但是，其在实际应用中存在的主要问题之一是易燃，且在燃烧过程中会产生大量的热及有毒气体，对生命财产安全、环境生态均存在巨大的安全隐患，因此高分子材料的阻燃一直是科研工作者持续研究的技术问题。涂料作为一种新型的高分子材料，现已被广泛的应用于建筑物的钢铁构件、房屋的钢架、酒店、大厦、机场、车站等建筑物。因此，研究并开发适用于涂料的阻燃剂已成为当今的热点。

含卤阻燃剂作为最早使用的一类阻燃剂，其虽具有价格低廉、稳定性好、添加量少、与高分子材料的相容性好等优点而得到广泛应用。但是，含卤阻燃材料在阻燃过程中往往会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成二次危害。随着欧盟RoHS指令限制和禁止在电子电气设备中使用某些有毒、有害物质和元素的颁布，卤系阻燃剂已逐渐禁止使用。随后研发使用的高效、低烟、无毒或低毒的无卤阻燃剂现已成为未来阻燃材料发展的必然趋势。其中，有机磷阻燃剂因其相对低的毒性、高的阻燃效率虽得到广泛应用，但是，最近又有报道指出：已在室内空气、土壤以及人的母乳中检测到有机磷阻燃剂。这表明有机磷阻燃剂的安全性是不确定的。加之现有卤系、磷系阻燃剂的复杂结构及极性等原因，使得阻燃涂料的研究多集中在溶剂型涂料体系，可是溶剂型涂料在使用过程中也存在一些问题：如挥发性有机物(VOC)的释放量大，常与危险性、易燃性溶剂合用，因而限制了其在阻燃涂料领域的应用。

最近科学家们的研究发现：将生物大分子，如蛋白质(乳清蛋白，酪蛋白，疏水蛋白)[Carbohydrate polymers,2013,94(1):372-377.]、脱氧核糖核酸(DNA)[Journal ofMaterials Chemistry A,2013,1(15):4779-4785.]和聚多巴胺(PDA)[Chemistry ofMaterials,2015,27(19):6784-6790.]涂覆在纤维质或合成织物如棉制品、涤纶制品或涤棉制品、软质聚氨酯泡沫等上面会表现出出人意料的阻燃性能。但遗憾的是，目前蛋白质、DNA、PDA的成本均较高，无法推广应用。另外，上述生物质阻燃剂都为水溶性生物大分子，其表面附着力较差，不具有耐久性，无法形成永久阻燃保护，附着有阻燃剂的这些面料的阻燃性能会随穿着时间的推移及洗涤次数增加而下降。针对这些问题，专利申请号201610000885.4公开了一种通过分子设计对淀粉进行改性制得的功能性阻燃淀粉为起始原料，与水性环氧树脂复合形成水溶性环保型生物基“三源”一体膨胀阻燃涂料体系，该体系虽然在一定程度上解决了生物大分子阻燃剂成本高、不耐水洗的缺点，然而，由于该体系仅是以生物质淀粉为载体，依然采用传统的磷化改性法制备淀粉基有机磷酸酯阻燃剂，因而其对提高阻燃产品的环保及安全性能几乎没有贡献。因此，开发一种环保、可持续、高性能的耐久性阻燃涂料具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术所存在的不足，提供一种具有耐久性的生物质多酚水性阻燃涂料及其制备方法，该生物质多酚水性阻燃涂料具有耐久性好、阻燃效率高、附着力强、环保安全的特点，其制备方法则简单、能耗低、环保安全。

本发明还提供上述具有耐久性的生物质多酚水性阻燃涂料的应用。