一種阻燃型防水內墻涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種阻燃型防水內墻涂料，以重量份計，包括以下組分：有機硅?丙烯酸酯乳液45?70份，端羥基聚二甲基硅氧烷50?80份，氟硅烷改性的埃洛石納米管10?20份，納米氫氧化鎂5?10份，納米蒙脫土3?8份，氣相白炭黑6?12份，石墨烯預制分散體2?4份，消泡劑0.1?0.5份，交聯劑1?3份，成膜助劑2?6份，去離子水4.5?7份。本發明還公開了該阻燃型防水內墻涂料的制備方法。該涂料阻燃性能優異，防水性好，成膜性能好，遮蓋力強，延伸率大，拉伸強度高，且制備方法簡單，無毒環保。
【專利說明】
一種阻燃型防水內墻涂料及其制備方法
技術領域
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[0001]本發明涉及涂料技術領域，具體的涉及一種阻燃型防水內墻涂料。
【背景技術】
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[0002]隨著涂料產業的迅猛發展，涂料已被建筑、裝飾行業廣泛使用，各種內墻涂料層出不窮，制造商在色彩、材質和安全上吸引著消費者的眼光，其價格大多比較昂貴，且隨著人們對涂料要求越來越高，功能性涂料的研究受到重視，比如阻燃涂料、防水涂料等。
[0003]目前常用的阻燃型涂料使用單一的阻燃劑，阻燃效果不好，存在極大的火災安全隱患，且其防水性能差，阻燃劑、防水劑添加過多，造成涂料的涂膜性能差，易于脫落，且力學性能不好。
【發明內容】
:
[0004]本發明的目的是提供一種阻燃型防水內墻涂料，該涂料阻燃性能優異，防水性好，成膜性能好，遮蓋力強，延伸率大，拉伸強度高。
[0005]本發明的另一個目的是提供該阻燃型防水內墻涂料的制備方法。
[0006]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0007]—種阻燃型防水內墻涂料，以重量份計，包括以下組分:
[0008]有機硅-丙烯酸酯乳液45-70份，
[0009]端羥基聚二甲基硅氧烷50-80份，
[0010]氟硅烷改性的埃洛石納米管10-20份，
[0011]納米氫氧化鎂5-10份，納米蒙脫土3-8份，
[0012]氣相白炭黑6-12份，石墨稀預制分散體2-4份，
[0013]消泡劑0.1-0.5份，交聯劑1-3份，
[0014]成膜助劑2-6份，去離子水4.5-7份。
[0015]作為上述技術方案的優選，一種阻燃型防水內墻涂料，以重量份計，包括以下組分:
[0016]有機硅-丙烯酸酯乳液55份，
[0017]端羥基聚二甲基硅氧烷80份，
[0018]氟硅烷改性的埃洛石納米管18份，
[0019]納米氫氧化鎂8份，納米蒙脫土7份，
[0020]氣相白炭黑10份，石墨烯預制分散體3份，
[0021 ]消泡劑0.25份，交聯劑2份，
[0022]成膜助劑5份，去離子水5份。
[0023]作為上述技術方案的優選，所述氟硅烷改性的埃洛石納米管的制備方法為:將埃洛石納米管、氟硅烷加入到質量濃度為70%的乙醇水溶液中，SO-1OO0C油浴攪拌4_8h，反應結束后，自然冷卻至室溫，然后過濾、真空干燥，得到氟硅烷改性的埃洛石納米管，其中，埃洛石納米管、氟硅烷、乙醇水溶液的用量比為(90-100g):(18-25g):(0.8-1.3L)。
[0024]作為上述技術方案的優選，所述氣相白炭黑的比表面積為200-300m2/g。
[0025]作為上述技術方案的優選，所述石墨烯預制分散體的制備方法為:將石墨粉采用Hummers法制備成氧化石墨，然后將氧化石墨分散于蒸餾水中超聲分散2-5h，加入體積比為7:1的無水乙醇與蒸餾水的混合溶液，繼續超聲處理l_2h，邊攪拌邊加入十六烷基三甲基溴化銨的水溶液，在70-85°C下反應2-5h后過濾，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3-6次，干燥，然后將干燥后的物質置于容器，并加入聚乙烯吡咯烷酮進行攪拌，混合均勻后加入對羥基苯甲胺反應2.5-3h，超聲分散于蒸餾水中即得，其中，石墨粉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、對羥基苯甲胺的質量比為:(15-20):(2-3):(1-2): (1-2)。
[0026]作為上述技術方案的優選，所述納米蒙脫土為雙十八烷基插層改性的蒙脫土。
[0027]作為上述技術方案的優選，所述氟硅烷改性的納米管中氟硅烷為全氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟三甲氧基乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、五氟苯基二甲基氯硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷中的任意一種。
[0028]作為上述技術方案的優選，所述交聯劑為甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基丁酮肟基硅烷、甲基三丙酮基硅烷中的一種或多種混合。
[0029]作為上述技術方案的優選，所述成膜助劑是由丙二醇苯醚、醇酯十二中的一種或兩種混合。
[0030]—種阻燃型防水內墻涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0031](I)向高速攪拌機中加入有機硅-丙烯酸酯乳液、端羥基聚二甲基硅氧烷，在3000轉/分的狀態下攪拌10_20min，依次加入石墨烯預制分散體、氟硅烷改性的埃洛石納米管、氣相白炭黑，繼續攪拌l_2h，得到混合物料A;
[0032](2)向步驟(I)的混合物料A中依次加入交聯劑、成膜助劑、消泡劑、納米氫氧化鎂、納米蒙脫土和去離子水，在5000轉/分的狀態下攪拌2-3h，然后膠體磨研磨得到阻燃型防水內墻涂料。
[0033]本發明具有以下有益效果:
[0034]本發明在涂料中添加氟硅烷改性的埃洛石納米管，其具有一定的阻燃性能，失水過程中能有效地吸收大部分熱量，阻止燃燒過程的進一步進行，其與納米氫氧化鎂相互協同，制得的涂料阻燃性能優異；
[0035]且本發明制備的涂料中氟硅烷改性的埃洛石納米管與涂料基體的相容性好，可以在聚合物基體中形成良好的納米分散結構，其余氣相白炭黑相互協同，使得涂料的力學性能優異，涂膜性能好；
[0036]該涂料制備方法簡單，無有毒物質釋放，有利于環境保護，且其防水性能優異，適用于各類建筑防水、各種防水層面、廚房、衛生間防水等。
【具體實施方式】
:
[0037]為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進一步說明，實施例只用于解釋本發明，不會對本發明構成任何的限定。
[0038]實施例1
[0039]—種阻燃型防水內墻涂料，以重量份計，包括以下組分:
[0040]有機硅-丙烯酸酯乳液45份，端羥基聚二甲基硅氧烷50份，
[0041 ]氟硅烷改性的埃洛石納米管10份，納米氫氧化鎂5份，
[0042]納米蒙脫土3份，氣相白炭黑6份，
[0043]石墨烯預制分散體2份，消泡劑0.1份，交聯劑I份，
[0044]成膜助劑2份，去離子水4.5份。
[0045]其制備方法包括以下步驟:
[0046](I)氟硅烷改性的埃洛石納米管的制備:
[0047]將埃洛石納米管、氟硅烷加入到質量濃度為70%的乙醇水溶液中，80°C油浴攪拌4h，反應結束后，自然冷卻至室溫，然后過濾、真空干燥，得到氟硅烷改性的埃洛石納米管，其中，埃洛石納米管、氟硅烷、乙醇水溶液的用量比為90g:18g:0.8L；
[0048](2)石墨烯預制分散體的制備:
[0049]將石墨粉采用Hummers法制備成氧化石墨，然后將氧化石墨分散于蒸餾水中超聲分散2h，加入體積比為7:1的無水乙醇與蒸餾水的混合溶液，繼續超聲處理lh，邊攪拌邊加入十六烷基三甲基溴化銨的水溶液，在70 °C下反應2h后過濾，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3-6次，干燥，然后將干燥后的物質置于容器，并加入聚乙烯吡咯烷酮進行攪拌，混合均勻后加入對羥基苯甲胺反應2.5h，超聲分散于蒸餾水中即得，其中，石墨粉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、對羥基苯甲胺的質量比為:15g: 2g:1g:1g;
[0050](3)向高速攪拌機中加入有機硅-丙烯酸酯乳液、端羥基聚二甲基硅氧烷，在3000轉/分的狀態下攪拌lOmin，依次加入石墨烯預制分散體、氟硅烷改性的埃洛石納米管、氣相白炭黑，繼續攪拌Ih，得到混合物料A ；
[0051](4)向步驟(3)的混合物料A中依次加入交聯劑、成膜助劑、消泡劑、納米氫氧化鎂、納米蒙脫土和去離子水，在5000轉/分的狀態下攪拌2h，然后膠體磨研磨得到阻燃型防水內墻涂料。
[0052]實施例2
[0053]—種阻燃型防水內墻涂料，以重量份計，包括以下組分:
[0054]有機硅-丙烯酸酯乳液70份，端羥基聚二甲基硅氧烷80份，
[0055]氟硅烷改性的埃洛石納米管20份，納米氫氧化鎂10份，
[0056]納米蒙脫土8份，氣相白炭黑12份，
[0057]石墨烯預制分散體4份，消泡劑0.5份，交聯劑3份，
[0058]成膜助劑6份，去離子水7份。
[0059]其制備方法包括以下步驟:
[0060](I)氟硅烷改性的埃洛石納米管的制備:
[0061 ]將埃洛石納米管、氟硅烷加入到質量濃度為70%的乙醇水溶液中，100°C油浴攪拌8h，反應結束后，自然冷卻至室溫，然后過濾、真空干燥，得到氟硅烷改性的埃洛石納米管，其中，埃洛石納米管、氟硅烷、乙醇水溶液的用量比為10g: 25g: 1.3L;
[0062](2)石墨烯預制分散體的制備:
[0063]將石墨粉采用Hummers法制備成氧化石墨，然后將氧化石墨分散于蒸餾水中超聲分散5h，加入體積比為7:1的無水乙醇與蒸餾水的混合溶液，繼續超聲處理2h，邊攪拌邊加入十六烷基三甲基溴化銨的水溶液，在85 0C下反應5h后過濾，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3-6次，干燥，然后將干燥后的物質置于容器，并加入聚乙烯吡咯烷酮進行攪拌，混合均勻后加入對羥基苯甲胺反應3h，超聲分散于蒸餾水中即得，其中，石墨粉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、對羥基苯甲胺的質量比為:20g: 3gg:2g:2g；
[0064](3)向高速攪拌機中加入有機硅-丙烯酸酯乳液、端羥基聚二甲基硅氧烷，在3000轉/分的狀態下攪拌20min，依次加入石墨烯預制分散體、氟硅烷改性的埃洛石納米管、氣相白炭黑，繼續攪拌2h，得到混合物料A;
[0065](4)向步驟(3)的混合物料A中依次加入交聯劑、成膜助劑、消泡劑、納米氫氧化鎂、納米蒙脫土和去離子水，在5000轉/分的狀態下攪拌3h，然后膠體磨研磨得到阻燃型防水內墻涂料。
[0066]實施例3
[0067]—種阻燃型防水內墻涂料，以重量份計，包括以下組分:
[0068]有機硅-丙烯酸酯乳液50份，端羥基聚二甲基硅氧烷60份，
[0069]氟硅烷改性的埃洛石納米管12份，納米氫氧化鎂6份，
[0070]納米蒙脫土4份，氣相白炭黑8份，
[0071 ]石墨烯預制分散體2.5份，消泡劑0.2份，交聯劑1.5份，
[0072]成膜助劑3份，去離子水5份。
[0073]其制備方法包括以下步驟:
[0074](I)氟硅烷改性的埃洛石納米管的制備:
[0075]將埃洛石納米管、氟硅烷加入到質量濃度為70%的乙醇水溶液中，85°C油浴攪拌5h，反應結束后，自然冷卻至室溫，然后過濾、真空干燥，得到氟硅烷改性的埃洛石納米管，其中，埃洛石納米管、氟硅烷、乙醇水溶液的用量比為92g:20g:0.9L；
[0076](2)石墨烯預制分散體的制備:
[0077]將石墨粉采用Hummers法制備成氧化石墨，然后將氧化石墨分散于蒸餾水中超聲分散3h，加入體積比為7:1的無水乙醇與蒸餾水的混合溶液，繼續超聲處理1.2h，邊攪拌邊加入十六燒基三甲基溴化錢的水溶液，在75°C下反應3h后過濾，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3-6次，干燥，然后將干燥后的物質置于容器，并加入聚乙烯吡咯烷酮進行攪拌，混合均勻后加入對羥基苯甲胺反應2.6h，超聲分散于蒸餾水中即得，其中，石墨粉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、對羥基苯甲胺的質量比為:16g: 2.2g: 1.2g: 1.2g;
[0078](3)向高速攪拌機中加入有機硅-丙烯酸酯乳液、端羥基聚二甲基硅氧烷，在3000轉/分的狀態下攪拌15min，依次加入石墨烯預制分散體、氟硅烷改性的埃洛石納米管、氣相白炭黑，繼續攪拌1.5h，得到混合物料A；
[0079](4)向步驟(3)的混合物料A中依次加入交聯劑、成膜助劑、消泡劑、納米氫氧化鎂、納米蒙脫土和去離子水，在5000轉/分的狀態下攪拌2.2h，然后膠體磨研磨得到阻燃型防水內墻涂料。
[0080]實施例4
[0081]—種阻燃型防水內墻涂料，以重量份計，包括以下組分:
[0082]有機硅-丙烯酸酯乳液55份，端羥基聚二甲基硅氧烷65份，
[0083]氟硅烷改性的埃洛石納米管14份，納米氫氧化鎂7份，
[0084]納米蒙脫土5份，氣相白炭黑8份，
[0085]石墨烯預制分散體3份，消泡劑0.3份，交聯劑2份，
[0086]成膜助劑4份，去離子水5.5份。
[0087]其制備方法包括以下步驟:
[0088](I)氟硅烷改性的埃洛石納米管的制備:
[0089]將埃洛石納米管、氟硅烷加入到質量濃度為70%的乙醇水溶液中，90 0C油浴攪拌6h，反應結束后，自然冷卻至室溫，然后過濾、真空干燥，得到氟硅烷改性的埃洛石納米管，其中，埃洛石納米管、氟硅烷、乙醇水溶液的用量比為94g: 21g: 1.0L;
[0090](2)石墨烯預制分散體的制備:
[0091]將石墨粉采用Hummers法制備成氧化石墨，然后將氧化石墨分散于蒸餾水中超聲分散3.5h，加入體積比為7:1的無水乙醇與蒸餾水的混合溶液，繼續超聲處理1.4h，邊攪拌邊加入十六燒基三甲基溴化錢的水溶液，在80°C下反應3.5h后過濾，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3-6次，干燥，然后將干燥后的物質置于容器，并加入聚乙烯吡咯烷酮進行攪拌，混合均勻后加入對羥基苯甲胺反應2.7h，超聲分散于蒸餾水中即得，其中，石墨粉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、對羥基苯甲胺的質量比為:17g: 2.4g: 1.4g: 1.4g;
[0092](3)向高速攪拌機中加入有機硅-丙烯酸酯乳液、端羥基聚二甲基硅氧烷，在3000轉/分的狀態下攪拌14min，依次加入石墨烯預制分散體、氟硅烷改性的埃洛石納米管、氣相白炭黑，繼續攪拌1.4h，得到混合物料A；
[0093](4)向步驟(3)的混合物料A中依次加入交聯劑、成膜助劑、消泡劑、納米氫氧化鎂、納米蒙脫土和去離子水，在5000轉/分的狀態下攪拌2.4h，然后膠體磨研磨得到阻燃型防水內墻涂料。
[0094]實施例5
[0095]—種阻燃型防水內墻涂料，以重量份計，包括以下組分:
[0096]有機硅-丙烯酸酯乳液60份，端羥基聚二甲基硅氧烷70份，
[0097]氟硅烷改性的埃洛石納米管16份，納米氫氧化鎂8份，
[0098]納米蒙脫土6份，氣相白炭黑9份，
[0099]石墨烯預制分散體3.5份，消泡劑0.4份，交聯劑2.5份，
[0100]成膜助劑5份，去離子水6份。
[0101]其制備方法包括以下步驟:
[0102](I)氟硅烷改性的埃洛石納米管的制備:
[0103]將埃洛石納米管、氟硅烷加入到質量濃度為70%的乙醇水溶液中，95°C油浴攪拌7h，反應結束后，自然冷卻至室溫，然后過濾、真空干燥，得到氟硅烷改性的埃洛石納米管，其中，埃洛石納米管、氟硅烷、乙醇水溶液的用量比為96g:23g:l.lL；
[0104](2)石墨烯預制分散體的制備:
[0105]將石墨粉采用Hummers法制備成氧化石墨，然后將氧化石墨分散于蒸餾水中超聲分散4h，加入體積比為7:1的無水乙醇與蒸餾水的混合溶液，繼續超聲處理1.6h，邊攪拌邊加入十六燒基三甲基溴化錢的水溶液，在800C下反應4h后過濾，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3-6次，干燥，然后將干燥后的物質置于容器，并加入聚乙烯吡咯烷酮進行攪拌，混合均勻后加入對羥基苯甲胺反應2.8h，超聲分散于蒸餾水中即得，其中，石墨粉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、對羥基苯甲胺的質量比為:18g: 2.6g: 1.6g: 1.6g;
[0106](3)向高速攪拌機中加入有機硅-丙烯酸酯乳液、端羥基聚二甲基硅氧烷，在3000轉/分的狀態下攪拌16min，依次加入石墨烯預制分散體、氟硅烷改性的埃洛石納米管、氣相白炭黑，繼續攪拌1.6h，得到混合物料A；
[0107](4)向步驟(3)的混合物料A中依次加入交聯劑、成膜助劑、消泡劑、納米氫氧化鎂、納米蒙脫土和去離子水，在5000轉/分的狀態下攪拌2.8h，然后膠體磨研磨得到阻燃型防水內墻涂料。
【主權項】
1.一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，以重量份計，包括以下組分: 有機硅-丙烯酸酯乳液45-70份， 端羥基聚二甲基硅氧烷50-80份， 氟硅烷改性的埃洛石納米管10-20份， 納米氫氧化鎂5-10份，納米蒙脫土 3-8份， 氣相白炭黑6-12份，石墨烯預制分散體2-4份， 消泡劑0.1-0.5份，交聯劑1-3份， 成膜助劑2-6份，去離子水4.5-7份。2.如權利要求1所述的一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，以重量份計，包括以下組分: 有機硅-丙烯酸酯乳液55份， 端羥基聚二甲基硅氧烷80份， 氟硅烷改性的埃洛石納米管18份， 納米氫氧化鎂8份，納米蒙脫土 7份， 氣相白炭黑10份，石墨烯預制分散體3份， 消泡劑0.25份，交聯劑2份， 成膜助劑5份，去離子水5份。3.如權利要求1所述的一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，所述氟硅烷改性的埃洛石納米管的制備方法為:將埃洛石納米管、氟硅烷加入到質量濃度為70%的乙醇水溶液中，80-100°C油浴攪拌4-8h，反應結束后，自然冷卻至室溫，然后過濾、真空干燥，得到氟硅烷改性的埃洛石納米管，其中，埃洛石納米管、氟硅烷、乙醇水溶液的用量比為(90-100g):(18-25g):(0.8-1.3L)o4.如權利要求1所述的一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，所述氣相白炭黑的比表面積為 200-300mVg。5.如權利要求1所述的一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，所述石墨烯預制分散體的制備方法為:將石墨粉采用Hummers法制備成氧化石墨，然后將氧化石墨分散于蒸餾水中超聲分散2-5h，加入體積比為7:1的無水乙醇與蒸餾水的混合溶液，繼續超聲處理l-2h，邊攪拌邊加入十六燒基三甲基溴化錢的水溶液，在70-85°C下反應2-5h后過濾，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3-6次，干燥，然后將干燥后的物質置于容器，并加入聚乙烯吡咯烷酮進行攪拌，混合均勻后加入對羥基苯甲胺反應2.5-3h，超聲分散于蒸餾水中即得，其中，石墨粉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、對羥基苯甲胺的質量比為:(15-20): (2-3):(1-2):(1-2)。6.如權利要求1所述的一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，所述納米蒙脫土為雙十八烷基插層改性的蒙脫土。7.如權利要求1所述的一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，所述氟硅烷改性的納米管中氟硅烷為全氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟三甲氧基乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、五氟苯基二甲基氯硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷中的任意一種。8.如權利要求1所述的一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，所述交聯劑為甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基丁酮肟基硅烷、甲基三丙酮基硅烷中的一種或多種混合。9.如權利要求1所述的一種阻燃型防水內墻涂料，其特征在于，所述成膜助劑是由丙二醇苯醚、醇酯十二中的一種或兩種混合。10.如權利要求1至9任一所述的一種阻燃型防水內墻涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)向高速攪拌機中加入有機硅-丙烯酸酯乳液、端羥基聚二甲基硅氧烷，在3000轉/分的狀態下攪拌10_20min，依次加入石墨烯預制分散體、氟硅烷改性的埃洛石納米管、氣相白炭黑，繼續攪拌l_2h，得到混合物料A; (2)向步驟(I)的混合物料A中依次加入交聯劑、成膜助劑、消泡劑、納米氫氧化鎂、納米蒙脫土和去離子水，在5000轉/分的狀態下攪拌2-3h，然后膠體磨研磨得到阻燃型防水內墻涂料。
【文檔編號】C09D183/06GK105820754SQ201610318637
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】王文慶
【申請人】東莞市聯洲知識產權運營管理有限公司