[发明专利]一种新型无卤阻燃型聚丙烯酸酯乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型无卤阻燃型聚丙烯酸酯乳液，包括以下重量份数的组分：十二烷基硫酸钠30‑35份、碳酸氢钠20‑25份、正十六醇18‑23份、丙烯酸15‑18份、水性聚氨酯12‑15份、丙烯酸丁酯10‑13份、N，N‑亚甲基双丙烯酰胺内交联单体8‑12份、阻燃单体6‑10份、APS溶液5‑8份、去离子水40‑50份、乳化剂5‑8份、阴离子表面活性剂5‑8份、非离子表面活性剂5‑8份、氨水5‑8份。本发明将多种含磷阻燃剂复合在一起，配制成可流动的复合阻燃剂，该复合阻燃剂总含磷量高，以水性聚氨酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸为共聚单体，在上述复合阻燃剂存在下进行乳液聚合，制备了阻燃性聚丙烯酸酯乳液，可以覆盖在燃烧物表面，形成不挥发的黏稠状液态膜，能阻止氧气和热量渗透，具有良好的阻燃性。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体为一种新型无卤阻燃型聚丙烯酸酯乳液及其制备方法。

背景技术

随着丙烯酸酯类共聚物的研究发展与环保要求的日益提高，丙烯酸乳液被广泛用于涂料、印染和胶粘剂等领域。然而，丙烯酸酯为易燃聚合物，遇火易燃烧，给人们的生产和生活带来了巨大安全隐患。因此，人们对丙烯酸酯的阻燃性能提出了更高要求；

随着环保及安全防护意识的提升，无卤阻燃已成为聚丙烯酸酯材料的研究热点。目前大多数阻燃型丙烯酸酯乳液通过后添加阻燃剂来制备，通常添加量较高，由于外加型阻燃剂与聚合物相容性差、易迁移，常影响乳液的机械稳定性和乳胶膜的耐水性。同时，研究发现，含磷乙烯基单体的引入有效提高了聚合物膜的热稳定性和阻燃性。但是，反应型磷酸酯类化合物通常价格较贵，使用成本较高，而且，由于受到聚合反应的影响，反应型磷酸酯化合物通常添加量都不宜太高，这将大大影响其阻燃效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型无卤阻燃型聚丙烯酸酯乳液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型无卤阻燃型聚丙烯酸酯乳液，其特征在于，包括以下重量份数的组分：十二烷基硫酸钠30-35份、碳酸氢钠20-25份、正十六醇18-23份、丙烯酸15-18份、水性聚氨酯12-15份、丙烯酸丁酯10-13份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺内交联单体8-12份、阻燃单体6-10份、APS溶液5-8份、去离子水40-50份、乳化剂5-8份、阴离子表面活性剂5-8份、非离子表面活性剂5-8份、氨水5-8份。

优选的，所述水性聚氨酯的制备方法为：

S1、将二羟甲基丙酸、聚醚二元醇加入装有搅拌反应釜中，升温至110-120℃脱除小分子水10-15min；

S2、降温至55-60℃，加入甲苯二异氰酸酯，升温至80-90℃反应2-2.5h；

S3、待预聚合反应结束后加入三乙胺中和，将中和后溶液加入到去离子水中进行扩链反应2-3h得到水性聚氨酯。

优选的，S2中，在反应过程中可以加入适当的丁酮调节体系的粘度。

优选的，所述乳化剂的制备方法为：取适量去离子水与过硫酸铵配制成引发剂溶液，将混合单体与适量十二烷基硫酸钠、去离子水配制成乳化剂。

优选的，所述阻燃单体为磷酸酯阻燃单体、含磷阻燃单体、丙烯酸酯阻燃单体的任一种或几种组合。

一种新型无卤阻燃型聚丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤；

步骤一、在研磨机中加入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂和去离子水，在3600-3800r/min下研磨至颜料平均粒径在180-200nm，再加入丙烯酸丁酯、水性聚氨酯、丙烯酸、N，N-亚甲基双丙烯酰胺内交联单体和正十六醇的混合液，持续研磨细乳化1h得到乳液A；

步骤二、在装有搅拌器的反应釜中加入去离子水、十二烷基硫酸钠和碳酸氢钠，开始搅拌并加热，然后向其中加入混合单体；