【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于防护阻燃涂料，更具体地说，涉及一种防火涂料及其制备方法。
技术介绍
1、防火涂料可用于可燃性基材表面，降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以提高被涂材料耐火极限。其施用于可燃性基材表面，可以改变材料表面燃烧特性，阻滞火灾迅速蔓延；或施用于建筑构件上，用以提高构件的耐火极限。现有的防火涂料根据元素种类分为卤系、有机磷系及卤-磷系、氮系、硅系、铝-镁系、钼系等。
2、含硅化合物如二氧化硅或硅烷偶联剂，常被加入到防火涂料中，例如中国专利cn101939382a，该专利技术公开了一种阻燃性树脂组合物、阻燃性纤维、阻燃性布帛及耐热性防护服，该专利技术通过不有损以往的机械物性地添加少量阻燃性添加物、而使阻燃性优异的树脂组合物及阻燃性优异的纤维。所述阻燃性树脂组合物以树脂为基体材料，含有以10～30重量％的二氧化钛和70～90重量％程度二氧化硅为主成分的复合粒子。但其作为阻燃剂时用于提高材料的阻燃性时，以固体二氧化硅的形式加入，存在与环氧树脂基体相容性较差的问题。再如中国专利cn106751634a，该专利技术公开了一种阻燃耐腐蚀改性不饱和聚酯树脂，其原料按重量份包括顺丁烯二酸酐、一缩二乙二醇、磷酸、双环戊二烯、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、丙二醇、对苯二酚、苯乙烯、丙氧基化双酚a、甲苯二异氰酸酯、改性酚醛树脂、环氧树脂、间苯二甲酸、油酸、苯并三唑、过氧化甲乙酮、异辛酸钴、复合填料、复合阻燃剂、硅烷偶联剂kh-550、增韧剂、固化剂、流平剂、固化促进剂和去离子水。其作为偶联剂加入时，单一的硅烷偶联剂存在热稳定性
3、因此，亟需开发一种热稳定性高且硅烷偶联剂在防火涂料中分布均匀的防火涂料。
技术实现思路
1、1.要解决的问题
2、针对现有防火涂料中硅烷偶联剂热稳定性差、分布不均匀的问题，本专利技术提供一种防火涂料及其制备方法，制得的防火涂料热稳定性优异、分布均匀。
3、2.技术方案
4、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
5、本专利技术公开了一种高闪点防火涂料，加入上述含硅阻燃剂，其包括以下质量份数的组分：复合阻燃剂5～15份、异辛酸钴1～3份、过氧化甲乙酮0.2～1份、环氧树脂140～160份和固化剂90～110份，所述复合阻燃剂是含硅阻燃剂和氮溴有机框架材料的复合物，所述含硅阻燃剂和氮溴有机框架材料的质量比为1：(1-2.5)。
6、其中含硅阻燃剂是由氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三甲氧基硅烷交联制得的化合物，其结构式为：
7、
8、其中，m＝n＝10～200，氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三甲氧基硅烷间隔连接，m和n的值通过反应时间进行调节。
9、所述含硅阻燃剂的制备工艺包括以下步骤：
10、步骤a、将氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三甲氧基硅烷放入装有溶剂的容器中，水浴加热，然后加入碱液调节ph，搅拌均匀；
11、步骤b、将步骤a所得混合液移至反应釜中，在一定温度下反应，然后冷却至室温，得混合物；
12、步骤c、将步骤b所得混合物离心、过滤、洗涤、干燥，得到含硅阻燃剂。
13、其中，步骤a中所述氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三甲氧基硅烷的质量比为(2～5)：(15～25)；所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺或包含n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂，所述包含n,n-二甲基甲酰胺的混合溶剂为含有3～5ml n,n-二甲基甲酰胺，3～5ml乙醇和3～5ml去离子水的混合溶剂；所述水浴加热的温度为40～50℃，所述碱液为氨水，还可使用氢氧化钠或氢氧化钾，所述碱液的浓度为5～8mol/l，优选的为15～20ml氨水，将其调节ph至7.8～8.6，促进反应进行，ph值过小，则反应无法进行，ph值过大，则形成分子量过大的产物，不利于阻燃剂的分散。
14、步骤b中反应温度为120～140℃，反应时间为24h。
15、步骤c中将反应得到的混合物与2～3l乙醇混合，以600rpm转速搅拌30min，然后将样品真空过滤并洗涤5次后置于80℃下干燥24h，其中，乙醇作为洗涤剂去除杂质。
16、上述氮溴有机框架材料是由2,5-二溴对苯二胺和2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪制备而得的环状结构，其通过2,5-二溴对苯二胺中的-nh2与2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪中的-c＝o反应连接而得，其结构式为
17、
18、本专利技术制得的氮溴有机框架材料单个孔径为100nm左右，多个孔叠加构成的粒径为1～4μm，该粒径过大则影响防火涂料的强度，无法有效提高复合材料的力学性能，过小则容易发生团聚，影响其分散性。
19、本专利技术还公开了制备上述氮溴有机框架材料的方法，具体包括以下步骤：
20、步骤a、溶解：将2,5-二溴对苯二胺和2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪加入到溶剂中，混合均匀得混合溶液，优选的采用超声震荡分散30min，其中，所述溶剂为甲苯、苯和丙酮的一种或以上，优选的为甲苯，还可以是苯和丙酮，能实现反应物的完全溶解即可，溶剂加入量优选的为20ml；
21、步骤b、加酸：向步骤a所得混合溶液中加入酸溶液，混合均匀，优选的采用超声震荡分散30min；其中，所述酸优选的为硝酸，用于提供酸性条件，促进反应进程，除硝酸外，还可使用硫酸和醋酸，酸的加入量优选的为10ml；
22、步骤c、反应：将步骤b所得混合物移至反应釜中，在一定温度下反应；
23、步骤d、冷却，离心、洗涤3次后干燥，获得氮溴有机框架材料。
24、其中，步骤a中所述2,5-二溴对苯二胺和2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的质量比为：(1.0～1.5)：(1.5～1.9)。
25、更进一步地，步骤b中所述酸与2,5-二溴对苯二胺的摩尔比是1：(1.8～2.9)，所述酸为硝酸、硫酸和醋酸的一种或以上，优选的浓度为0.2mol/l。
26、更进一步地，步骤c中反应温度为150～160℃，反应时间为24～36h。
27、更进一步地，步骤d中干燥温度为50℃，干燥时间为24h。
28、优选的，所述固化剂包括脂肪族胺、芳族胺、氨基聚酰胺、双氰胺中的一种或以上，当固化剂为脂肪族胺、芳族胺、氨基聚酰胺、双氰胺的混合物时，其质量比为1：1：2：2。
29、现有技术中，含硅阻燃剂常被用于提高材料的阻燃性，为解决单一硅烷偶联剂热稳定性差的问题，本专利技术采用两种硅烷偶联剂反应得到的交联聚合物作为阻燃剂，硅烷偶联剂形成由si-o键结合形成的交联网络，制得的含硅阻燃剂热稳定性优异，热分解温度达300℃，对燃烧后的碳层分析发现依旧存在si–c键和si–o键，没有发生热氧化，形成更加稳定的碳层。
30、此外，常规的硅烷偶联剂为液体，在使用过程中液体硅烷偶联剂高温与环氧树脂发生反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高闪点防火涂料，其特征在于，包括复合阻燃剂5～15份、异辛酸钴1～3份、过氧化甲乙酮0.2～1份、环氧树脂140～160份和固化剂90～110份，所述复合阻燃剂是由含硅阻燃剂和氮溴有机框架材料组成的复合物，所述含硅阻燃剂和氮溴有机框架材料的质量比为1：(1-2.5)，所述含硅阻燃剂是由氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三甲氧基硅烷交联制得的化合物，所述氮溴有机框架材料是由2,5-二溴对苯二胺和2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪制备而得的化合物；所述环氧树脂为环氧树脂828或环氧树脂815或环氧树脂C14H20O4。
2.根据权利要求1所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，所述含硅阻燃剂的结构式为：
3.根据权利要求2所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，所述氮溴有机框架材料的孔径为100nm，粒径为1～4μm。
4.根据权利要求3所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，所述含硅阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，步骤a中，所述氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三甲氧基硅烷的质量比为
6.根据权利要求5所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，所述氮溴有机框架材料的制备方法具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，步骤a中所述2,5-二溴对苯二胺和2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪的质量比为：(1.0～1.5)：(1.5～1.9)；步骤b中所述酸与2,5-二溴对苯二胺的摩尔比是1：(1.8～2.9)；步骤c中反应温度为150～160℃，反应时间为24～36h。
8.根据权利要求1所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，所述固化剂为脂肪族胺、芳族胺、氨基聚酰胺、双氰胺的混合物，所述脂肪族胺、芳族胺、氨基聚酰胺、双氰胺质量比为1：1：2：2。
9.一种制备权利要求1-8任一项所述高闪点防火涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述一种高闪点防火涂料的制备方法，其特征在于，步骤a中含硅阻燃剂、氮溴有机框架材料和环氧树脂在高速均质机中剧烈搅拌30～50min，所述分散剂为甲苯或二甲苯，分散剂的加入量为环氧树脂用量的25％，所述混合物a于150～170W超声处理15～25min后制得；步骤b中所述混合物b经搅拌30min后制得。
...【技术特征摘要】
1.一种高闪点防火涂料，其特征在于，包括复合阻燃剂5～15份、异辛酸钴1～3份、过氧化甲乙酮0.2～1份、环氧树脂140～160份和固化剂90～110份，所述复合阻燃剂是由含硅阻燃剂和氮溴有机框架材料组成的复合物，所述含硅阻燃剂和氮溴有机框架材料的质量比为1：(1-2.5)，所述含硅阻燃剂是由氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三甲氧基硅烷交联制得的化合物，所述氮溴有机框架材料是由2,5-二溴对苯二胺和2,4,6-三(4-甲酰基苯氧基)-1,3,5-三嗪制备而得的化合物；所述环氧树脂为环氧树脂828或环氧树脂815或环氧树脂c14h20o4。
2.根据权利要求1所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，所述含硅阻燃剂的结构式为：
3.根据权利要求2所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，所述氮溴有机框架材料的孔径为100nm，粒径为1～4μm。
4.根据权利要求3所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，所述含硅阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述一种高闪点防火涂料，其特征在于，步骤a中，所述氯丙基三乙氧基硅烷和氯甲基三甲氧基硅烷的质量比为(2～5)：(15～25)，水浴加热温度为40～50℃，所述ph为7.8～8.6，所述碱液为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾的一种或以上；步...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐帆，胡明，钱金均，
申请(专利权)人：江苏冠军科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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