[发明专利]一种水性环氧树脂涂料用环保型阻燃抑烟抗静电填料及其制备方法

说明书

本发明属于涂料领域，涉及一种水性环氧树脂涂料用环保型阻燃抑烟抗静电填料及其制备方法。本发明首先采用ZIF‑67改性凹凸棒作为阻燃效剂对聚磷酸铵进行表面处理，可以有效增强聚磷酸铵在水性环氧涂料中的阻燃抑烟性能；其次采用氨基三亚甲基膦酸掺杂聚苯胺通过原位聚合的处理工艺对改性聚磷酸铵进行表面包覆，制备具有阻燃抑烟抗静电能力的多功能功能水性环氧树脂填料。本发明工艺简单，成本较低，其高效的阻燃抑烟抗静电性能，可广泛应用于建筑、航空航天、船舶等各种场景。

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种水性环氧树脂涂料用环保型阻燃抑烟抗静电填料及其制备方法。

背景技术

涂料中的填料又称体质颜料，有时也称颜料增量剂，可分为非功能性填料和功能性填料。前者主要起增量作用，以降低涂料的原材料成本；后者除具有增量作用外，还具有改进涂料或涂膜的某些性能的功能，如控制流变性、改进附着力、控制光泽、提高遮盖力、防止腐蚀和优化颜料积浓度等。

其中，功能性填料在近年来广受关注，功能性填料能够赋予涂料多种功能，如阻燃、抑菌、抗紫外线、抗静电等多种功能，功能性填料的加入可以极大的丰富涂料的应用场景。但是，传统功能性填也有一些弊端，单一的功能性填料往往只能提供单一的性能提升，为了实现涂料的多功能性往往需要添加多种功能性填料，但添加过多的种类的功能性填料会产生严重的相容性问题，甚至造成涂料性能的降低。

本专利开发了一种新型阻燃抑烟抗静电填料，在微观层面对填料进行设计，采用双重包覆的方式，实现了填料多种功能的一体化；该新型阻燃抑烟抗静电填料，可同时增强基体的阻燃、抑烟、抗静电性能，制备方法简单，应用效果好，应用场景广泛。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种水性环氧树脂涂料用环保型阻燃抑烟抗静电填料及其制备方法。设计制备了ZIF-67原位生长凹凸棒（ZIF-67@ATP），采用ZIF-67@ATP对聚磷酸铵进行表面改性，并使用氨基三亚甲基膦酸掺杂聚苯胺对ZIF-67@ATP表面改性聚磷酸铵进行包覆，起到增加其阻燃性及导电能力的作用。一方面ZIF-67@ATP作为阻燃协效剂可以有效提高复合材料的阻燃性能，另一方面氨基三亚甲基膦酸掺杂聚苯胺具有导电性，可改善材料的导电性能，实现抗静电的目的并且提高填料与基体的相容性。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案。

一种水性环氧树脂涂料用环保型阻燃抑烟抗静电填料，包括以下质量份数的原料：凹凸棒土20-24份，六水合硝酸钴12-15份，2-甲基咪唑35-38份，盐酸多巴胺2份，三（羟甲基）氨基甲烷2份，苯胺10-14份，聚磷酸铵20-24份，过硫酸铵28-32份，氨基三亚甲基膦酸10-14份。

水性环氧树脂涂料用环保型阻燃抑烟抗静电填料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、制备酸处理凹凸棒土（ATP）。

步骤2、制备ZIF-67@ATP粉末：取步骤1酸处理凹凸棒土（ATP）分散到无水乙醇中，将分散后的溶液记为溶液A；再将六水合硝酸钴和盐酸加入无水乙醇中配置成混合溶液，将六水合硝酸钴完全溶解，再将该溶液标记为溶液B；然后将溶液A和溶液B混合，再将2-甲基咪唑加入无水乙醇中，溶液标记为溶液C；将溶液C加入超声处理后的A、B混合溶液中，再将上述溶液在超声震荡和机械搅拌共同作用下于室温中反应5 h，将反应后的产物用无水乙醇和蒸馏水多次清洗并烘干，最后粉碎机制成ZIF-67@ATP粉末。

步骤3、制备ZIF-67@ATP表面改性聚磷酸铵：取聚磷酸铵（APP）及无水乙醇，并加入烧瓶中，使用机械搅拌的方法将两种物质分散30 min，将盐酸多巴胺和三（羟甲基）氨基甲烷加入混合溶液，并在水浴锅中搅拌反应，再将已合成的ZIF-67@ATP粉末加入混合溶液中，并在机械搅拌条件下连续反应24 h，使用离心机收集反应产物，洗涤烘干后，并使用玛瑙研钵磨碎获得ZIF-67@ATP表面改性聚磷酸铵。