專利名稱：一種阻燃抑煙型調濕功能涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種內墻涂料及其制備方法，具體地說是涉及一種阻燃抑煙型調濕功能涂料及其制備方法。
背景技術：
內墻涂料，是建筑室內裝飾所需的、一類必不可少的建筑材料，它常涂覆于室內墻體、天花板、裝飾木板、家具及鋼結構件的表面。隨著科技進步和人們生活水平的提高，人們對室內建筑環境的舒適度、空氣質量和安全性的要求越來越高，于是建筑材料已逐漸開始向“復合化、多功能化、環境協調”的方向發展。與溫度一樣，空氣濕度也是影響室內環境舒適度的重要環境參數之一。適宜的濕度環境(40% 60% RH)對人體健康、物品(食品、藥品和文物等)保存及精密儀器的運行都具有十分重要的作用。調濕材料是一種能夠隨環境濕度的變化而自動吸收、放出潮濕水分，進而保持環境空間濕度相對恒定的材料(冉茂宇，日本對調濕材料的研究及應用，材料導報，2002，16(11) 42-44)。由于調濕過程的自動性和無能耗性，因而調濕材料在建筑、文物保護、包裝等領域有著重要的應用前景。按化學成分，調濕材料可分成無機調濕材料(硅膠、無機鹽、無機礦物等)、有機高分子調濕材料、生物質調濕材料和復合調濕材料等4大類。按產品形式，調濕材料可分為調濕板材(水泥板、石膏板)、調濕紙、調濕織物、調濕涂料、調濕劑等類型。防火安全或抗火災能力，是室內建筑需要考慮的另外一個重要因素，因為它關系到生命的安全和財物的損失。由于涂料位于建筑室內的表面，因此涂料的抗阻燃能力是保證阻燃涂料下的基材不發生燃燒的前提條件。目前，常用的阻燃涂料多是由通過加入鹵系阻燃劑而制成的，如紫外光固化阻燃涂料(余宗萍、楊軍，紫外光固化阻燃涂料及其制備方法，中國專利，CN101781486A)和防水防腐蝕阻燃涂料(李梅、李志強、霍曉燕，一種飛機用防水防腐蝕阻燃涂料及其制備方法，中國專利，CN101665657)等。雖然鹵系阻燃劑的阻燃效率高且適用性廣，但其在燃燒過程中會生成大量的煙霧以及有毒、腐蝕性氣體，進而造成 “二次災害”。于是近年來人們一直致力于無機阻燃劑的研制與機理研究([1]汪關才、盧忠遠、胡小平、張建華，無機阻燃劑的作用機理及研究現狀，2007,21 ) 47-50； [2]張澤江、 馮良榮、邱發禮、蘭彬，納米無機阻燃劑的研究進展，化學進展，2004，16 (4) =508-515)，并初步開發出含金屬氫氧化物的阻燃涂料(王昭、張先正、洪本飛，含有氫氧化鎂的阻燃涂料， 中國專利，CN101148560)，但這類涂料存在氫氧化物含量高、耐熱和力學性能低的缺點。為改善其力學性能、減少阻燃劑用量，又發展出利用有機物插層的層狀硅酸鹽作為無機納米阻燃劑的納米防火阻燃涂料(唐萬雄、藍方維、宋桂珍、周小勇，環保型水性納米防火阻燃涂料及制備方法，中國專利，CN101280142)。調濕涂料，是在無機或有機成膜物、填料、助劑中加入調濕組分而制成的(呂維華，王榮民，何玉風，王博贊，郭俊峰，調濕涂料研究進展，涂料工業，2009，39 (2) 59-64)。 例如可在生石灰中加入鹵鹽而制成無機調濕涂料([1]古緒鵬，自動調節室內濕度的保健型涂料的研制，應用科技，2000，27 (6) 8-29； [2]李慶文，內墻涂料的制備方法，中國專利， CN16M050A)，但這類涂料的強度低，耐擦洗性欠佳；也可在有機高分子涂料中加入硅藻土、 海泡石、凹凸棒土、沸石粉、高嶺土等一種或幾種無機礦物調濕組分而制成，但此類調濕涂料的調濕性能仍有待提高。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種阻燃抑煙型調濕功能涂料及其制備方法，從而使室內建筑用的涂料既具有阻燃抑煙的特性、又具有環境調濕功能，滿足人們對室內建筑環境舒適度、空氣質量和防火安全性的要求。本發明的目的通過下述技術方案予以實現本發明的技術方案，首先是通過反相懸浮聚合方法制備出具有高濕容量、調濕能力和阻燃特性的水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合材料組分；然后將插層復合材料組分加入到苯丙乳液、無機填料、助劑和水中，經充分攪拌混合、均勻分散后即可制成具有阻燃抑煙和調濕功能的內墻涂料。具體制備步驟如下步驟一水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合材料組分的制備(1)對水滑石進行有機改性，以增強其與有機聚合物之間的結合性。具體來說，可以將水滑石原料用去離子水漂洗靜置池；按質量比3 2比例將水滑石和甲基丙烯磺酸鈉溶于N，N’ - 二甲基乙酰胺有機溶劑中，并在加熱至78°C條件下充分攪拌Mh。之后將反應液取出、抽濾、洗滌、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可獲得有機改性水滑石。(2)配置反應單體溶液，具體來說，配置一定濃度的堿性溶液，然后緩慢滴入丙烯酸中，通過改變堿性溶液的加入量以獲得不同中和度(60% 100%)的丙烯酸-丙烯酸鈉溶液；再按照丙烯酸與丙烯酸鈉之和與丙烯酰胺質量比例為(1 2) (13 1)將所需的丙烯酰胺加入到丙烯酸-丙烯酸鈉溶液中，制得單體溶液；所述一定濃度的堿性溶液可以選擇質量分數為25 %的NaOH水溶液、KOH水溶液。(3)通過反相懸浮聚合方法制備水滑石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)復合調濕材料，具體來說，將有機改性水滑石按一定的比例(單體溶液總質量的0. 5% 20%，即丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺的質量之和)加入到單體溶液中進行攪拌混合，并進行超聲波震蕩分散，使溶液乳化，作為水相；按水油體積比1 5的比例在反應容器中加入油相(例如環己烷)及分散劑(例如司班Span60、司班SpanSO，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的5% 30% )，并通入惰性氣體以除去氧；將水相加入到反應容器中，并加入引發劑和交聯劑，升溫至引發溫度引發聚合直至反應完畢即得到水滑石/(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分。其中所述引發劑選擇水溶性過硫酸鹽，例如過硫酸鉀、過硫酸銨，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的-5%，優選-3%。所述交聯劑選擇N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的_5%，優選-3%。步驟二 阻燃抑煙型調濕功能涂料的制備(4)按重量百分比稱取如下原料，并構成涂料的不同功能組分，其中以涂料總質量為100計，各個功能組分的重量百分比為A)成膜組分(10% 35% ) ；B)調濕阻燃組分(20% 40% ) ；C)無機填料組分(10% 25% ) ；D)助劑組分 (1% 5% ) ；E)水，20% ；35%。更具體地說，以涂料總質量為100計，各個功能組分的重量百分比為A)成膜組分苯丙乳液10% 35%，SPA-202消泡劑0. 2% 0. 5%，醇酯12 (成膜助劑)0. 5% 1. 5% ；B)調濕阻燃組分水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分2% 13%，硅藻土 5% 10%，海泡石5% 10%，水滑石10% 15% ；C)無機填料組分重質碳酸鈣8% 15%，鈦白粉5% 10% ；D)助劑組分SN-Wet991潤濕劑 0.2% 0.5%，HT-5040分散劑0. 5% 1.3%，羧乙基纖維素(增稠劑)0. 2% 0. 5%， SPA-202 消泡劑 0. 2%~ 0. 5%，乙二醇(溶劑)0. 2%~ 0. 5% ；E)水，20% 35% 0(5)按配方的要求，將D組分中的潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、溶劑與E組分的水進行混合并充分攪拌均勻；然后在邊攪拌邊添加條件下依次緩慢加入B組分中插層復合調濕組分、硅藻土、海泡石、水滑石和C組分中的鈦白粉和重質碳酸鈣，充分攪拌10 20min 后再邊攪拌邊依次添加A組分中的苯丙乳液、消泡劑和成膜助劑；攪拌分散10 20min后即可得到涂料成品。水滑石或類水滑石是具有層狀結構的雙羥基陰離子粘土，可用Mg6Al2(OH) 16C03 ·4Η20表示。由于其結構和組成的特點，其受熱分解時需要吸收大量的熱量、釋放出水和二氧化碳，因而能降低燃燒體系的溫度、稀釋與隔絕可燃氣體并能吸附酸性有害氣體。 與現有技術相比，本發明的有益效果在于，阻燃抑煙型調濕功能涂料既含有無機阻燃組分、 又含有調濕功能組分，因而使得涂覆該涂料的室內建筑兼有阻燃抑煙和環境調濕的雙重功能，滿足了人們對室內建筑環境舒適度、空氣質量和防火安全性的要求。具體實驗數據如下(1)濕容量高、調濕速率快將調濕涂料均勻涂覆在載玻片上，并放入到濕度為 93% RH的密閉空間中進行吸濕實驗；之后再取出放入到20% RH的空間中進行放濕實驗， 并利用精度為0. Img的FA1004N型電子分析天平稱量吸放濕前后材料的質量變化，進而計算材料的吸放濕率。吸放濕實驗結果表明，阻燃抑煙型調濕功能涂料在濕度93% RH環境中的吸濕率可達320g/kg ；在濕度20% RH環境中的放濕率可達^5g/kg，約為普通涂料的 4 6倍，且調濕時間僅需1 3小時。(2)良好的阻燃抑煙性能按GB15442. 2-1995和GB/T8627-1999中的要求，將阻燃抑煙型調濕功能涂料涂覆在厚度為5mm的五層膠合板上，進而依據大板燃燒法和煙密度試驗方法測定了膠合板的燃燒時間和煙密度等級。實驗結果表明，與普通涂料相比，涂覆阻燃抑煙型調濕功能涂料膠合板的燃燒時間延長了 30% 55%、而煙密度等級值減少了 20% 40%。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步的說明，但本發明不限于這些具體的實施例。 所用的水滑石由江陰瑞法化工有限公司生產、粒度0. 2 0. 5 μ m ；苯丙乳液為廣州雙普貿易有限公司生產的7199型苯丙乳液；SPA-202消泡劑由卡瑞特(杭州)化工有限公司生產； 醇酯12由廣州鑫日化工科技有限公司生產；硅藻土由吉林長白硅藻土有限公司生產、粒度為200目；海泡石為鞍美國貿實業開發有限公司生產、粒度為100目；重質碳酸鈣由山東臨沂雷德化工有限公司生產、粒度為400目；鈦白粉由廊坊市奇彩顏料有限公司生產的銳鈦型鈦白粉、粒度為325目；SN-Wet991潤濕劑由上海鴻涂實業有限公司提供；HT-5040分散劑由南通市晗泰化工有限公司生產。實施例1(1)將購置的水滑石原料用去離子水漂洗靜置池；按質量比3 2比例將水滑石和甲基丙烯磺酸鈉溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有機溶劑中，并在加熱至78°C條件下充分攪拌 Mh。之后將反應液取出、抽濾、洗滌、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可獲得有機改性水滑石。(2)配制質量分數為25 %的NaOH水溶液，在冰水浴條件下將計量NaOH溶液緩慢滴入丙烯酸中，獲得70%中和度的丙烯酸-丙烯酸鈉溶液；然后按丙烯酸和丙烯酸鈉質量之和與丙烯酰胺的質量比1 1將丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得單體溶液。再將單體溶液質量2%的有機改性水滑石加入到單體溶液中進行攪拌混合，并之后超聲波震蕩40min， 使溶液乳化。C3)在裝有攪拌裝置的三口瓶中，按水油體積比1 5的比例加入環己烷及單體溶液質量5%的分散劑Span 60，通入氮氣20min以除去氧氣，并攪拌升溫至40°C溶解。將超聲震蕩乳化后的單體和改性水滑石的溶液用玻璃棒緩慢導入三口瓶中，并加入單體溶液質量1 %的過硫酸鉀作為引發劑和單體溶液質量1 %的交聯劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌IOmin后，緩慢升溫至70°C、直至聚合反應完畢得到凝膠。將凝膠樣品取出、100°C真空干燥2小時，之后研磨、過篩(100目)即可獲得水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分。(4)按重量百分比稱取如下原料，并構成涂料的不同功能組分。A)成膜組分苯丙乳液25g，SPA-202消泡劑0. 2g，醇酯12 (成膜助劑)0. 5g ；B)調濕阻燃組分水滑石/聚 (丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分2g，硅藻土 10g，海泡石5g，水滑石IOg ；C)無機填料組分重質碳酸鈣10g，鈦白粉5g ；D)助劑組分SN-Wet991潤濕劑0. 2g，HT_5040分散劑0. 5g，羧乙基纖維素(增稠劑)0. 2g，SPA-202消泡劑0. 2g，乙二醇(溶劑)0. 2g ；Ε)水， 31g。(5)按配方的要求，將D組分中的潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、溶劑與E組分的水進行混合并充分攪拌均勻；然后在邊攪拌邊添加條件下依次緩慢加入B組分中插層復合調濕組分、硅藻土、海泡石、水滑石和C組分中的鈦白粉和重質碳酸鈣，充分攪拌10 20min 后再邊攪拌邊依次添加A組分中的苯丙乳液、消泡劑和成膜助劑；攪拌分散10 20min后即可得到涂料成品。實施例2(1)將購置的水滑石原料用去離子水漂洗靜置池；按質量比3 2比例將水滑石和甲基丙烯磺酸鈉溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有機溶劑中，并在加熱至78°C條件下充分攪拌 Mh。之后將反應液取出、抽濾、洗滌、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可獲得有機改性水滑石。(2)配制質量分數為25 %的NaOH水溶液，在冰水浴條件下將計量NaOH溶液緩慢滴入丙烯酸中，獲得80%中和度的丙烯酸-丙烯酸鈉溶液；然后按丙烯酸和丙烯酸鈉之和與丙烯酰胺質量比為5 1的比例將丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得單體溶液。再將單體溶液質量4%的有機改性水滑石加入到單體溶液中進行攪拌混合，之后超聲波震蕩40min， 使溶液乳化。C3)在裝有攪拌裝置的三口瓶中，按水油體積比1 5的比例加入環己烷及單體溶液質量10%的分散劑Span 60，通入氮氣20min以除去氧氣，并攪拌升溫至40°C溶解。將超聲震蕩乳化后的單體和改性水滑石的溶液用玻璃棒緩慢導入三口瓶中，并加入單體質量
的過硫酸鉀作為引發劑和單體溶液質量的交聯劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌 IOmin后，緩慢升溫至70°C、直至聚合反應完畢得到凝膠。將凝膠樣品取出、100°C真空干燥 2小時，之后研磨、過篩(100目)即可獲得水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分。(4)按重量百分比稱取如下原料，并構成涂料的不同功能組分。A)成膜組分苯丙乳液25g，SPA-202消泡劑0. 2g，醇酯12 (成膜助劑)0. 5g ；B)調濕阻燃組分水滑石/聚 (丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分4g，硅藻土 8g，海泡石8g，水滑石IOg ;C)無機填料組分重質碳酸鈣10g，鈦白粉5g ；D)助劑組分SN-Wet991潤濕劑0. 3g，HT_5040分散劑0. 6g，羧乙基纖維素(增稠劑)0. 3g，SPA-202消泡劑0. 3g，乙二醇(溶劑)0. 3g ；Ε)水， 27. 5go(5)按配方的要求，將D組分中的潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、溶劑與E組分的水進行混合并充分攪拌均勻；然后在邊攪拌邊添加條件下依次緩慢加入B組分中插層復合調濕組分、硅藻土、海泡石、水滑石和C組分中的鈦白粉和重質碳酸鈣，充分攪拌10 20min 后再邊攪拌邊依次添加A組分中的苯丙乳液、消泡劑和成膜助劑；攪拌分散10 20min后即可得到涂料成品。實施例3(1)將購置的水滑石原料用去離子水漂洗靜置池；按質量比3 2比例將水滑石和甲基丙烯磺酸鈉溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有機溶劑中，并在加熱至78°C條件下充分攪拌 Mh。之后將反應液取出、抽濾、洗滌、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可獲得有機改性水滑石。(2)配制質量分數為25 %的NaOH水溶液，在冰水浴條件下將計量NaOH溶液緩慢滴入丙烯酸中，獲得90%中和度的丙烯酸-丙烯酸鈉溶液；然后按丙烯酸和丙烯酸鈉之和與丙烯酰胺9 1的質量比將丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得單體溶液。再將單體溶液質量8 %的有機改性水滑石加入到單體溶液中進行攪拌混合，之后超聲波震蕩40min，使溶液乳化。C3)在裝有攪拌裝置的三口瓶中，按水油體積比1 5的比例加入環己烷及單體溶液質量15%的分散劑Span 60，通入氮氣20min以除去氧氣，并攪拌升溫至40°C溶解。將超聲震蕩乳化后的單體和改性水滑石的溶液用玻璃棒緩慢導入三口瓶中，并加入單體溶液質量的過硫酸鉀作為引發劑和單體溶液質量的交聯劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺， 攪拌IOmin后，緩慢升溫至70°C、直至聚合反應完畢得到凝膠。將凝膠樣品取出、100°C真空干燥2小時，之后研磨、過篩(100目)即可獲得水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分。(4)按重量百分比稱取如下原料，并構成涂料的不同功能組分。A)成膜組分苯丙乳液15g，SPA-202消泡劑0. 2g，醇酯12(成膜助劑)0. 5g ；B)調濕阻燃組分水滑石/聚 (丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分8g，硅藻土 10g，海泡石8g，水滑石12g ；C)無機填料組分重質碳酸鈣10g，鈦白粉8g ；D)助劑組分SN-Wet991潤濕劑0. 5g，HT_5040分散劑1. 0g，羧乙基纖維素(增稠劑)0. 5g，SPA-202消泡劑0. 5g，乙二醇(溶劑)0. 5g ；Ε)水， 25. 3g0(5)按配方的要求，將D組分中的潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、溶劑與E組分的水進行混合并充分攪拌均勻；然后在邊攪拌邊添加條件下依次緩慢加入B組分中插層復合調濕組分、硅藻土、海泡石、水滑石和C組分中的鈦白粉和重質碳酸鈣，充分攪拌10 20min 后再邊攪拌邊依次添加A組分中的苯丙乳液、消泡劑和成膜助劑；攪拌分散10 20min后即可得到涂料成品。實施例4(1)將購置的水滑石原料用去離子水漂洗靜置池；按質量比3 2比例將水滑石和甲基丙烯磺酸鈉溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有機溶劑中，并在加熱至78°C條件下充分攪拌 Mh。之后將反應液取出、抽濾、洗滌、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可獲得有機改性水滑石。(2)配制質量分數為25 %的NaOH水溶液，在冰水浴條件下將計量NaOH溶液緩慢滴入丙烯酸中，獲得100%中和度的丙烯酸鈉溶液；然后按丙烯酸鈉和丙烯酰胺13 1的質量比例將丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得單體溶液。再將單體溶液質量10%的有機改性水滑石加入到單體溶液中進行攪拌混合，之后超聲波震蕩40min，使溶液乳化。C3)在裝有攪拌裝置的三口瓶中，按水油體積比1 5的比例加入環己烷及單體溶液質量20%的分散劑Span 60，通入氮氣20min以除去氧氣，并攪拌升溫至40°C溶解。將超聲震蕩乳化后的單體和改性水滑石的溶液用玻璃棒緩慢導入三口瓶中，并加入單體溶液質量的過硫酸鉀作為引發劑和單體溶液質量的交聯劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌IOmin后，緩慢升溫至70°C、直至聚合反應完畢得到凝膠。將凝膠樣品取出、100°C真空干燥2小時，之后研磨、過篩(100目)即可獲得水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分。(4)按重量百分比稱取如下原料，并構成涂料的不同功能組分。A)成膜組分苯丙乳液30g, SPA-202消泡劑0. 5g，醇酯12 (成膜助劑)1. Og ；B)調濕阻燃組分水滑石/聚 (丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分10g，硅藻土 8g，海泡石4g，水滑石IOg ；C)無機填料組分重質碳酸鈣8g，鈦白粉5g ；D)助劑組分SN-Wet991潤濕劑0. 5g，HT-5040分散劑1. 0g，羧乙基纖維素(增稠劑)0. 5g，SPA-202消泡劑0. 5g，乙二醇(溶劑)0. 5g ；Ε)水， 20. 5g0(5)按配方的要求，將D組分中的潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、溶劑與E組分的水進行混合并充分攪拌均勻；然后在邊攪拌邊添加條件下依次緩慢加入B組分中插層復合調濕組分、硅藻土、海泡石、水滑石和C組分中的鈦白粉和重質碳酸鈣，充分攪拌10 20min 后再邊攪拌邊依次添加A組分中的苯丙乳液、消泡劑和成膜助劑；攪拌分散10 20min后即可得到涂料成品。實施例5(1)將購置的水滑石原料用去離子水漂洗靜置池；按質量比3 2比例將水滑石和甲基丙烯磺酸鈉溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有機溶劑中，并在加熱至78°C條件下充分攪拌 Mh。之后將反應液取出、抽濾、洗滌、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可獲得有機改性水滑石。(2)配制質量分數為25 %的NaOH水溶液，在冰水浴條件下將計量NaOH溶液緩慢滴入丙烯酸中，獲得90%中和度的丙烯酸鈉溶液；然后按丙烯酸鈉和丙烯酸之和與丙烯酰胺9 1的質量比例將丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得單體溶液。再將單體溶液質量4% 的有機改性水滑石加入到單體溶液中進行攪拌混合，之后超聲波震蕩40min，使溶液乳化。(3)在裝有攪拌裝置的三口瓶中，按水油體積比1 5的比例加入環己烷及單體溶液質量15%的分散劑Span 60，通入氮氣20min以除去氧氣，并攪拌升溫至40°C溶解。將超聲震蕩乳化后的單體和改性水滑石的溶液用玻璃棒緩慢導入三口瓶中，并加入單體溶液質量的過硫酸鉀作為引發劑和單體溶液質量的交聯劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌IOmin后，緩慢升溫至70°C、直至聚合反應完畢得到凝膠。將凝膠樣品取出、100°C真空干燥2小時，之后研磨、過篩(100目)即可獲得水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分。(4)按重量百分比稱取如下原料，并構成涂料的不同功能組分。A)成膜組分苯丙乳液20g，SPA-202消泡劑0. 5g，醇酯12 (成膜助劑)0. Sg ；B)調濕阻燃組分水滑石/聚 (丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分10g，硅藻土 8g，海泡石6g，水滑石IOg ；C)無機填料組分重質碳酸鈣10g，鈦白粉7g ；D)助劑組分SN-Wet991潤濕劑0. 5g，HT_5040分散劑1. 0g，羧乙基纖維素(增稠劑)0. 5g，SPA-202消泡劑0. 5g，乙二醇(溶劑)0. 5g ；Ε)水， 24. 7g。(5)按配方的要求，將D組分中的潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、溶劑與E組分的水進行混合并充分攪拌均勻；然后在邊攪拌邊添加條件下依次緩慢加入B組分中插層復合調濕組分、硅藻土、海泡石、水滑石和C組分中的鈦白粉和重質碳酸鈣，充分攪拌10 20min 后再邊攪拌邊依次添加A組分中的苯丙乳液、消泡劑和成膜助劑；攪拌分散10 20min后即可得到涂料成品。以上對本發明做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本發明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領域技術人員能夠不花費創造性勞動的等同替換均落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種阻燃抑煙型調濕功能涂料，其特征在于，按照下述步驟進行制備(1)對水滑石進行有機改性，以增強其與有機聚合物之間的結合性(2)配置反應單體溶液(3)通過反相懸浮聚合方法制備水滑石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)復合調濕材料(4)按重量百分比稱取如下原料，并構成涂料的不同功能組分，其中A)成膜組分 10% 35% ；B)調濕阻燃組分20% 40% ；C)無機填料組分10% 25% ；D)助劑組分 5% ；E)水，20% 35%(5)按配方的要求，將D組分中的潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、溶劑與E組分的水進行混合并充分攪拌均勻；然后在邊攪拌邊添加條件下依次緩慢加入B組分中插層復合調濕組分、硅藻土、海泡石、水滑石和C組分中的鈦白粉和重質碳酸鈣，充分攪拌后再邊攪拌邊依次添加A組分中的苯丙乳液、消泡劑和成膜助劑；攪拌分散后即可得到涂料成品。
2.根據權利要求1所述的一種阻燃抑煙型調濕功能涂料，其特征在于，所述步驟(2) 中，配置一定濃度的堿性溶液，然后緩慢滴入丙烯酸中，通過改變堿性溶液的加入量以獲得不同中和度的丙烯酸-丙烯酸鈉溶液；再按照丙烯酸與丙烯酸鈉之和與丙烯酰胺質量比例為(1 2) (13 1)將所需的丙烯酰胺加入到丙烯酸-丙烯酸鈉溶液中，制得單體溶液； 所述一定濃度的堿性溶液可以選擇質量分數為25%的NaOH水溶液、KOH水溶液。
3.根據權利要求2所述的一種阻燃抑煙型調濕功能涂料，其特征在于，所述步驟(2) 中，丙烯酸-丙烯酸鈉溶液的中和度為60 % 100 %。
4.根據權利要求1所述的一種阻燃抑煙型調濕功能涂料，其特征在于，所述步驟(3) 中，將有機改性水滑石按單體溶液總質量的0. 5% 20%加入到單體溶液中進行攪拌混合，并進行超聲波震蕩分散，使溶液乳化，作為水相；按水油體積比1 5的比例在反應容器中加入油相及分散劑，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的5% 30%，并通入惰性氣體以除去氧；將水相加入到反應容器中，并加入引發劑和交聯劑，升溫至引發溫度引發聚合直至反應完畢即得到水滑石/(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分。
5.根據權利要求4所述的一種阻燃抑煙型調濕功能涂料，其特征在于，所述步驟(3) 中，所述引發劑選擇水溶性過硫酸鹽，例如過硫酸鉀、過硫酸銨，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的_5%，優選-3% ；所述交聯劑選擇N， N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的 -5%，優選 -3%。
6.一種制備阻燃抑煙型調濕功能涂料的方法，其特征在于，按照下述步驟進行(1)對水滑石進行有機改性，以增強其與有機聚合物之間的結合性(2)配置反應單體溶液(3)通過反相懸浮聚合方法制備水滑石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)復合調濕材料(4)按重量百分比稱取如下原料，并構成涂料的不同功能組分，其中A)成膜組分 10% 35% ；B)調濕阻燃組分20% 40% ；C)無機填料組分10% 25% ；D)助劑組分 5% ；E)水，20% 35%(5)按配方的要求，將D組分中的潤濕劑、分散劑、增稠劑、消泡劑、溶劑與E組分的水進行混合并充分攪拌均勻；然后在邊攪拌邊添加條件下依次緩慢加入B組分中插層復合調濕組分、硅藻土、海泡石、水滑石和C組分中的鈦白粉和重質碳酸鈣，充分攪拌后再邊攪拌邊依次添加A組分中的苯丙乳液、消泡劑和成膜助劑；攪拌分散后即可得到涂料成品。
7.根據權利要求6所述的一種阻燃抑煙型調濕功能涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟O)中，配置一定濃度的堿性溶液，然后緩慢滴入丙烯酸中，通過改變堿性溶液的加入量以獲得不同中和度的丙烯酸-丙烯酸鈉溶液；再按照丙烯酸與丙烯酸鈉之和與丙烯酰胺質量比例為(1 2) (13 1)將所需的丙烯酰胺加入到丙烯酸-丙烯酸鈉溶液中，制得單體溶液；所述一定濃度的堿性溶液可以選擇質量分數為25%的NaOH水溶液、KOH水溶液，所述丙烯酸-丙烯酸鈉溶液的中和度為60% 100%。
8.根據權利要求6所述的一種阻燃抑煙型調濕功能涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，將有機改性水滑石按單體溶液總質量的0.5% 20%加入到單體溶液中進行攪拌混合，并進行超聲波震蕩分散，使溶液乳化，作為水相；按水油體積比1 5的比例在反應容器中加入油相及分散劑，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的5% 30%，并通入惰性氣體以除去氧；將水相加入到反應容器中，并加入引發劑和交聯劑，升溫至引發溫度引發聚合直至反應完畢即得到水滑石/(丙烯酸鈉-丙烯酰胺) 插層復合調濕組分。
9.根據權利要求8所述的一種阻燃抑煙型調濕功能涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述引發劑選擇水溶性過硫酸鹽，例如過硫酸鉀、過硫酸銨，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的_5%，優選-3%;所述交聯劑選擇N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺，其加入量為由丙烯酸-丙烯酸鈉和丙烯酰胺組成的單體溶液質量的_5%，優選-3%
10.根據權利要求6所述的一種阻燃抑煙型調濕功能涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟中，以涂料總質量為100計，各個功能組分的重量百分比為A)成膜組分苯丙乳液10 % ；35 %，SPA-202消泡劑0. 2 % 0. 5 %，醇酯12 (成膜助)0. 5% 1. 5% ;B)調濕阻燃組分水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合調濕組分2% 13%，硅藻土 5% 10%，海泡石5% 10%，水滑石10% 15% ;C)無機填料組分重質碳酸鈣8% 15%，鈦白粉5% 10%;D)助劑組分SN-Wet991潤濕劑0. 2% 0.5%，HT-5040分散劑0. 5 % 1. 3 %，羧乙基纖維素(增稠劑)0. 2 % 0. 5 %，SPA-202消泡劑 0. 2% 0. 5%，乙二醇(溶劑)0· 2% 0. 5% ；E)水，20% ；35%。
全文摘要
本發明公開了一種阻燃抑煙型調濕功能涂料及其制備方法，首先是通過反相懸浮聚合方法制備出具有高濕容量、調濕能力和阻燃特性的水滑石/聚(丙烯酸鈉-丙烯酰胺)插層復合材料組分；然后將插層復合材料組分加入到苯丙乳液、無機填料、助劑和水中，經充分攪拌混合、均勻分散后即可制成具有阻燃抑煙和調濕功能的內墻涂料。本發明的技術方案使室內建筑用的涂料既具有阻燃抑煙的特性、又具有環境調濕功能，滿足人們對室內建筑環境舒適度、空氣質量和防火安全性的要求。
文檔編號C09D125/14GK102408791SQ20111025115
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者任曙憑, 張夢龍, 王吉會, 董飛 申請人:天津大學