綿竹耀隆化工有限公司 > 技術(shù)支持 > 磷酸鋯 聚合物領(lǐng)域磷酸鋯 聚合物領(lǐng)域
阻燃水性聚丙烯酸酯乳液的研制
為減少環(huán)境污染，水性涂料(以水為分散介質(zhì)和稀釋劑)代替有機溶劑涂料愈來愈受到人們的關(guān)注。水性聚丙烯酸酯乳液因環(huán)保、具有優(yōu)異的耐候性能和力學(xué)性能，在建筑涂料、工業(yè)涂料和汽車涂料獲得廣泛的應(yīng)用。然而，丙烯酸酯類聚合物具有易燃性，一旦發(fā)生火災(zāi)將會給人們的生命和財產(chǎn)造成巨大威脅。因此對其進行阻燃防火十分重要。
解決方法
通常，在丙烯酸酯乳液中添加一些傳統(tǒng)阻燃劑來有效提高其阻燃性能，如：聚磷酸銨、三聚氰胺、金屬氫氧化物等。然而，此方法阻燃劑添加量大，與基材相容性差，惡化了丙烯酸酯乳液的力學(xué)性能。
將丙烯酸酯單體、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、乳化劑、水混合后，高速攪拌進行預(yù)乳化，乳化時間為15min~30min,在向其中加入磷酸鋯，繼續(xù)預(yù)乳化10min~20min,得到預(yù)乳液；通過半連續(xù)預(yù)乳化乳液聚合制備磷酸鋯改性聚丙烯酸酯乳液；調(diào)節(jié)乳液的pH至8~9，加入含氮酚醛樹脂水溶液，混合均勻后，即得到磷酸鋯協(xié)效含氮酚醛樹脂阻燃水性聚丙烯酸酯乳液。
試驗表明
添加1.0wt%的磷酸鋯和35.0wt%的水性含氮酚醛樹脂，聚丙烯酸酯乳液的極限氧指數(shù)從22.0%提高到30.5%，達到難燃級別，說明二者具有較好的協(xié)效阻燃作用，同時使聚丙烯酸酯乳液具有優(yōu)異的力學(xué)性能。特別是鉛筆硬度從HB提高到H，在應(yīng)用中具有更好的耐磨性。由此，進一步表明加入磷酸鋯可以改善材料的力學(xué)性能。
原理解析
1、磷酸鋯
磷酸鋯是一類尺寸可控,具有固體酸催化效應(yīng)的二維層狀納米材料， 能夠好的分散在聚丙烯酸酯基材中，不會因分散不好對材料力學(xué)性能造成影響.其層間有大量的 Brφnsted 酸點和 Lewis 酸點,在高溫燃燒時能催化酚醛樹脂和聚丙烯酸酯交聯(lián)成炭,形成“屏障”,阻隔可燃氣體、氧氣和熱量的傳輸,從而進一步提高了材料的阻燃性能，又利于聚丙烯酸酯力學(xué)性能的增強。
2、酚醛樹脂
所使用的水溶性酚醛樹脂，與聚丙烯酸乳液有較好的相容性，克服了傳統(tǒng)阻燃劑與基材相容性差而惡化材料力學(xué)性能的缺點。
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