[发明专利]玻纤套管涂覆用阻燃水性乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层材料，尤其是一种玻纤套管涂覆用阻燃水性乳液及其制备方法。

背景技术

玻璃纤维套管（简称玻纤套管）是以无碱玻璃纤维纱编织成套管，经高温处理，并涂覆耐热阻燃材料后制成，玻纤套管本身具有高绝缘性、耐热性、耐蚀性、抗老化性以及散热性，也具有良好的柔软性和弹性。目前使用较为广泛的是硅橡胶玻璃纤维套管，是在管外壁涂覆有机硅胶经硫化处理而成，硫化后可在-65℃-260℃温度范围内长期使用并保持其柔软弹性性能，具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和保温隔热的作用，并具有很强的化学稳定性，有机硅中对油水，酸碱等物质均不起反应，260℃以内可长期使用且不老化，自然环境下的使用寿命可达几十年，可最大限度保护管道、电缆、设备等，大大延长其使用寿命。

玻纤套管对涂覆层材料的要求比较苛刻，除了具有良好的绝缘性，耐温性，耐水耐油性外，在多数应用场合还需要有阻燃效果，硅橡胶玻璃纤维套管具有较好的耐热阻燃性能，但阻燃性能有限，需要添加大量阻燃剂才能达到较高的阻燃等级，导致涂层外观粗糙、力学性能及耐水性能差，而且在制备过程中一般都需要用大量有机溶剂对有机硅材料进行稀释后涂覆，成膜后甲苯等有机溶剂的挥发对环境造成严重的污染，在高温操作环境很容易起火，存在安全隐患，促使人们在水性材料领域寻找合适的替代材料。目前用于玻纤套管涂覆的水性树脂材料较少，多存在涂层耐水性不好，耐久性欠佳，而无法达到较高的阻燃等级的缺陷。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种玻纤套管涂覆用阻燃水性乳液及其制备方法，本发明采用无皂乳液聚合制备得到具有阻燃性的水性有机硅改性丙烯酸乳液，具有稳定性好、粒径小的优点，其形成的乳胶膜具有优异的耐水性能、机械性能及阻燃性。

本发明进一步提供一种玻纤套管涂覆材料，是在玻纤套管涂覆用阻燃水性乳液中加入少量的阻燃剂后得到，用于玻纤套管涂覆不起泡、施工方便，且可得到具有优异柔韧性、绝缘性、耐腐蚀性、耐久性以及高阻燃等级的涂层，适用于对耐热阻燃性能要求较高的场合。

本发明采用的技术方案是：

一种玻纤套管涂覆用阻燃水性乳液，由丙烯酸酯软单体、硬单体、亲水性功能单体、有机硅单体、溴系阻燃单体在反应型乳化剂条件下经乳液聚合得到；

所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸烷基酯，所述烷基为C2～C8的饱和烷基，所述硬单体包括（甲基）丙烯酸甲酯和苯乙烯，所述溴系阻燃单体为2,4,6-三溴苯基甲基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯基马来酰亚胺、2,4,6-三溴苯基烯丙基醚、二溴苯乙烯、三溴苯乙烯中的一种或者几种，所述有机硅单体为环硅氧烷D₃～D₁₀中的一种或几种与含链烯基三烷氧基硅烷的混合物；

所述丙烯酸酯软单体：硬单体：溴系阻燃单体的质量比为（2.6-4.3）：（2-3）：（1-1.7），所述有机硅单体质量占总单体质量的3-30%。

所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸烷基酯，所述烷基为C2～C8的饱和烷基，具体可为乙基、丁基、戊基、异辛基等，优选为丁基和/或异辛基。

优选地，所述有机硅单体质量占总单体质量的10-20%。

所述硬单体包括（甲基）丙烯酸甲酯与苯乙烯，优选地，两者的质量比为（0.5-2）：1。所述（甲基）丙烯酸甲酯的含义为丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸甲酯。

优选地，所述亲水性功能单体为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或者几种，其质量为单体总质量的0.5-5%，亲水性功能单体带有亲水性官能团，可提高乳液的稳定性，并增加涂层对玻纤套管表面的粘接性能。

所述有机硅单体中，环硅氧烷D₃～D₁₀为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、十四甲基环七硅氧烷、十八甲基环九硅氧烷和二十甲基环十硅氧烷，优选为八甲基环四硅氧烷。

所述含链烯基三烷氧基硅烷为含有可与丙烯酸酯软单体、硬单体、亲水性功能单体、溴系阻燃单体发生共聚反应的链烯基的三烷氧基硅烷，链烯基包括乙烯基、丙烯基、烯丙基、丙烯酰氧基等，所述含链烯基三烷氧基硅烷优选乙烯基三烷氧基硅烷和/或甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷。

优选地，所述乙烯基三烷氧基硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或几种，所述甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和/或甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。