[发明专利]一种基于磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液的防火涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液的防火涂料，它以磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、二氧化钛、羟乙基纤维素、分散剂、消泡剂、正辛醇和水为主要原料复合而成。所述改性丙烯酸酯核壳乳液采用软核硬壳结构，并利用磷酸锆对软核部分进行改性，采用甲基丙烯酸对硬壳部分进行交联，有效提高丙烯酸酯核壳乳液的阻燃性能和耐水性能，并表现出优异的耐老化性能和耐黄变性能；所得防火涂料具有防火时间久、使用寿命长、耐候性强、装饰性好、水性环保等优点，且涉及的制备简单，适合推广应用。

技术领域

本发明属于高分子乳液和涂料技术领域，具体涉及一种基于磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液的防火涂料及其制备方法。

背景技术

当今社会，火灾频繁发生，不仅使人们生命财产遭受损失，也使得周边生态环境遭到严重破坏，因此人们越来越重视防火保护问题。在众多的防火保护技术方案中，防火涂料由于防火性能优异，施工方便、装饰性好、经济环保等优点，在工程中得到了广泛的应用。而乳液作为防火涂料的基体，充当着生命骨架的作用，乳液性能对防火涂料性能的好坏起着决定性的作用。

在众多的乳液中，丙烯酸酯乳液由于具有优异的性能，被广泛应用于水性涂料中。目前，制备的丙烯酸酯乳液通常存在层膜温度高、高温回粘、耐水性和耐沾污性能差等缺点，如专利CN 102391412中公开的有机硅改性丙烯酸酯核壳乳液，通过有机硅对丙烯酸酯乳液进行改性，但其耐老化和抗氧化性不佳，易黄变，并且成本高，不适于广泛应用。

因此，进一步探索高性能丙烯酸酯乳液并优化其制备工艺具有重要的研究和应用意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种基于磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液的防火涂料，该防火涂料具有耐火时间长、耐水性好、附着力优异、干燥时间短、抗裂性好、环境友好等优点，且涉及的制备工艺简单，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液的防火涂料，各组分及其所占质量百分比包括：磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液20～30％，聚磷酸铵30～36％，季戊四醇10～20％，三聚氰胺10～15％，二氧化钛1～5％，羟乙基纤维素0.5～1％，分散剂0.5～1％，消泡剂0.5～1％，正辛醇0.5～1％，其余为水。

上述方案中，所述磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液以乳化剂、核单体混合物、磷酸锆、壳单体混合物和交联单体为主要原料经核壳乳液聚合而成，具体制备方法包括以下步骤：

1)将乳化剂溶解于水中配制乳化剂水溶液，并分成三份，向其中一份乳化剂水溶液加入磷酸锆，超声分散0.5～1h后，加入核单体混合物，预乳化0.5～1h，得核预乳化液；向另一份·乳化剂水溶液中加入壳单体混合物和交联单体，预乳化1～2h，得壳预乳化液；将缓冲剂溶解于剩下一份乳化剂水溶液中，得缓冲剂水溶液；将引发剂溶于水中，得引发剂水溶液；

2)种子乳液的制备：在搅拌条件下，向反应容器中依次加入缓冲剂水溶液、1/4～1/3体积的引发剂水溶液和2/5～1/2体积的核预乳化液，然后升温至65～70℃，当乳液出现大量蓝光时，保温0.5～1h，得种子乳液；

3)核层聚合：向所得种子乳液中，滴入剩余的核预乳化液和1/4～1/3体积的引发剂水溶，控制在1.0-1.5h内同时滴加完毕，然后控温至70～80℃，并保温0.5～1h，得核层乳化液；

4)壳层聚合：向所得核层乳化液中，滴加剩余的引发剂水溶液和壳预乳化液，并控制在1～2h滴完，然后升温至80～85℃保温0.5～1h，再自然冷却至40～50℃，调节pH值至7～9，过筛，即得磷酸锆和甲基丙烯酸复合改性丙烯酸酯核壳乳液。