一種用于防火阻燃涂料的改性滑石及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及滑石產(chǎn)品的制造和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于防火阻燃涂料的 改性滑石產(chǎn)品及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 滑石的化學(xué)名稱：水合硅酸鎂；分子式：3MgO? 4Si02 ?H20?；哂械陀捕?、高白 度、親油疏水、潤滑、以及類似高嶺土的片狀粒子形態(tài)等特性，在涂料業(yè)常用作功能填料使 用。
[0003] 用于涂料的滑石材料，通常是將滑石原料先經(jīng)過干法機械粉碎，再經(jīng)過粒度分級 工藝，制造出達(dá)到細(xì)度要求的粉狀產(chǎn)品。然而，這樣加工處理的粉狀產(chǎn)品，可以作為一般的 填料使用，但功能性單一，對于最終涂料產(chǎn)品的綜合性能的提高貢獻不大。為了提高滑石產(chǎn) 品的附加值，提高資源的綜合利用率，對滑石進行改性從而賦予其特殊性能，這方面的研宄 成為了當(dāng)前涂料用滑石改性工作的方向性標(biāo)志。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是利用現(xiàn)有滑石天然的片層結(jié)構(gòu)，通過多功能性粉體 共混和助劑化學(xué)接枝和鍵合方法對滑石進行改性。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] 一種用于防火阻燃涂料的改性滑石，改性滑石為白色棱柱型粒狀，其主要礦物成 份為多75%純度的天然滑石，各組分在產(chǎn)品中所占質(zhì)量百分比為：63~68%的滑石粉體， 4%~8%的多羥基化合物，15~20%的酸式銨鹽，6~10%的硅烷水解物，水份< 10% ;產(chǎn) 品SBDY-1白度多89%，分散體中滑石粒子的5微米細(xì)度含量多50%，改性滑石占防火阻燃 涂料的質(zhì)量百分比為40~60%。
[0007] 用于防火阻燃涂料的改性滑石制造方法，包括以下步驟：
[0008] 1)先將燒失量8~14%，滑石含量彡75 %天然片層結(jié)構(gòu)滑石原料，經(jīng)紅外線干 燥后通過錘擊破碎，使其成為直徑< 7cm的粒塊狀；經(jīng)輥壓、沖擊或球磨方式將其干磨至 < 325目細(xì)粉，該粉體與硅烷水解物初混得到初混物A，粉體與硅烷水解物混合比例為： 21 ~25:1 ;
[0009] 2)步驟1所得初混物A與粒度為325目的多羥基化合物和酸式銨鹽共混加細(xì) 研磨成1250目的共混物粉體B，混合比例為：初混物A:酸式銨鹽：多羥基化合物=10~ 18:1:2 ~4 ;
[0010] 3)共混物粉體B再與硅烷水解物進行第二次吸附接觸，混合比例為：共混物粉體B:硅烷水解物=13~18:1 ;
[0011] 4)步驟3所得混合物進入螺旋攪拌推進器被攪拌混勻加壓，通過20目方孔篩擠壓 出棱柱性粒狀產(chǎn)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、乙烯基硅烷的一種或 幾種在pH值7. 2~9. 2,溫度為40~60°C的水環(huán)境中，攪拌30~50分鐘后的透明水溶物。
[0013] 所述的多羥基化合物的羥基含量多40%，密度為1. 395g/cm3的白色結(jié)晶粉末，是 季戊四醇、雙季戊四醇、三羥甲基丙烷的一種或幾種。
[0014] 所述的酸式銨鹽的含磷量25~35%，含氮量10~20 %的無定型白色粉末，是不 同聚合度的多聚磷酸銨的一種或幾種。
[0015] 所述的改性滑石制得防火阻燃涂料在水相分散體中的固體份含量為70%時的黏 度彡lOOOmpa?s，PH值 7. 2 ~9. 2。
[0016] 本發(fā)明對滑石的改性分為三步，一是粗研磨后的粉體與硅烷水解物的初混包覆改 性；達(dá)到325目的滑石原料首先與硅烷水解物初混浸潤，硅烷水解物與滑石片層中的羥基 形成化學(xué)鍵合，從而實現(xiàn)對滑石產(chǎn)品改性的第一步-包覆改性；包覆改性賦予了滑石產(chǎn)品 更好的融合分散性和性質(zhì)保持性。
[0017] 二是包覆后的粉體與同樣目數(shù)的多羥基化合物和酸式銨鹽的共混研磨改性；上述 經(jīng)過包覆改性的滑石粉體與同樣325目的多羥基化合物晶體粉和酸式銨鹽粉末進行共混， 并通過氣流沖擊實現(xiàn)超細(xì)研磨，研磨細(xì)度達(dá)到1250目。通過研磨，幾種粉體得到更充分的 融合和粉碎，組分更均勻，從而實現(xiàn)了改性的第二步-共混改性；共混改性，達(dá)到了幾種粉 體的有效融合和綜合性能的提高，為未來改性滑石產(chǎn)品在涂料中的使用提供了防火性和耐 熱阻燃性。
[0018] 三是共混后的粉體經(jīng)硅烷水解物二次吸附浸潤改性；上述經(jīng)過共混改性后的超細(xì) 混合粉體經(jīng)硅烷水解物再次浸潤吸附，實現(xiàn)了第三步改性-再浸潤改性。經(jīng)過浸潤吸附和 攪拌混合，使幾種粉體分散更均勻，并經(jīng)過硅烷再次包覆形成一種微膠囊化的微觀均勻聚 集顆粒體，從而在未來阻燃防火中作用更均勻起效更顯著。
[0019]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 1.經(jīng)過擠壓成型的產(chǎn)品不僅可降低產(chǎn)品的包裝和運輸成本，減少對客戶生產(chǎn)環(huán)境 的粉塵污染，而且可進一步延長改性體壽命，有利于改性滑石產(chǎn)品性能的發(fā)揮。改性滑石 產(chǎn)品，具有親水性強，易于水相分散；集脫水催化和發(fā)泡于一體，實現(xiàn)了防火涂料阻燃-消 煙-增效的三效合一。
[0021] 2.經(jīng)過改性擠壓成型的改性滑石體，在防火涂料的配方和生產(chǎn)加工過程中使用方 法等同于常規(guī)粉料。由于施加了多重改性，因而粉體性能更加多元化。超細(xì)粒度的共混粉 體的綜合利用，顯著地提高了阻燃和消煙效果。在涂料粉刷干燥后，在受到火焰攻擊時，當(dāng) 溫度達(dá)到150度~300度時，其中的酸式銨鹽率先發(fā)生作用，分解出多元酸，并釋放出阻燃 氣體。這種阻燃?xì)怏w稀釋了氧氣濃度，起到了減少助燃劑的作用。隨著溫度的升高，這種多 元酸催化了多羥基化合物的脫水反應(yīng)。水的脫出進一步降低了受火面的溫度。同時脫水后 的多羥基化合物進一步碳化并在阻燃?xì)怏w的作用下發(fā)泡增厚成為隔熱層而降低了表面溫 度起到了阻火的作用。片層結(jié)構(gòu)的滑石，起到了隔離托付和包覆多羥基化合物和酸式銨鹽 的作用，當(dāng)被包覆物受熱分解時，滑石片層自然分離被覆在受熱表面上輔助了碳化層快速 成膜。這種碳化層膜迅速地降低了表面受熱溫度，同時有助于隔熱碳層致密結(jié)構(gòu)的形成。
[0022] 3.采用該改性滑石制得的防火阻燃涂料其阻燃性能明顯優(yōu)于采用常規(guī)滑石粉制 得的防火阻燃涂料。產(chǎn)品密度高，分散性好，制得的防火阻燃涂料與未經(jīng)改性滑石粉體制的 常規(guī)防火涂料相比，消煙阻燃效果更好?？山档桶嘿F阻燃劑的用量，從而降低了防火涂料的 成本。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明一種用于防火阻燃涂料的改性滑石制造方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明：
[0025] 以下實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。這些實施例僅是對本發(fā)明的最佳實施方案進 行描述，并不對本發(fā)明的范圍進行限制。
[0026] 一種用于防火阻燃涂料的改性滑石，改性滑石為白色棱柱型粒狀，其主要礦物成 份為多75%純度的天然滑石，各組分在產(chǎn)品中所占質(zhì)量百分比為：63~68%的滑石粉體， 4%~8 %的多羥基化合物，15~20 %的酸式銨鹽，6~10 %的硅烷水解物，水份< 10 % ;實 施示例組分組成見表1。
[0027] 表1 :實施示例組分組成
【主權(quán)項】
1. 一種用于防火阻燃涂料的改性滑石，其特征在于，改性滑石為白色棱柱型粒狀，其主 要礦物成份為多75%純度的天然滑石，各組分在產(chǎn)品中所占質(zhì)量百分比為：63~68%的 滑石粉體，4%~8%的多羥基化合物，15~20%的酸式銨鹽，6~10%的硅烷水解物，水份 彡10% ;產(chǎn)品SBDY-I白度彡89%，分散體中滑石粒子的5微米細(xì)度含量彡50%，改性滑石 占防火阻燃涂料的質(zhì)量百分比為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，包括以下步驟： 1) 先將燒失量8~14%，滑石含量多75%天然片層結(jié)構(gòu)滑石原料，經(jīng)紅外線干燥后通 過錘擊破碎，使其成為直徑< 7cm的粒塊狀；經(jīng)輥壓、沖擊或球磨方式將其干磨至< 325目 細(xì)粉，該粉體與硅烷水解物初混得到初混物A，粉體與硅烷水解物混合比例為：21~25:1 ; 2) 步驟1所得初混物A與粒度為325目的多羥基化合物和酸式銨鹽共混加細(xì)研磨成 1250目的粉體B，混合比例為：初混物：酸式銨鹽：多羥基化合物=10~18:1:2~4 ; 3) 共混物粉體B再與硅烷水解物進行第二次吸附接觸，混合比例為：共混物粉體B:硅 烷水解物=13~18:1 ; 4) 步驟3所得混合物進入螺旋攪拌推進器被攪拌混勻加壓，通過20目方孔篩擠壓出棱 柱型粒狀產(chǎn)品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種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、乙烯基硅烷的一種或幾種在pH值7. 2~ 9. 2,溫度為40~60°C的水環(huán)境中，攪拌30~50分鐘后的透明水溶物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于防火阻燃涂料的改性滑石，其特征在于，所述的多 羥基化合物的羥基含量多40%，密度為I. 395g/cm3的白色結(jié)晶粉末，是季戊四醇、雙季四 醇、三羥甲基丙烷的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于防火阻燃涂料的改性滑石，其特征在于，所述的酸 式銨鹽的含磷量25~35%，含氮量10~20%的無定型白色粉末，是不同聚合度的多聚磷 酸銨的一種或幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種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體中的固體份含量為70%時的黏度<1000 mpa?s，pH值 7. 2 ~9. 2。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于防火阻燃涂料的改性滑石，產(chǎn)品SBDY-1白度≥89％，分散體中滑石粒子的5微米細(xì)度含量≥50％，改性滑石占防火阻燃涂料的質(zhì)量百分比為40～60％。改性滑石制造方法為選取燒失量在8～14％范圍，滑石純度在75％以上，具有天然片層結(jié)構(gòu)的滑石原料經(jīng)振蕩清洗、遠(yuǎn)紅外干燥、錘擊破碎、初研磨至325目，與硅烷水解物初混，初混物與同樣目數(shù)的多羥基化合物和酸式銨鹽共混加細(xì)研磨至1250目，共混物與硅烷水解物的二次吸附改性。螺旋推進攪拌均勻過20目方孔篩加壓擠出棱柱型粒狀產(chǎn)品。本發(fā)明具有親水性強，易于水相分散；集脫水催化和發(fā)泡于一體，實現(xiàn)了防火涂料阻燃-消煙-增效的三效合一。
【IPC分類】C09C1-28, C09C3-12, C09C3-08, C09D5-18, C09D7-12, C09C3-06
【公開號】CN104693842
【申請?zhí)枴緾N201510067680
【發(fā)明人】李文祥, 宋寶祥, 齊穎, 宋立奇, 張志民
【申請人】遼寧艾?；邢薰?br>【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月9日