[发明专利]阻燃型核壳型环保水性树脂涂料的制备方法

说明书

本发明是一种阻燃型核壳型环保水性树脂涂料的制备方法，首先制备磷系阻燃剂，并利用制备的磷系阻燃剂制备核层乳液。在此基础上制备出阻燃性核壳型水性丙烯酸酯类树脂涂料。本发明克服了传统CP阻燃剂处理释放甲醛以及丙烯酸酯类树脂着火产生熔滴、阻燃性差的缺陷。使核壳型丙烯酸酯类树脂的核与壳都形成比较致密和比表面大的炭层，在革屑水解的多肽改性条件下，避免了丙烯酸树脂涂料的膜在着火时产生熔滴的问题。所制备的水性树脂涂料在氧指数、烟密度、有焰燃烧时间和熔滴方面均得到提高。

本申请是2019106432660发明专利申请的分案申请。

技术领域

发明涉及水性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法，特别涉及阻燃型核壳型环保水性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法。

背景技术

阻燃剂主要用于塑料、橡胶、纺织和涂料等领域。全世界阻燃剂需求量已超过120万吨/年，主要包括卤素阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂等数百个品种。卤素阻燃剂具有性价比高的优势，但也存在燃烧过程中释放大量有毒或者腐蚀性强的气体如HX，同时部分卤素阻燃剂，比如五溴二苯醚和八溴二苯醚有剧毒甚至致癌。

常见的无机阻燃剂包括氧化镁和氧化铝，其在燃烧过程中需要吸热，降低了燃烧过程的热量，同时由于燃烧过程释放了水分子，稀释了燃烧区域的氧气浓度，同时燃烧过程产生的氧化镁和氧化铝都是耐火材料，覆盖在燃烧物表面，可减缓燃烧的继续进行。但无机阻燃剂存在添加量大，并且与有机材料相容性差的缺陷，容易造成材料力学性能下降。

有机磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤和无卤等优点，符合阻燃剂的发展方向。磷添加剂的作用机理是阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部热分解产物进入气相参与燃烧。含磷添加剂主要在凝聚相中作用，阻燃机理为:①形成磷酸配作为脱水剂，并促进成炭，炭的生成降低了从火焰到凝聚相的热传导。②磷酸可吸热，因为它阻止了CO氧化为CO2，减缓了加热过程。③凝聚相形成一层薄薄的玻璃状的或液态的保护层，因此降低了氧气扩散和气相与固相之间的热量和物质传递，抑制了炭氧化过程，降低了含磷阻燃剂受热分解。磷系阻燃剂依次形成磷酸偏、磷酸和聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物，具有强脱水性，在聚合物表合物与空气隔绝。脱出的水气吸收大量的热，使聚合物表面阻燃剂受热分解释放出挥发性磷化物，经质谱分析表明，存氢原子浓度大大降低，表明PO·捕获H·，即PO·+H·=HPO。

阻燃剂CP（化学名称为Ｎ-羟甲基-３-二甲氧磷酰基丙酰胺）是瑞士汽巴-嘉基公司的产品，1965年问世，工业品为淡黄色或无色粘稠状液体，易溶于水，有轻微甲醛气味，在棉布、涤纶中广泛应用，但由于经过其处理的材料会含有甲醛，因此限制了它的使用范围。

中国丙烯酸树脂的品种已经相对完善，但是与国外先进同行相比，生产规模、工艺控制及部分特殊性能要求的产品还存在一定差距，特别是在工艺控制与质量稳定性方面。因此，要在未来几年内，采用更先进的自动化控制系统，确保产品工艺控制能保持一致，从而进一步提高产品质量的稳定性，特别是产品质量力求达到国外厂家的水平，是丙烯酸树脂发展的当务之急，也是根本所在。

随着市场的竞争日益激烈，通用型丙烯酸树脂的利润在不断下跌，在此情况下，想要丙烯酸产品扩大利润，只有研发高性能的产品，做到人无我有，人有我优。只有这样，才能真正提高产品参与市场的竞争能力，才能提高企业的综合效益。建筑涂料在所有涂料中所占的比例最大。中国的建筑涂料在丙烯酸涂料中所占的比例为24%，处于世界中等发展水平。目前中国的年产量在50万吨左右，其中内墙占60%，外墙占25%，其他占15%。

虽然中国目前使用的涂料仍以中低档为主，但中国丙烯酸涂料的品种较齐全，与发达国家相比，差距并不在于涂料的品种，而是原料、生产设备、生产工艺以及生产规模的差距。其中生产规模较大、技术起点较高的企业，生产的产品技术含量高、质量好。