[发明专利]一种高韧性热膨胀微球复合石墨烯防火水性涂料

说明书

本发明公开了一种高韧性热膨胀微球复合石墨烯防火水性涂料，具体涉及水性防火涂料领域，所述复合石墨烯防火水性涂料包括如下重量份的组分：水40‑50份，氧化石墨烯6‑9份，三聚氰胺13‑15份，阻燃热膨胀微球15‑20份，分散剂0.5‑2份，阻燃剂10‑20份，多聚磷酸铵10‑20份，丙烯酸树脂18‑36份，季戊四醇10‑20份，丙烯酸乳液20‑25份，氧化镁粉2‑4份，消泡剂1‑3份。本发明所述的一种高韧性热膨胀微球复合石墨烯防火水性涂料，通过采用氧化石墨烯作为原料，与石墨烯相比氧化石墨烯柔韧性更好，具有更好的亲水性，使涂料可以拥有更高的韧性，有效提高涂料适应外界环境变化的强度，通过在涂料中添加阻燃热膨胀微球，可以有效增强涂料的硬度、耐磨性以及阻燃性。

技术领域

本发明涉及水性防火涂料领域，特别涉及一种高韧性热膨胀微球复合石墨烯防火水性涂料。

背景技术

防火涂料属于一种特种功能涂料。防火涂料被涂覆于基材表面,当火灾发生时其能阻止火焰的传播,控制火势的发展,对内部结构起到有效的保护作用。防火涂料已经被广泛应用于公共建筑、车辆、飞机、舰船、古建筑及文物保护等方面。

中国专利文献CN111471365A公开了一种石墨烯基水性膨胀型防火涂料及其制备方丙烯酸乳液，石墨烯基丙烯酸乳液的制备方法包括：在石墨烯表面接枝醇羟基得到醇羟基化石墨烯；将引发剂ACVA接枝在醇羟基化石墨烯上，制备得到石墨烯基引发剂；利用石墨烯基引发剂引发丙烯酸单体聚合即制备得到石墨烯基丙烯酸乳液；石墨烯基引发剂大部分继承了原始石墨烯的固有结构和性能，并且具有优良的水溶特性，使其完全适用于引发丙烯酸单体，石墨烯具有许多的优良特性，石墨烯的二维片层结构，可以在防火涂层中形成致密的隔绝层，起到阻燃作用；同时石墨烯与基体交联复合，形成保护层，有效抑制燃烧过程中形成的固体颗粒物的溢出，抑烟效果显著。但是该涂料可能存在柔韧性有限不能适应外界变化问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高韧性热膨胀微球复合石墨烯防火水性涂料，可以有效解决涂料柔韧性不高的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高韧性热膨胀微球复合石墨烯防火水性涂料，所述复合石墨烯防火水性涂料包括如下重量份的组分：水40-50份，氧化石墨烯6-9份，三聚氰胺13-15份，阻燃热膨胀微球15-20份，分散剂0.5-2份，阻燃剂10-20份，多聚磷酸铵10-20份，丙烯酸树脂18-36份，季戊四醇10-20份，丙烯酸乳液20-25份，氧化镁粉2-4份，消泡剂1-3份；

所述复合石墨烯防火水性涂料的制备步骤为：(1)制备氧化石墨烯；(2)将制备氧化石墨烯其他原料安组分混合，制得复合防火水性涂料。

优选的，所述氧化石墨烯为大片氧化石墨烯其直径为35-50μm，石墨烯表面分布有含氧活性基团。

优选的，所述阻燃热膨胀微球为具有核壳结构的颗粒，所述外壳为烯酸树脂类共聚物，所述内核由油溶性阻燃剂和惰性碳氢化合物混合组成。

优选的，所述阻燃剂为卤系、磷系或氮系中至少一种阻燃剂。

优选的，所述分散剂为聚羧酸钠盐、聚丙烯酸盐的一种或其混合物。

优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

优选的，所述氧化石墨烯制备步骤如下：

(1)在冰水浴中装配好反应瓶，加入适量的浓硫酸，搅拌下加入4份石墨粉和2份硝酸钠的固体混合物，再分次加入12份高锰酸钾，控制反应温度不超过22℃，搅拌反应一段时间。

(2)升温到38℃左右继续搅拌30mi n再缓慢加入一定量的去离子水，续拌20mi n后并加入适量双氧水还原残留的氧化剂。

(3)趁热过滤，并用5％HC l溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止。