[发明专利]一种用于塑料表面的梯度阻燃涂层的制备方法

说明书

本发明涉及塑料表面改性的技术领域，提供了一种用于塑料表面的梯度阻燃涂层的制备方法。该方法通过在塑料表面依次形成不同组成的梯度阻燃涂层，并通过等离子处理增强涂层与塑料之间、涂层与涂层之间的粘结，实现对塑料表面的阻燃改性。与传统方法相比，本发明的制备方法，在明显提高塑料表面的极限氧指数的同时，可防止由于涂层与塑料的相容性问题造成的涂层脱落，以及由于涂层与塑料的热膨胀性能差异造成的高温龟裂现象。

技术领域

本发明属于塑料表面改性的技术领域，提供了一种用于塑料表面的梯度阻燃涂层的制备方法。

背景技术

塑料作为现代社会基础材料之一，已在建筑、电力、电讯、电器、能源、交通运输、农业、医疗卫生等各个领域都有着广泛的应用。塑料具备质量轻、可塑性强等优良性能，但绝大多数塑料都有着一项重要缺陷，便是属于易燃或可燃材料。塑料的燃烧不仅会造成人员伤亡和财产损失，并且对环境的造成不利影响。因此，塑料阻燃技术成为一项重要研究课题。

目前，塑料阻燃技术主要分为三种：添加难燃或不然的无机纤维作为增强材料，添加阻燃剂增强阻燃性能，采用阻燃涂层实现阻燃目的。其中，阻燃涂层主要是将不燃或难燃的无机物作为外层，如陶瓷涂层、金属涂层或者SiC涂层等，或者在聚合物的加工过程中加入Si、B、SiC、某些硼酸盐和低熔点玻璃等物质，在高聚物燃烧时形成一层无机涂层而达到阻燃目的。虽然阻燃涂层技术工艺简单而且阻燃效果良好，但是，一方面由于涂层与塑料的相容性问题常常造成涂层脱落，另一方面由于涂层与塑料的热膨胀性能差异常常造成高温龟裂现象。

中国发明专利申请号201611210310.1 公开了一种塑料表面阻燃涂层及其制备方法，该阻燃涂层由成膜剂、阻燃剂、固化剂、流平剂、偶联剂、填料和乙二醇单丁醚溶剂制成。但该发明制得的阻燃涂层与塑料的相容性不理想，导致涂层易发生脱落。

中国发明专利申请号201610588731.1公开了一种用于工程塑料表面的膨胀阻燃涂层及其制备方法。该阻燃涂层由9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）、聚磷酸铵、成膜剂、成炭剂、湿润剂和无水乙醇制成。但该发明制得的涂层与塑料的热膨胀性能差异很大，易造成涂层的高温龟裂现象。

综上所述，现有技术存在以下缺点：一是由于涂层与塑料的相容性问题造成涂层脱落，二是由于涂层与塑料的热膨胀性能差异造成高温龟裂现象，因此开发一种阻燃性能良好、相容性良好且不易龟裂的塑料阻燃涂层，有着重要的意义。

发明内容

可见，现有技术存在以下缺点：一是由于涂层与塑料的相容性问题造成涂层脱落，二是由于涂层与塑料的热膨胀性能差异造成高温龟裂现象。针对这种情况，本发明提出一种用于塑料表面的梯度阻燃涂层的制备方法，在明显提高塑料表面的极限氧指数的同时，可有效防止上述问题的出现。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种用于塑料表面的梯度阻燃涂层的制备方法，所述梯度阻燃涂层制备的具体步骤如下：

（1）将塑料基体树脂溶于良溶剂中，加入硅烷偶联剂、聚乙烯醇缩甲乙醛、纳米二氧化硅，转移至球磨机中混合均匀，制得涂膜液A；

（2）对塑料表面进行等离子处理，然后将步骤（1）制得的涂膜液A涂覆于塑料表面，干燥，制得涂层A；

（3）将聚乙烯醇缩甲乙醛溶于乙酸乙酯中，加入硅烷偶联剂、纳米二氧化硅，转移至球磨机中混合均匀，制得涂膜液B；

（4）对涂层A表面进行等离子处理，然后将步骤（3）制得的涂膜液B涂覆于涂层A表面，干燥，制得涂层B；

（5）将正硅酸乙酯加入无水乙醇中，搅拌混合40~60min，然后加入颜料搅拌10~20min，再加入去离子水和盐酸搅拌90~120min，陈化3~5h，加入硅烷偶联剂搅拌10~15min，制得胶状涂膜液C；