专利名称：一种阻燃抑烟型调湿功能涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种内墙涂料及其制备方法，具体地说是涉及一种阻燃抑烟型调湿功能涂料及其制备方法。
背景技术：
内墙涂料，是建筑室内装饰所需的、一类必不可少的建筑材料，它常涂覆于室内墙体、天花板、装饰木板、家具及钢结构件的表面。随着科技进步和人们生活水平的提高，人们对室内建筑环境的舒适度、空气质量和安全性的要求越来越高，于是建筑材料已逐渐开始向“复合化、多功能化、环境协调”的方向发展。与温度一样，空气湿度也是影响室内环境舒适度的重要环境参数之一。适宜的湿度环境(40% 60% RH)对人体健康、物品(食品、药品和文物等)保存及精密仪器的运行都具有十分重要的作用。调湿材料是一种能够随环境湿度的变化而自动吸收、放出潮湿水分，进而保持环境空间湿度相对恒定的材料(冉茂宇，日本对调湿材料的研究及应用，材料导报，2002，16(11) 42-44)。由于调湿过程的自动性和无能耗性，因而调湿材料在建筑、文物保护、包装等领域有着重要的应用前景。按化学成分，调湿材料可分成无机调湿材料(硅胶、无机盐、无机矿物等)、有机高分子调湿材料、生物质调湿材料和复合调湿材料等4大类。按产品形式，调湿材料可分为调湿板材(水泥板、石膏板)、调湿纸、调湿织物、调湿涂料、调湿剂等类型。防火安全或抗火灾能力，是室内建筑需要考虑的另外一个重要因素，因为它关系到生命的安全和财物的损失。由于涂料位于建筑室内的表面，因此涂料的抗阻燃能力是保证阻燃涂料下的基材不发生燃烧的前提条件。目前，常用的阻燃涂料多是由通过加入卤系阻燃剂而制成的，如紫外光固化阻燃涂料(余宗萍、杨军，紫外光固化阻燃涂料及其制备方法，中国专利，CN101781486A)和防水防腐蚀阻燃涂料(李梅、李志强、霍晓燕，一种飞机用防水防腐蚀阻燃涂料及其制备方法，中国专利，CN101665657)等。虽然卤系阻燃剂的阻燃效率高且适用性广，但其在燃烧过程中会生成大量的烟雾以及有毒、腐蚀性气体，进而造成 “二次灾害”。于是近年来人们一直致力于无机阻燃剂的研制与机理研究([1]汪关才、卢忠远、胡小平、张建华，无机阻燃剂的作用机理及研究现状，2007,21 ) 47-50； [2]张泽江、 冯良荣、邱发礼、兰彬，纳米无机阻燃剂的研究进展，化学进展，2004，16 (4) =508-515)，并初步开发出含金属氢氧化物的阻燃涂料(王昭、张先正、洪本飞，含有氢氧化镁的阻燃涂料， 中国专利，CN101148560)，但这类涂料存在氢氧化物含量高、耐热和力学性能低的缺点。为改善其力学性能、减少阻燃剂用量，又发展出利用有机物插层的层状硅酸盐作为无机纳米阻燃剂的纳米防火阻燃涂料(唐万雄、蓝方维、宋桂珍、周小勇，环保型水性纳米防火阻燃涂料及制备方法，中国专利，CN101280142)。调湿涂料，是在无机或有机成膜物、填料、助剂中加入调湿组分而制成的(吕维华，王荣民，何玉风，王博赞，郭俊峰，调湿涂料研究进展，涂料工业，2009，39 (2) 59-64)。 例如可在生石灰中加入卤盐而制成无机调湿涂料([1]古绪鹏，自动调节室内湿度的保健型涂料的研制，应用科技，2000，27 (6) 8-29； [2]李庆文，内墙涂料的制备方法，中国专利， CN16M050A)，但这类涂料的强度低，耐擦洗性欠佳；也可在有机高分子涂料中加入硅藻土、 海泡石、凹凸棒土、沸石粉、高岭土等一种或几种无机矿物调湿组分而制成，但此类调湿涂料的调湿性能仍有待提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阻燃抑烟型调湿功能涂料及其制备方法，从而使室内建筑用的涂料既具有阻燃抑烟的特性、又具有环境调湿功能，满足人们对室内建筑环境舒适度、空气质量和防火安全性的要求。本发明的目的通过下述技术方案予以实现本发明的技术方案，首先是通过反相悬浮聚合方法制备出具有高湿容量、调湿能力和阻燃特性的水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合材料组分；然后将插层复合材料组分加入到苯丙乳液、无机填料、助剂和水中，经充分搅拌混合、均勻分散后即可制成具有阻燃抑烟和调湿功能的内墙涂料。具体制备步骤如下步骤一水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合材料组分的制备(1)对水滑石进行有机改性，以增强其与有机聚合物之间的结合性。具体来说，可以将水滑石原料用去离子水漂洗静置池；按质量比3 2比例将水滑石和甲基丙烯磺酸钠溶于N，N’ - 二甲基乙酰胺有机溶剂中，并在加热至78°C条件下充分搅拌Mh。之后将反应液取出、抽滤、洗涤、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可获得有机改性水滑石。(2)配置反应单体溶液，具体来说，配置一定浓度的碱性溶液，然后缓慢滴入丙烯酸中，通过改变碱性溶液的加入量以获得不同中和度(60% 100%)的丙烯酸-丙烯酸钠溶液；再按照丙烯酸与丙烯酸钠之和与丙烯酰胺质量比例为(1 2) (13 1)将所需的丙烯酰胺加入到丙烯酸-丙烯酸钠溶液中，制得单体溶液；所述一定浓度的碱性溶液可以选择质量分数为25 %的NaOH水溶液、KOH水溶液。(3)通过反相悬浮聚合方法制备水滑石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)复合调湿材料，具体来说，将有机改性水滑石按一定的比例(单体溶液总质量的0. 5% 20%，即丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺的质量之和)加入到单体溶液中进行搅拌混合，并进行超声波震荡分散，使溶液乳化，作为水相；按水油体积比1 5的比例在反应容器中加入油相(例如环己烷)及分散剂(例如司班Span60、司班SpanSO，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的5% 30% )，并通入惰性气体以除去氧；将水相加入到反应容器中，并加入引发剂和交联剂，升温至引发温度引发聚合直至反应完毕即得到水滑石/(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分。其中所述引发剂选择水溶性过硫酸盐，例如过硫酸钾、过硫酸铵，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的-5%，优选-3%。所述交联剂选择N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的_5%，优选-3%。步骤二 阻燃抑烟型调湿功能涂料的制备(4)按重量百分比称取如下原料，并构成涂料的不同功能组分，其中以涂料总质量为100计，各个功能组分的重量百分比为A)成膜组分(10% 35% ) ；B)调湿阻燃组分(20% 40% ) ；C)无机填料组分(10% 25% ) ；D)助剂组分 (1% 5% ) ；E)水，20% ；35%。更具体地说，以涂料总质量为100计，各个功能组分的重量百分比为A)成膜组分苯丙乳液10% 35%，SPA-202消泡剂0. 2% 0. 5%，醇酯12 (成膜助剂)0. 5% 1. 5% ；B)调湿阻燃组分水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分2% 13%，硅藻土 5% 10%，海泡石5% 10%，水滑石10% 15% ；C)无机填料组分重质碳酸钙8% 15%，钛白粉5% 10% ；D)助剂组分SN-Wet991润湿剂 0.2% 0.5%，HT-5040分散剂0. 5% 1.3%，羧乙基纤维素(增稠剂)0. 2% 0. 5%， SPA-202 消泡剂 0. 2%~ 0. 5%，乙二醇(溶剂)0. 2%~ 0. 5% ；E)水，20% 35% 0(5)按配方的要求，将D组分中的润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、溶剂与E组分的水进行混合并充分搅拌均勻；然后在边搅拌边添加条件下依次缓慢加入B组分中插层复合调湿组分、硅藻土、海泡石、水滑石和C组分中的钛白粉和重质碳酸钙，充分搅拌10 20min 后再边搅拌边依次添加A组分中的苯丙乳液、消泡剂和成膜助剂；搅拌分散10 20min后即可得到涂料成品。水滑石或类水滑石是具有层状结构的双羟基阴离子粘土，可用Mg6Al2(OH) 16C03 ·4Η20表示。由于其结构和组成的特点，其受热分解时需要吸收大量的热量、释放出水和二氧化碳，因而能降低燃烧体系的温度、稀释与隔绝可燃气体并能吸附酸性有害气体。 与现有技术相比，本发明的有益效果在于，阻燃抑烟型调湿功能涂料既含有无机阻燃组分、 又含有调湿功能组分，因而使得涂覆该涂料的室内建筑兼有阻燃抑烟和环境调湿的双重功能，满足了人们对室内建筑环境舒适度、空气质量和防火安全性的要求。具体实验数据如下(1)湿容量高、调湿速率快将调湿涂料均勻涂覆在载玻片上，并放入到湿度为 93% RH的密闭空间中进行吸湿实验；之后再取出放入到20% RH的空间中进行放湿实验， 并利用精度为0. Img的FA1004N型电子分析天平称量吸放湿前后材料的质量变化，进而计算材料的吸放湿率。吸放湿实验结果表明，阻燃抑烟型调湿功能涂料在湿度93% RH环境中的吸湿率可达320g/kg ；在湿度20% RH环境中的放湿率可达^5g/kg，约为普通涂料的 4 6倍，且调湿时间仅需1 3小时。(2)良好的阻燃抑烟性能按GB15442. 2-1995和GB/T8627-1999中的要求，将阻燃抑烟型调湿功能涂料涂覆在厚度为5mm的五层胶合板上，进而依据大板燃烧法和烟密度试验方法测定了胶合板的燃烧时间和烟密度等级。实验结果表明，与普通涂料相比，涂覆阻燃抑烟型调湿功能涂料胶合板的燃烧时间延长了 30% 55%、而烟密度等级值减少了 20% 40%。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但本发明不限于这些具体的实施例。 所用的水滑石由江阴瑞法化工有限公司生产、粒度0. 2 0. 5 μ m ；苯丙乳液为广州双普贸易有限公司生产的7199型苯丙乳液；SPA-202消泡剂由卡瑞特(杭州)化工有限公司生产； 醇酯12由广州鑫日化工科技有限公司生产；硅藻土由吉林长白硅藻土有限公司生产、粒度为200目；海泡石为鞍美国贸实业开发有限公司生产、粒度为100目；重质碳酸钙由山东临沂雷德化工有限公司生产、粒度为400目；钛白粉由廊坊市奇彩颜料有限公司生产的锐钛型钛白粉、粒度为325目；SN-Wet991润湿剂由上海鸿涂实业有限公司提供；HT-5040分散剂由南通市晗泰化工有限公司生产。实施例1(1)将购置的水滑石原料用去离子水漂洗静置池；按质量比3 2比例将水滑石和甲基丙烯磺酸钠溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有机溶剂中，并在加热至78°C条件下充分搅拌 Mh。之后将反应液取出、抽滤、洗涤、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可获得有机改性水滑石。(2)配制质量分数为25 %的NaOH水溶液，在冰水浴条件下将计量NaOH溶液缓慢滴入丙烯酸中，获得70%中和度的丙烯酸-丙烯酸钠溶液；然后按丙烯酸和丙烯酸钠质量之和与丙烯酰胺的质量比1 1将丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得单体溶液。再将单体溶液质量2%的有机改性水滑石加入到单体溶液中进行搅拌混合，并之后超声波震荡40min， 使溶液乳化。C3)在装有搅拌装置的三口瓶中，按水油体积比1 5的比例加入环己烷及单体溶液质量5%的分散剂Span 60，通入氮气20min以除去氧气，并搅拌升温至40°C溶解。将超声震荡乳化后的单体和改性水滑石的溶液用玻璃棒缓慢导入三口瓶中，并加入单体溶液质量1 %的过硫酸钾作为引发剂和单体溶液质量1 %的交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺，搅拌IOmin后，缓慢升温至70°C、直至聚合反应完毕得到凝胶。将凝胶样品取出、100°C真空干燥2小时，之后研磨、过筛(100目)即可获得水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分。(4)按重量百分比称取如下原料，并构成涂料的不同功能组分。A)成膜组分苯丙乳液25g，SPA-202消泡剂0. 2g，醇酯12 (成膜助剂)0. 5g ；B)调湿阻燃组分水滑石/聚 (丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分2g，硅藻土 10g，海泡石5g，水滑石IOg ；C)无机填料组分重质碳酸钙10g，钛白粉5g ；D)助剂组分SN-Wet991润湿剂0. 2g，HT_5040分散剂0. 5g，羧乙基纤维素(增稠剂)0. 2g，SPA-202消泡剂0. 2g，乙二醇(溶剂)0. 2g ；Ε)水， 31g。(5)按配方的要求，将D组分中的润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、溶剂与E组分的水进行混合并充分搅拌均勻；然后在边搅拌边添加条件下依次缓慢加入B组分中插层复合调湿组分、硅藻土、海泡石、水滑石和C组分中的钛白粉和重质碳酸钙，充分搅拌10 20min 后再边搅拌边依次添加A组分中的苯丙乳液、消泡剂和成膜助剂；搅拌分散10 20min后即可得到涂料成品。实施例2(1)将购置的水滑石原料用去离子水漂洗静置池；按质量比3 2比例将水滑石和甲基丙烯磺酸钠溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有机溶剂中，并在加热至78°C条件下充分搅拌 Mh。之后将反应液取出、抽滤、洗涤、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可获得有机改性水滑石。(2)配制质量分数为25 %的NaOH水溶液，在冰水浴条件下将计量NaOH溶液缓慢滴入丙烯酸中，获得80%中和度的丙烯酸-丙烯酸钠溶液；然后按丙烯酸和丙烯酸钠之和与丙烯酰胺质量比为5 1的比例将丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得单体溶液。再将单体溶液质量4%的有机改性水滑石加入到单体溶液中进行搅拌混合，之后超声波震荡40min， 使溶液乳化。C3)在装有搅拌装置的三口瓶中，按水油体积比1 5的比例加入环己烷及单体溶液质量10%的分散剂Span 60，通入氮气20min以除去氧气，并搅拌升温至40°C溶解。将超声震荡乳化后的单体和改性水滑石的溶液用玻璃棒缓慢导入三口瓶中，并加入单体质量
的过硫酸钾作为引发剂和单体溶液质量的交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺，搅拌 IOmin后，缓慢升温至70°C、直至聚合反应完毕得到凝胶。将凝胶样品取出、100°C真空干燥 2小时，之后研磨、过筛(100目)即可获得水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分。(4)按重量百分比称取如下原料，并构成涂料的不同功能组分。A)成膜组分苯丙乳液25g，SPA-202消泡剂0. 2g，醇酯12 (成膜助剂)0. 5g ；B)调湿阻燃组分水滑石/聚 (丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分4g，硅藻土 8g，海泡石8g，水滑石IOg ;C)无机填料组分重质碳酸钙10g，钛白粉5g ；D)助剂组分SN-Wet991润湿剂0. 3g，HT_5040分散剂0. 6g，羧乙基纤维素(增稠剂)0. 3g，SPA-202消泡剂0. 3g，乙二醇(溶剂)0. 3g ；Ε)水， 27. 5go(5)按配方的要求，将D组分中的润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、溶剂与E组分的水进行混合并充分搅拌均勻；然后在边搅拌边添加条件下依次缓慢加入B组分中插层复合调湿组分、硅藻土、海泡石、水滑石和C组分中的钛白粉和重质碳酸钙，充分搅拌10 20min 后再边搅拌边依次添加A组分中的苯丙乳液、消泡剂和成膜助剂；搅拌分散10 20min后即可得到涂料成品。实施例3(1)将购置的水滑石原料用去离子水漂洗静置池；按质量比3 2比例将水滑石和甲基丙烯磺酸钠溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有机溶剂中，并在加热至78°C条件下充分搅拌 Mh。之后将反应液取出、抽滤、洗涤、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可获得有机改性水滑石。(2)配制质量分数为25 %的NaOH水溶液，在冰水浴条件下将计量NaOH溶液缓慢滴入丙烯酸中，获得90%中和度的丙烯酸-丙烯酸钠溶液；然后按丙烯酸和丙烯酸钠之和与丙烯酰胺9 1的质量比将丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得单体溶液。再将单体溶液质量8 %的有机改性水滑石加入到单体溶液中进行搅拌混合，之后超声波震荡40min，使溶液乳化。C3)在装有搅拌装置的三口瓶中，按水油体积比1 5的比例加入环己烷及单体溶液质量15%的分散剂Span 60，通入氮气20min以除去氧气，并搅拌升温至40°C溶解。将超声震荡乳化后的单体和改性水滑石的溶液用玻璃棒缓慢导入三口瓶中，并加入单体溶液质量的过硫酸钾作为引发剂和单体溶液质量的交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺， 搅拌IOmin后，缓慢升温至70°C、直至聚合反应完毕得到凝胶。将凝胶样品取出、100°C真空干燥2小时，之后研磨、过筛(100目)即可获得水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分。(4)按重量百分比称取如下原料，并构成涂料的不同功能组分。A)成膜组分苯丙乳液15g，SPA-202消泡剂0. 2g，醇酯12(成膜助剂)0. 5g ；B)调湿阻燃组分水滑石/聚 (丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分8g，硅藻土 10g，海泡石8g，水滑石12g ；C)无机填料组分重质碳酸钙10g，钛白粉8g ；D)助剂组分SN-Wet991润湿剂0. 5g，HT_5040分散剂1. 0g，羧乙基纤维素(增稠剂)0. 5g，SPA-202消泡剂0. 5g，乙二醇(溶剂)0. 5g ；Ε)水， 25. 3g0(5)按配方的要求，将D组分中的润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、溶剂与E组分的水进行混合并充分搅拌均勻；然后在边搅拌边添加条件下依次缓慢加入B组分中插层复合调湿组分、硅藻土、海泡石、水滑石和C组分中的钛白粉和重质碳酸钙，充分搅拌10 20min 后再边搅拌边依次添加A组分中的苯丙乳液、消泡剂和成膜助剂；搅拌分散10 20min后即可得到涂料成品。实施例4(1)将购置的水滑石原料用去离子水漂洗静置池；按质量比3 2比例将水滑石和甲基丙烯磺酸钠溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有机溶剂中，并在加热至78°C条件下充分搅拌 Mh。之后将反应液取出、抽滤、洗涤、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可获得有机改性水滑石。(2)配制质量分数为25 %的NaOH水溶液，在冰水浴条件下将计量NaOH溶液缓慢滴入丙烯酸中，获得100%中和度的丙烯酸钠溶液；然后按丙烯酸钠和丙烯酰胺13 1的质量比例将丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得单体溶液。再将单体溶液质量10%的有机改性水滑石加入到单体溶液中进行搅拌混合，之后超声波震荡40min，使溶液乳化。C3)在装有搅拌装置的三口瓶中，按水油体积比1 5的比例加入环己烷及单体溶液质量20%的分散剂Span 60，通入氮气20min以除去氧气，并搅拌升温至40°C溶解。将超声震荡乳化后的单体和改性水滑石的溶液用玻璃棒缓慢导入三口瓶中，并加入单体溶液质量的过硫酸钾作为引发剂和单体溶液质量的交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺，搅拌IOmin后，缓慢升温至70°C、直至聚合反应完毕得到凝胶。将凝胶样品取出、100°C真空干燥2小时，之后研磨、过筛(100目)即可获得水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分。(4)按重量百分比称取如下原料，并构成涂料的不同功能组分。A)成膜组分苯丙乳液30g, SPA-202消泡剂0. 5g，醇酯12 (成膜助剂)1. Og ；B)调湿阻燃组分水滑石/聚 (丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分10g，硅藻土 8g，海泡石4g，水滑石IOg ；C)无机填料组分重质碳酸钙8g，钛白粉5g ；D)助剂组分SN-Wet991润湿剂0. 5g，HT-5040分散剂1. 0g，羧乙基纤维素(增稠剂)0. 5g，SPA-202消泡剂0. 5g，乙二醇(溶剂)0. 5g ；Ε)水， 20. 5g0(5)按配方的要求，将D组分中的润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、溶剂与E组分的水进行混合并充分搅拌均勻；然后在边搅拌边添加条件下依次缓慢加入B组分中插层复合调湿组分、硅藻土、海泡石、水滑石和C组分中的钛白粉和重质碳酸钙，充分搅拌10 20min 后再边搅拌边依次添加A组分中的苯丙乳液、消泡剂和成膜助剂；搅拌分散10 20min后即可得到涂料成品。实施例5(1)将购置的水滑石原料用去离子水漂洗静置池；按质量比3 2比例将水滑石和甲基丙烯磺酸钠溶于N，N’_ 二甲基乙酰胺有机溶剂中，并在加热至78°C条件下充分搅拌 Mh。之后将反应液取出、抽滤、洗涤、70°C下真空干燥Mh，研磨粉碎后即可获得有机改性水滑石。(2)配制质量分数为25 %的NaOH水溶液，在冰水浴条件下将计量NaOH溶液缓慢滴入丙烯酸中，获得90%中和度的丙烯酸钠溶液；然后按丙烯酸钠和丙烯酸之和与丙烯酰胺9 1的质量比例将丙烯酰胺加入到上述溶液中，制得单体溶液。再将单体溶液质量4% 的有机改性水滑石加入到单体溶液中进行搅拌混合，之后超声波震荡40min，使溶液乳化。(3)在装有搅拌装置的三口瓶中，按水油体积比1 5的比例加入环己烷及单体溶液质量15%的分散剂Span 60，通入氮气20min以除去氧气，并搅拌升温至40°C溶解。将超声震荡乳化后的单体和改性水滑石的溶液用玻璃棒缓慢导入三口瓶中，并加入单体溶液质量的过硫酸钾作为引发剂和单体溶液质量的交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺，搅拌IOmin后，缓慢升温至70°C、直至聚合反应完毕得到凝胶。将凝胶样品取出、100°C真空干燥2小时，之后研磨、过筛(100目)即可获得水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分。(4)按重量百分比称取如下原料，并构成涂料的不同功能组分。A)成膜组分苯丙乳液20g，SPA-202消泡剂0. 5g，醇酯12 (成膜助剂)0. Sg ；B)调湿阻燃组分水滑石/聚 (丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分10g，硅藻土 8g，海泡石6g，水滑石IOg ；C)无机填料组分重质碳酸钙10g，钛白粉7g ；D)助剂组分SN-Wet991润湿剂0. 5g，HT_5040分散剂1. 0g，羧乙基纤维素(增稠剂)0. 5g，SPA-202消泡剂0. 5g，乙二醇(溶剂)0. 5g ；Ε)水， 24. 7g。(5)按配方的要求，将D组分中的润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、溶剂与E组分的水进行混合并充分搅拌均勻；然后在边搅拌边添加条件下依次缓慢加入B组分中插层复合调湿组分、硅藻土、海泡石、水滑石和C组分中的钛白粉和重质碳酸钙，充分搅拌10 20min 后再边搅拌边依次添加A组分中的苯丙乳液、消泡剂和成膜助剂；搅拌分散10 20min后即可得到涂料成品。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种阻燃抑烟型调湿功能涂料，其特征在于，按照下述步骤进行制备(1)对水滑石进行有机改性，以增强其与有机聚合物之间的结合性(2)配置反应单体溶液(3)通过反相悬浮聚合方法制备水滑石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)复合调湿材料(4)按重量百分比称取如下原料，并构成涂料的不同功能组分，其中A)成膜组分 10% 35% ；B)调湿阻燃组分20% 40% ；C)无机填料组分10% 25% ；D)助剂组分 5% ；E)水，20% 35%(5)按配方的要求，将D组分中的润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、溶剂与E组分的水进行混合并充分搅拌均勻；然后在边搅拌边添加条件下依次缓慢加入B组分中插层复合调湿组分、硅藻土、海泡石、水滑石和C组分中的钛白粉和重质碳酸钙，充分搅拌后再边搅拌边依次添加A组分中的苯丙乳液、消泡剂和成膜助剂；搅拌分散后即可得到涂料成品。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃抑烟型调湿功能涂料，其特征在于，所述步骤(2) 中，配置一定浓度的碱性溶液，然后缓慢滴入丙烯酸中，通过改变碱性溶液的加入量以获得不同中和度的丙烯酸-丙烯酸钠溶液；再按照丙烯酸与丙烯酸钠之和与丙烯酰胺质量比例为(1 2) (13 1)将所需的丙烯酰胺加入到丙烯酸-丙烯酸钠溶液中，制得单体溶液； 所述一定浓度的碱性溶液可以选择质量分数为25%的NaOH水溶液、KOH水溶液。
3.根据权利要求2所述的一种阻燃抑烟型调湿功能涂料，其特征在于，所述步骤(2) 中，丙烯酸-丙烯酸钠溶液的中和度为60 % 100 %。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃抑烟型调湿功能涂料，其特征在于，所述步骤(3) 中，将有机改性水滑石按单体溶液总质量的0. 5% 20%加入到单体溶液中进行搅拌混合，并进行超声波震荡分散，使溶液乳化，作为水相；按水油体积比1 5的比例在反应容器中加入油相及分散剂，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的5% 30%，并通入惰性气体以除去氧；将水相加入到反应容器中，并加入引发剂和交联剂，升温至引发温度引发聚合直至反应完毕即得到水滑石/(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃抑烟型调湿功能涂料，其特征在于，所述步骤(3) 中，所述引发剂选择水溶性过硫酸盐，例如过硫酸钾、过硫酸铵，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的_5%，优选-3% ；所述交联剂选择N， N’ -亚甲基双丙烯酰胺，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的 -5%，优选 -3%。
6.一种制备阻燃抑烟型调湿功能涂料的方法，其特征在于，按照下述步骤进行(1)对水滑石进行有机改性，以增强其与有机聚合物之间的结合性(2)配置反应单体溶液(3)通过反相悬浮聚合方法制备水滑石/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)复合调湿材料(4)按重量百分比称取如下原料，并构成涂料的不同功能组分，其中A)成膜组分 10% 35% ；B)调湿阻燃组分20% 40% ；C)无机填料组分10% 25% ；D)助剂组分 5% ；E)水，20% 35%(5)按配方的要求，将D组分中的润湿剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、溶剂与E组分的水进行混合并充分搅拌均勻；然后在边搅拌边添加条件下依次缓慢加入B组分中插层复合调湿组分、硅藻土、海泡石、水滑石和C组分中的钛白粉和重质碳酸钙，充分搅拌后再边搅拌边依次添加A组分中的苯丙乳液、消泡剂和成膜助剂；搅拌分散后即可得到涂料成品。
7.根据权利要求6所述的一种阻燃抑烟型调湿功能涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤O)中，配置一定浓度的碱性溶液，然后缓慢滴入丙烯酸中，通过改变碱性溶液的加入量以获得不同中和度的丙烯酸-丙烯酸钠溶液；再按照丙烯酸与丙烯酸钠之和与丙烯酰胺质量比例为(1 2) (13 1)将所需的丙烯酰胺加入到丙烯酸-丙烯酸钠溶液中，制得单体溶液；所述一定浓度的碱性溶液可以选择质量分数为25%的NaOH水溶液、KOH水溶液，所述丙烯酸-丙烯酸钠溶液的中和度为60% 100%。
8.根据权利要求6所述的一种阻燃抑烟型调湿功能涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将有机改性水滑石按单体溶液总质量的0.5% 20%加入到单体溶液中进行搅拌混合，并进行超声波震荡分散，使溶液乳化，作为水相；按水油体积比1 5的比例在反应容器中加入油相及分散剂，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的5% 30%，并通入惰性气体以除去氧；将水相加入到反应容器中，并加入引发剂和交联剂，升温至引发温度引发聚合直至反应完毕即得到水滑石/(丙烯酸钠-丙烯酰胺) 插层复合调湿组分。
9.根据权利要求8所述的一种阻燃抑烟型调湿功能涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述引发剂选择水溶性过硫酸盐，例如过硫酸钾、过硫酸铵，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的_5%，优选-3%;所述交联剂选择N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺，其加入量为由丙烯酸-丙烯酸钠和丙烯酰胺组成的单体溶液质量的_5%，优选-3%
10.根据权利要求6所述的一种阻燃抑烟型调湿功能涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤中，以涂料总质量为100计，各个功能组分的重量百分比为A)成膜组分苯丙乳液10 % ；35 %，SPA-202消泡剂0. 2 % 0. 5 %，醇酯12 (成膜助)0. 5% 1. 5% ;B)调湿阻燃组分水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合调湿组分2% 13%，硅藻土 5% 10%，海泡石5% 10%，水滑石10% 15% ;C)无机填料组分重质碳酸钙8% 15%，钛白粉5% 10%;D)助剂组分SN-Wet991润湿剂0. 2% 0.5%，HT-5040分散剂0. 5 % 1. 3 %，羧乙基纤维素(增稠剂)0. 2 % 0. 5 %，SPA-202消泡剂 0. 2% 0. 5%，乙二醇(溶剂)0· 2% 0. 5% ；E)水，20% ；35%。
全文摘要
本发明公开了一种阻燃抑烟型调湿功能涂料及其制备方法，首先是通过反相悬浮聚合方法制备出具有高湿容量、调湿能力和阻燃特性的水滑石/聚(丙烯酸钠-丙烯酰胺)插层复合材料组分；然后将插层复合材料组分加入到苯丙乳液、无机填料、助剂和水中，经充分搅拌混合、均匀分散后即可制成具有阻燃抑烟和调湿功能的内墙涂料。本发明的技术方案使室内建筑用的涂料既具有阻燃抑烟的特性、又具有环境调湿功能，满足人们对室内建筑环境舒适度、空气质量和防火安全性的要求。
文档编号C09D125/14GK102408791SQ20111025115
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者任曙凭, 张梦龙, 王吉会, 董飞 申请人:天津大学