一种用于防火阻燃涂料的改性滑石及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及滑石产品的制造和应用技术领域，特别涉及一种用于防火阻燃涂料的 改性滑石产品及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 滑石的化学名称：水合硅酸镁；分子式：3MgO? 4Si02 ?H20。滑石具有低硬度、高白 度、亲油疏水、润滑、以及类似高岭土的片状粒子形态等特性，在涂料业常用作功能填料使 用。
[0003] 用于涂料的滑石材料，通常是将滑石原料先经过干法机械粉碎，再经过粒度分级 工艺，制造出达到细度要求的粉状产品。然而，这样加工处理的粉状产品，可以作为一般的 填料使用，但功能性单一，对于最终涂料产品的综合性能的提高贡献不大。为了提高滑石产 品的附加值，提高资源的综合利用率，对滑石进行改性从而赋予其特殊性能，这方面的研宄 成为了当前涂料用滑石改性工作的方向性标志。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是利用现有滑石天然的片层结构，通过多功能性粉体 共混和助剂化学接枝和键合方法对滑石进行改性。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
[0006] 一种用于防火阻燃涂料的改性滑石，改性滑石为白色棱柱型粒状，其主要矿物成 份为多75%纯度的天然滑石，各组分在产品中所占质量百分比为：63~68%的滑石粉体， 4%~8%的多羟基化合物，15~20%的酸式铵盐，6~10%的硅烷水解物，水份< 10% ;产 品SBDY-1白度多89%，分散体中滑石粒子的5微米细度含量多50%，改性滑石占防火阻燃 涂料的质量百分比为40~60%。
[0007] 用于防火阻燃涂料的改性滑石制造方法，包括以下步骤：
[0008] 1)先将烧失量8~14%，滑石含量彡75 %天然片层结构滑石原料，经红外线干 燥后通过锤击破碎，使其成为直径< 7cm的粒块状；经辊压、冲击或球磨方式将其干磨至 < 325目细粉，该粉体与硅烷水解物初混得到初混物A，粉体与硅烷水解物混合比例为： 21 ~25:1 ;
[0009] 2)步骤1所得初混物A与粒度为325目的多羟基化合物和酸式铵盐共混加细 研磨成1250目的共混物粉体B，混合比例为：初混物A:酸式铵盐：多羟基化合物=10~ 18:1:2 ~4 ;
[0010] 3)共混物粉体B再与硅烷水解物进行第二次吸附接触，混合比例为：共混物粉体B:硅烷水解物=13~18:1 ;
[0011] 4)步骤3所得混合物进入螺旋搅拌推进器被搅拌混匀加压，通过20目方孔筛挤压 出棱柱性粒状产品。
[0012] 所述的硅烷水解物是采用甲基丙烯酰氧基硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷的一种或 几种在pH值7. 2~9. 2,温度为40~60°C的水环境中，搅拌30~50分钟后的透明水溶物。
[0013] 所述的多羟基化合物的羟基含量多40%，密度为1. 395g/cm3的白色结晶粉末，是 季戊四醇、双季戊四醇、三羟甲基丙烷的一种或几种。
[0014] 所述的酸式铵盐的含磷量25~35%，含氮量10~20 %的无定型白色粉末，是不 同聚合度的多聚磷酸铵的一种或几种。
[0015] 所述的改性滑石制得防火阻燃涂料在水相分散体中的固体份含量为70%时的黏 度彡lOOOmpa?s，PH值 7. 2 ~9. 2。
[0016] 本发明对滑石的改性分为三步，一是粗研磨后的粉体与硅烷水解物的初混包覆改 性；达到325目的滑石原料首先与硅烷水解物初混浸润，硅烷水解物与滑石片层中的羟基 形成化学键合，从而实现对滑石产品改性的第一步-包覆改性；包覆改性赋予了滑石产品 更好的融合分散性和性质保持性。
[0017] 二是包覆后的粉体与同样目数的多羟基化合物和酸式铵盐的共混研磨改性；上述 经过包覆改性的滑石粉体与同样325目的多羟基化合物晶体粉和酸式铵盐粉末进行共混， 并通过气流冲击实现超细研磨，研磨细度达到1250目。通过研磨，几种粉体得到更充分的 融合和粉碎，组分更均匀，从而实现了改性的第二步-共混改性；共混改性，达到了几种粉 体的有效融合和综合性能的提高，为未来改性滑石产品在涂料中的使用提供了防火性和耐 热阻燃性。
[0018] 三是共混后的粉体经硅烷水解物二次吸附浸润改性；上述经过共混改性后的超细 混合粉体经硅烷水解物再次浸润吸附，实现了第三步改性-再浸润改性。经过浸润吸附和 搅拌混合，使几种粉体分散更均匀，并经过硅烷再次包覆形成一种微胶囊化的微观均匀聚 集颗粒体，从而在未来阻燃防火中作用更均匀起效更显著。
[0019]与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
[0020] 1.经过挤压成型的产品不仅可降低产品的包装和运输成本，减少对客户生产环境 的粉尘污染，而且可进一步延长改性体寿命，有利于改性滑石产品性能的发挥。改性滑石 产品，具有亲水性强，易于水相分散；集脱水催化和发泡于一体，实现了防火涂料阻燃-消 烟-增效的三效合一。
[0021] 2.经过改性挤压成型的改性滑石体，在防火涂料的配方和生产加工过程中使用方 法等同于常规粉料。由于施加了多重改性，因而粉体性能更加多元化。超细粒度的共混粉 体的综合利用，显著地提高了阻燃和消烟效果。在涂料粉刷干燥后，在受到火焰攻击时，当 温度达到150度~300度时，其中的酸式铵盐率先发生作用，分解出多元酸，并释放出阻燃 气体。这种阻燃气体稀释了氧气浓度，起到了减少助燃剂的作用。随着温度的升高，这种多 元酸催化了多羟基化合物的脱水反应。水的脱出进一步降低了受火面的温度。同时脱水后 的多羟基化合物进一步碳化并在阻燃气体的作用下发泡增厚成为隔热层而降低了表面温 度起到了阻火的作用。片层结构的滑石，起到了隔离托付和包覆多羟基化合物和酸式铵盐 的作用，当被包覆物受热分解时，滑石片层自然分离被覆在受热表面上辅助了碳化层快速 成膜。这种碳化层膜迅速地降低了表面受热温度，同时有助于隔热碳层致密结构的形成。
[0022] 3.采用该改性滑石制得的防火阻燃涂料其阻燃性能明显优于采用常规滑石粉制 得的防火阻燃涂料。产品密度高，分散性好，制得的防火阻燃涂料与未经改性滑石粉体制的 常规防火涂料相比，消烟阻燃效果更好。可降低昂贵阻燃剂的用量，从而降低了防火涂料的 成本。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明一种用于防火阻燃涂料的改性滑石制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例对本发明进一步说明：
[0025] 以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进 行描述，并不对本发明的范围进行限制。
[0026] 一种用于防火阻燃涂料的改性滑石，改性滑石为白色棱柱型粒状，其主要矿物成 份为多75%纯度的天然滑石，各组分在产品中所占质量百分比为：63~68%的滑石粉体， 4%~8 %的多羟基化合物，15~20 %的酸式铵盐，6~10 %的硅烷水解物，水份< 10 % ;实 施示例组分组成见表1。
[0027] 表1 :实施示例组分组成
【主权项】
1. 一种用于防火阻燃涂料的改性滑石，其特征在于，改性滑石为白色棱柱型粒状，其主 要矿物成份为多75%纯度的天然滑石，各组分在产品中所占质量百分比为：63~68%的 滑石粉体，4%~8%的多羟基化合物，15~20%的酸式铵盐，6~10%的硅烷水解物，水份 彡10% ;产品SBDY-I白度彡89%，分散体中滑石粒子的5微米细度含量彡50%，改性滑石 占防火阻燃涂料的质量百分比为40~60%。
2. 用于防火阻燃涂料的改性滑石制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 先将烧失量8~14%，滑石含量多75%天然片层结构滑石原料，经红外线干燥后通 过锤击破碎，使其成为直径< 7cm的粒块状；经辊压、冲击或球磨方式将其干磨至< 325目 细粉，该粉体与硅烷水解物初混得到初混物A，粉体与硅烷水解物混合比例为：21~25:1 ; 2) 步骤1所得初混物A与粒度为325目的多羟基化合物和酸式铵盐共混加细研磨成 1250目的粉体B，混合比例为：初混物：酸式铵盐：多羟基化合物=10~18:1:2~4 ; 3) 共混物粉体B再与硅烷水解物进行第二次吸附接触，混合比例为：共混物粉体B:硅 烷水解物=13~18:1 ; 4) 步骤3所得混合物进入螺旋搅拌推进器被搅拌混匀加压，通过20目方孔筛挤压出棱 柱型粒状产品。
3. 根据权利要求1所述的一种用于防火阻燃涂料的改性滑石，其特征在于，所述的硅 烷水解物是采用甲基丙烯酰氧基硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷的一种或几种在pH值7. 2~ 9. 2,温度为40~60°C的水环境中，搅拌30~50分钟后的透明水溶物。
4. 根据权利要求1所述的一种用于防火阻燃涂料的改性滑石，其特征在于，所述的多 羟基化合物的羟基含量多40%，密度为I. 395g/cm3的白色结晶粉末，是季戊四醇、双季四 醇、三羟甲基丙烷的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的一种用于防火阻燃涂料的改性滑石，其特征在于，所述的酸 式铵盐的含磷量25~35%，含氮量10~20%的无定型白色粉末，是不同聚合度的多聚磷 酸铵的一种或几种。
6. 根据权利要求1所述的一种用于防火阻燃涂料的改性滑石，其特征在于，改性滑石 制得防火阻燃涂料在水相分散体中的固体份含量为70%时的黏度<1000 mpa?s，pH值 7. 2 ~9. 2。
【专利摘要】本发明涉及一种用于防火阻燃涂料的改性滑石，产品SBDY-1白度≥89％，分散体中滑石粒子的5微米细度含量≥50％，改性滑石占防火阻燃涂料的质量百分比为40～60％。改性滑石制造方法为选取烧失量在8～14％范围，滑石纯度在75％以上，具有天然片层结构的滑石原料经振荡清洗、远红外干燥、锤击破碎、初研磨至325目，与硅烷水解物初混，初混物与同样目数的多羟基化合物和酸式铵盐共混加细研磨至1250目，共混物与硅烷水解物的二次吸附改性。螺旋推进搅拌均匀过20目方孔筛加压挤出棱柱型粒状产品。本发明具有亲水性强，易于水相分散；集脱水催化和发泡于一体，实现了防火涂料阻燃-消烟-增效的三效合一。
【IPC分类】C09C1-28, C09C3-12, C09C3-08, C09D5-18, C09D7-12, C09C3-06
【公开号】CN104693842
【申请号】CN201510067680
【发明人】李文祥, 宋宝祥, 齐颖, 宋立奇, 张志民
【申请人】辽宁艾海滑石有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月9日