[发明专利]一种阻燃材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及阻燃材料技术领域，具体来说是一种阻燃材料及其制备方法和应用，所述阻燃材料按照如下方法制备得到：(1)制备Al(OH)₃的醇溶液和KH‑570醇溶液；(2)制备KH‑570‑Al(OH)₃；(3)采用直接水合法制备OH‑KH‑570‑Al(OH)₃；(4)将OH‑KH‑570‑Al(OH)₃与水性丙烯酸树脂反应制备得到阻燃材料。本发明对丙烯酸树脂进行改性，不仅提升了丙烯酸树脂的阻燃性能，而且提升了其使用寿命，制得了具有优异阻燃性能和稳定性的阻燃材料。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，具体来说是一种阻燃材料及其制备方法和应用。

背景技术

阻燃剂是赋予聚合物材料难燃性的功能型助剂，可以分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂，添加型阻燃是通过物理和机械混合的方法填充进聚合物材料中，大多时候对材料的机械性能等有影响，而反应型阻燃剂是作为一种聚合反应单体，通过化学共价键接枝的方法加入聚合物分子链中，反应型阻燃剂具有对材料机械性能和使用性能影响较较小，阻燃性能持久的优点。

与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全、节省资源和能源、减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前涂料发展的主要方向。水性丙烯酸树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料，丙烯酸树脂以苯乙烯与丙烯酸酯及其衍生物为聚合单体，制得的热塑性或热固性树脂，丙烯酸树脂广泛在应用汽车、电器、机械、建筑等领域。但是传统丙烯酸树脂的阻燃性能较差，容易燃烧，限制了丙烯酸树脂的实际应用，因此通过对丙烯酸树脂进行改性，制备得到一种热稳定性高、阻燃性优异的丙烯酸树脂成为研究热点。

当前，丙烯酸系树脂阻燃方式主要采用添加型阻燃法、反应型阻燃法、浸渍法等，其中添加型阻燃法应用最为广泛，这类方法是在加工丙烯酸树脂的过程中加入固体或液体的阻燃剂，进而发挥出阻燃的作用，优点是选择范围广，使用方便，对涂料生成的反应影响比较小，而且经济实惠，工艺简单；缺点是稳定性差，易于在环境中降解，继而导致阻燃性随着时间的增长而降低，无法得到具有长期稳定阻燃效果且阻燃性能优异的阻燃材料。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供了一种阻燃材料及其制备方法和应用，本发明对丙烯酸树脂进行改性，并通过KH-570偶联剂实现了阻燃剂Al(OH)₃和水性丙烯酸树脂的稳定连接，制得了具有优异阻燃性能和稳定性的阻燃材料。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种阻燃材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备Al(OH)₃醇溶液；

(2)将质量浓度为0.05％的硅烷偶联剂KH-570醇溶液滴加至步骤(1)的Al(OH)₃醇溶液中，于N₂气氛下，60-90℃下搅拌12-18h后，经过滤洗涤、真空干燥，制得KH-570-Al(OH)₃；

其中，硅烷偶联剂KH-570与Al(OH)₃纳米粉体物质的量之比为1:1.1-1.2；

(3)将步骤(2)的KH-570-Al(OH)₃置于去离子水中，采用直接水合法制备得到OH-KH-570-Al(OH)₃；

(4)将水性丙烯酸树脂与表面活性剂混合均匀后，加入步骤(3)的OH-KH-570-Al(OH)₃进行酯化反应，于100-130℃反应3-5h后，得到阻燃材料；

其中，OH-KH-570-Al(OH)₃与水性丙烯酸树脂的物质的量之比为1-1.2:1。