专利名称：一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制备方法。
背景技术：
添加剂是涂料原料之一，少量加入即可大幅提高涂料的功效和性能，还能改善涂膜性能，提高产品附加价值。涂料涂膜具备各种不同的性能和特殊功效，使用特性添加剂是技术关键。
涂料涂膜大多数属易燃或可燃性材料，且燃烧时热释放速率大，热值高，火焰传播快，不易熄灭，同时还会产生浓烟和有毒气体，对人们的生命安全造成极大威胁。因此，如何提高高分子聚合物材料的阻燃性能已成为一个急需解决的问题。常用的阻燃剂，可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类。有机阻燃剂为卤系、磷系、硅系，它们虽然具有阻燃性好，添加量少以及热稳定性高等优点，但因其合成步骤复杂，难以用固相合成法而不易分离，产率较低，价格也较高等原因而难以工业化生产，即使是已经工业化的卤系阻燃剂，虽然具有强效力的阻燃性和材料的强兼容性，但其燃烧时产生的烟雾中含有氢卤酸，对人体具有极大危害。无机类阻燃剂主要有金属水合物、红磷、硼类化合物、锑类化合物、钼类化合物等。许多的研究表明无机添加剂氢氧化铝和氢氧化镁是十分有效的阻燃抑烟剂，可用于多种聚合物中。氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂具有价格便宜，毒性小，消烟好，滴落少等优点。但无机阻燃剂具有较强的极性和亲水性，与非极性聚合物材料相容性差，难以形成良好的固-固表面结合，为了改善因氢氧化物添加量的增大而恶化了基材机械性能，目前较多采用添加偶联剂，运用表面化学方法进行处理，使氢氧化铝和聚合物紧密地结合在一起，从而增强聚合物的综合性能。Al(OH)3、My(OH)2常用的偶联剂是硅烷和钛酸酯类。经乙烯-硅烷处理的Al(OH)3、My(OH)2，可提高交联乙烯-醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐热性和抗湿性。另外，钛酸酯类和硅烷偶联剂可以并用，产生协同作用，阻燃效果较佳。但是硅烷和钛酸酯类偶联剂价格高，只在某些特殊领域使用，无法大规模推广。
发明内容
本发明提供一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制备方法。用原位乳液聚合的方法，制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液和制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液。
本发明提供一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制备方法，其步骤和条件如下(一)制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液(1)制备表面改性二氧化硅粉体用正硅酸乙酯、水、氨水、无水乙醇为原料， Mol比为1∶1～10∶2～8∶20～60，反应温度为20～50℃，得到二氧化硅粒子；将油酸加入反应体系，油酸与二氧化硅粉体的质量比为0.01∶1～0.2∶1，反应0.5～5h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的二氧化硅粉体。
(2)制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液在四颈反应器中，加入体积比为40～60∶1～4∶1～4∶1～3∶4～10的水、离子型乳化剂、缓冲剂、引发剂和功能化的苯乙烯单体，离子型乳化剂浓度为0.01-0.4g/ml、缓冲剂浓度为0.05-0.2g/ml、引发剂浓度为0.05-0.2g/ml；在氮气保护的条件下，再加入步骤(1)得到的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，温度为50-90℃，反应2-20小时，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液；所述的离子型乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；缓冲剂为碳酸氢钠。
(二)制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液(1)制备表面改性My(OH)2粉体用硫酸镁或氯化镁与氢氧化钠为原料，硫酸镁或氯化镁与氢氧化钠的摩尔比为1∶1～4，反应温度为20-60℃，得到My(OH)2粒子；再将表面修饰剂油酸或油酸钠加入上述体系，表面修饰剂与My(OH)2粉体的质量比为0.01∶1～0.2∶1，反应0.5～4h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉体；(2)制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液在四颈反应器中，加入体积比为40～60∶1～4∶1～4∶1～3∶4～10的水、离子型乳化剂、缓冲剂、引发剂和功能化的苯乙烯单体；离子型乳化剂浓度为0.01-0.4g/ml、缓冲剂浓度为0.05-0.2g/ml、引发剂浓度为0.05-0.2g/ml；在氮气保护的条件下，再加入改性的My(OH)2粉体，加热反应体系，温度为50-90℃，反应2-20小时，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液；所述的离子型乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；缓冲剂为碳酸氢钠。
本发明的一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制备方法，制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液和制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液。
用表面改性的二氧化硅粉体或My(OH)2粉体为原料，功能化的苯乙烯为聚合单体，得到的复合材料的包覆效果好，产率高达90％以上。无机粒子在复合材料中的相容性好，无团聚现象，能够在有机基质中真正达到纳米级分散。该复合材料具有无机材料和有机材料的双重性能，在协同效应下，可以提高复合产品的稳定性和在有机相中的分散性、提高阻燃性。因此，本发明提供一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制备方法，制备的复合材料是一种具有阻燃特性的新型材料，可以作为纳米涂料的添加剂。
本发明技术与现有技术相比具有以下优点1.相容性好。无机粒子与有机聚合物之间无明显的界面。
2.胶囊效率高。改性无机粒子改性率高，表面富含大量的双键容易发生聚合反应。胶囊效率可达90％以上。
3.整个反应在水相中进行，不会对人体健康和环境造成不良影响，具有重要的社会意义和广阔的应用前景。
4.粒径均匀，粒度分布窄。复合材料的合成发生在水相，通过乳液聚合方法，可以控制聚合反应生成复合粒子的形态、粒度。
具体实施例方式
实施例1制备改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、无水乙醇为原料，其摩尔比为1∶5∶5∶20，在30℃下反应1h，得到二氧化硅粒子。在上述反应乳液中滴入油酸，油酸与二氧化硅的质量比为0.05∶1，继续搅拌5h，将产物反复离心/洗涤三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉体。
实施例2制备改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、无水乙醇为原料，其摩尔比为1∶5∶5∶50，在40℃下反应2h，得到二氧化硅粒子。在上述反应乳液中滴入油酸，油酸与二氧化硅的质量比为0.1∶1，继续搅拌5h，将产物反复离心/洗涤三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉体。
实施例3制备改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、无水乙醇为原料，其摩尔比为1∶10∶5∶20，在30℃下反应3h，得到二氧化硅粒子。在上述反应乳液中滴入油酸，油酸与二氧化硅的质量比为0.05∶1，继续搅拌2h，将产物反复离心/洗涤三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉体。
实施例4制备改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、无水乙醇为原料，其摩尔比为1∶3∶5∶50，在30℃下反应1h，得到二氧化硅粒子。在上述反应乳液中滴入油酸，油酸与二氧化硅的质量比为0.1∶1，继续搅拌3h，将产物反复离心/洗涤三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉体。
实施例5制备改性二氧化硅，用正硅酸乙酯、水、氨水、无水乙醇为原料，其摩尔比为1∶3∶6∶40，在40℃下反应2h，得到二氧化硅粒子。在上述反应乳液中滴入油酸，油酸与二氧化硅的质量比为0.1∶1，继续搅拌2h，将产物反复离心/洗涤三次，置于烘箱中干燥，得到表面改性的二氧化硅粉体。
实施例6制备改性My(OH)2，硫酸镁和氢氧化钠摩尔比为1∶1，在40℃水浴加热，合成My(OH)2粒子；在上述反应体系中加入油酸钠，油酸钠与My(OH)2粉体的质量比为0.05∶1，反应2h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉体。
实施例7制备改性My(OH)2，硫酸镁和氢氧化钠的摩尔比为1∶2，在40℃水浴加热，合成My(OH)2粒子；在上述反应体系中加入油酸钠，油酸钠与My(OH)2粉体的质量比为0.05∶1，反应2h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉体。
实施例8制备改性My(OH)2，硫酸镁和氢氧化钠的摩尔比为1∶2，在60℃水浴加热，合成My(OH)2粒子；在上述反应体系中加入油酸，油酸与My(OH)2粉体的质量比为0.03∶1，反应2h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉体。
实施例9制备改性My(OH)2，氯化镁和氢氧化钠的摩尔比为1∶3，在60℃水浴加热，合成My(OH)2粒子；在上述反应体系中加入油酸，油酸与My(OH)2粉体的质量比为0.03∶1，反应3h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉体。
实施例10制备改性My(OH)2，氯化镁和氢氧化钠的摩尔比为1∶1，在60℃水浴加热，合成My(OH)2粒子；在上述反应体系中加入油酸钠，油酸钠与My(OH)2粉体的质量比为0.02∶1，反应3h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉体。
实施例11制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2∶2∶1∶5，通氮气的条件下，加入实施例1所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到70℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例12
制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为45∶2∶2∶1.5∶5，通氮气的条件下，加入实施例1所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到70℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例13制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶3∶2∶1.5∶5，通氮气的条件下，加入实施例1所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应6小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例14制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为50∶3∶2∶3∶10，通氮气的条件下，加入实施例1所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应6小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例15制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2∶2∶3∶10，通氮气的条件下，加入实施例1所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例16制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为45∶2∶2.5∶1.5∶5，通氮气的条件下，加入实施例1所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应8小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例17制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2∶2∶3∶5，通氮气的条件下，加入实施例1所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例18制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.15g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2∶2∶1.5∶5，通氮气的条件下，加入实施例1所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应6小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例19制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.15g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶3∶2∶1.5∶8，通氮气的条件下，加入实施例2所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到60℃时，反应15小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例20制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.15g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶3∶2∶2∶8，通氮气的条件下，加入实施例2所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到60℃时，反应15小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例21制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.15g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2.5∶2∶1∶6，通氮气的条件下，加入实施例3所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应15小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例22制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2∶2∶1∶5，通氮气的条件下，加入实施例2所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到70℃时，反应15小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例23
制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为45∶2∶2∶1.5∶5，通氮气的条件下，加入实施例2所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到90℃时，反应8小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例24制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶3∶2∶1.5∶5，通氮气的条件下，加入实施例3所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到90℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例25制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为50∶3∶2∶3∶10，通氮气的条件下，加入实施例3所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应15小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例26制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2∶2∶3∶10，通氮气的条件下，加入实施例4所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到70℃时，反应10小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例27制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为45∶2∶2.5∶1.5∶5，通氮气的条件下，加入实施例4所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例28制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.2g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.15g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2∶2∶3∶5，通氮气的条件下，加入实施例5所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应10小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例29制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.15g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶3∶2∶1.5∶5，通氮气的条件下，加入实施例2所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到75℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例30制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.15g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶3∶2∶1.5∶8，通氮气的条件下，加入实施例3所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应6小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例31制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.15g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶3∶2∶2∶8，通氮气的条件下，加入实施例3所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到90℃时，反应8小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例32制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.1g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.15g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为40∶2∶2∶1∶6，通氮气的条件下，加入实施例4所得的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，当温度达到90℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液。
实施例33制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为50∶2∶2∶1∶5，通氮气的条件下，加入实施例6所得的表面改性的My(OH)2粉体，加热反应体系，当温度达到70℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液。
实施例34
制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为50∶2∶3∶1∶6，通氮气的条件下，加入实施例6所得的表面改性的My(OH)2粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应10小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液。
实施例35制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为50∶2∶2∶1∶5，通氮气的条件下，加入实施例7所得的表面改性的My(OH)2粉体，加热反应体系，当温度达到90℃时，反应8小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液。
实施例36制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为50∶2∶3∶1∶8，通氮气的条件下，加入实施例7所得的表面改性的My(OH)2粉体，加热反应体系，当温度达到70℃时，反应12小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液。
实施例37制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸铵的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为50∶2∶2∶1∶5，通氮气的条件下，加入实施例8所得的表面改性的My(OH)2粉体，加热反应体系，当温度达到80℃时，反应10小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液。
实施例38制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液，在500ml四颈瓶中，加入水、0.3g/ml十二烷基磺酸钠的水溶液、0.1g/ml碳酸氢钠的水溶液、0.2g/ml过硫酸钾的水溶液、功能化的苯乙烯单体，其体积比为50∶2∶3∶1∶8，通氮气的条件下，加入实施例8所得的表面改性的My(OH)2粉体，加热反应体系，当温度达到90℃时，反应6小时后，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液。
权利要求
1.一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制各方法，所述的具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液为聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液，其特征在于，步骤和条件为(1)制备表面改性二氧化硅粉体用正硅酸乙酯、水、氨水、无水乙醇为原料，Mol比为1∶1～10∶2～8∶20～60，反应温度为20～50℃，得到二氧化硅粒子；将油酸加入反应体系，油酸与二氧化硅粉体的质量比为0.01∶1～0.2∶1，反应0.5～5h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的二氧化硅粉体；(2)制备聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液在四颈反应器中，加入体积比为40～60∶1～4∶1～4∶1～3∶4～10的水、离子型乳化剂、缓冲剂、引发剂和功能化的苯乙烯单体，离子型乳化剂浓度为0.01-0.4g/ml、缓冲剂浓度为0.05-0.2g/ml、引发剂浓度为0.05-0.2g/ml；在氮气保护的条件下，再加入步骤(1)得到的表面改性的二氧化硅粉体，加热反应体系，温度为50-90℃，反应2-20小时，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆二氧化硅的纳米复合材料乳液；所述的离子型乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；缓冲剂为碳酸氢钠。
2.一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制备方法，所述的具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液为聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液，其特征在于，步骤和条件为(1)制备表面改性My(OH)2粉体用硫酸镁或氯化镁与氢氧化钠为原料，硫酸镁或氯化镁与氢氧化钠的摩尔比为1∶1～4，反应温度为20-60℃，得到My(OH)2粒子；再将表面修饰剂油酸或油酸钠加入上述体系，表面修饰剂与My(OH)2粉体的质量比为0.01∶1～0.2∶1，反应0.5～4h，将产物反复离心/洗涤三次，放于烘箱干燥，得到表面改性的My(OH)2粉体；(2)制备聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液在四颈反应器中，加入体积比为40～60∶1～4∶1～4∶1～3∶4～10的水、离子型乳化剂、缓冲剂、引发剂和功能化的苯乙烯单体；离子型乳化剂浓度为0.01-0.4g/ml、缓冲剂浓度为0.05-0.2g/ml、引发剂浓度为0.05-0.2g/ml；在氮气保护的条件下，再加入改性的My(OH)2粉体，加热反应体系，温度为50-90℃，反应2-20小时，完成聚合反应，得到聚苯乙烯包覆My(OH)2的纳米复合材料乳液；所述的离子型乳化剂为十二烷基磺酸钠；引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；缓冲剂为碳酸氢钠。
全文摘要
本发明涉及一种具有阻燃特性的纳米涂料添加剂乳液的制备方法。在水溶液中，用改性的无机粒子作为"种子"，加入乳化剂、缓冲剂、功能化的苯乙烯单体，在一定温度下，引发聚合反应体系，得到无机/有机纳米复合材料乳液。本发明的纳米涂料添加剂乳液的制备方法具有普适性。该复合材料具有阻燃特性，可以用作涂料的添加剂，改善涂料的功效和性能，提高产品附加值。
文档编号C08K7/06GK1978556SQ20061016321
公开日2007年6月13日 申请日期2006年12月6日 优先权日2006年12月6日
发明者牛利, 丁雪峰, 丁万君, 许晓宇, 张齐贤, 王晓丹 申请人:中国科学院长春应用化学研究所