【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于建筑防水材料，具體涉及一種阻燃型熱膨脹微球、防水卷材及其制備方法。
技術介紹
1、聚氯乙烯（pvc）防水卷材是一種性能優異的高分子防水材料，主要以聚氯乙烯樹脂、填料為原料，配合各類助劑生產而成，具有拉伸強度大、延伸率高、尺寸變化率小、低溫柔性好、耐根系滲透性強、使用壽命長等特點，且焊接牢固可靠、環保無污染。然而，傳統pvc防水卷材由于自重較大，給施工運輸帶來諸多不便。
2、現有技術中，也有一些減輕pvc防水卷材的手段，比如在制備防水卷材時，添加一定量的發泡劑，雖然能減輕防水卷材的重量，但也損害防水卷材的力學性能，卷材的阻燃性能也得不到改善。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有技術的不足，而提供一種適用于防水卷材的阻燃型熱膨脹微球，將該阻燃型熱膨脹微球應用到防水卷材中，不僅減輕防水卷材的重量，同時又能保持力學性能，并且還可以改善防水卷材的阻燃性。
2、為達到上述目的，本專利技術采取的技術方案為：
3、一種阻燃型熱膨脹微球，包括芯材及包覆在所述芯材外圍的外殼，所述芯材包含碳氫化合物和液態含磷阻燃劑，所述外殼為表面改性的丙烯酸酯類聚合物，所述丙烯酸酯類聚合物通過聚合單體聚合得到，所述外殼通過對所述丙烯酸酯類聚合物采用改性材料進行表面改性后得到；
4、所述聚合單體包括第一聚合單體和第二聚合單體，所述第一聚合單體為丙烯酸磷酸酯類單體，所述第二聚合單體為腈類單體、羧基類丙烯酸單體、甲基丙烯酸酯類單體中的至少一種；>
5、所述改性材料為有機成碳劑、無機碳材料和偶聯劑。
6、本專利技術中，通過偶聯劑將無機碳材料偶聯到丙烯酸酯類聚合物表面進行微球的表面修飾，能夠增加成碳效果，有效提高微球的阻燃性，同時又利用有機成碳劑進行微球表面修飾，能夠有效提高微球與樹脂的相容性，改善微球應用到防水卷材中時，微球在樹脂中的分散性，在降低防水卷材自重的同時有助于防水卷材保持良好的力學性能及賦予防水卷材一定的阻燃性。
7、根據本專利技術的一些實施方面，所述有機成碳劑和無機碳材料的投料質量比為1:0.5~1.5。
8、在一些具體實施方式中，所述有機成碳劑為有機磷系成碳劑、熱塑性酚醛樹脂成炭劑、聚酰胺成炭劑、三嗪類衍生物成炭劑和超支化大分子阻燃型成炭劑中的一種或幾種的組合。
9、在一些具體實施方式中，所述無機碳材料為納米碳材料，所述納米碳材料為碳納米管、石墨烯、納米碳球中的一種或幾種的組合。
10、在一些具體實施方式中，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑。具體如γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種的組合。
11、根據本專利技術的一些實施方面，所述第一聚合單體和第二聚合單體的投料質量比為30~50:50~100。
12、在一些具體實施方式中，所述丙烯酸磷酸酯類單體為丙烯酸單磷酸酯、丙烯酸二磷酸酯、甲基丙烯酸單磷酸酯、甲基丙烯酸二磷酸酯、丙烯酸五溴芐酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一種或幾種的組合。
13、在一些具體實施方式中，所述腈類單體為丙烯腈、甲基丙烯腈、氯丙烯腈、乙氧基丙烯腈中的一種或幾種的組合。
14、在一些具體實施方式中，所述羧基類丙烯酸單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、馬來酸、馬來酸單乙酯、馬來酸單丁酯中的一種或幾種的組合。
15、在一些具體實施方式中，所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苯甲酯中的一種或幾種的組合。
16、在一些具體實施方式中，所述腈類單體、羧基類丙烯酸單體、甲基丙烯酸酯類單體的投料質量比為50-100:5-15:20-50。
17、根據本專利技術的一些實施方面，所述碳氫化合物為沸點60℃以上的碳氫化合物。進一步地，所述碳氫化合物為正己烷、正庚烷、異辛烷、正辛烷中的一種或幾種的組合。
18、在一些具體實施方式中，所述液態含磷阻燃劑為磷酸三丁酯、甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸三（丁氧基乙基）酯、雙酚a-雙(二苯基磷酸酯)和間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)的一種或幾種的組合。
19、在一些具體實施方式中，所述第一聚合單體、碳氫化合物與液態含磷阻燃劑的投料質量比為30~50:30~50:5~30。
20、在一些具體實施方式中，所述阻燃型熱膨脹微球的粒徑為30~80μm。
21、根據本專利技術的一些實施方面，所述阻燃型熱膨脹微球采用懸浮聚合制備得到。
22、根據本專利技術的一些實施方面，所述阻燃型熱膨脹微球還包括分散在所述芯材和/或外殼中的水分散性無鹵阻燃劑。
23、在一些具體實施方式中，所述水分散性無鹵阻燃劑為氫氧化鎂、水合氫氧化鎂、氫氧化鋁、水合氫氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂中的一種或幾種的組合。一定量水分散性無鹵阻燃劑的加入具有一定的抑煙性。
24、在一些具體實施方式中，所述水分散性無鹵阻燃劑與液態含磷阻燃劑的投料質量比為5~20:5~30。
25、在一些具體實施方式中，按重量份計，所述阻燃型熱膨脹微球的原料配方包括：
26、碳氫化合物???????????30~50份；
27、第一聚合單體?????????30~50份；
28、第二聚合單體?????????50~100份；
29、水分散性無鹵阻燃劑???5~20份；
30、液態含磷阻燃劑???????5~30份。
31、本專利技術采取的第二種技術方案：一種上述所述的阻燃型熱膨脹微球的制備方法，包括以下步驟：
32、（1）將水、水分散性無鹵阻燃劑、電解質和乳化劑混合均勻，得到水相分散液；
33、（2）將第一聚合單體、第二聚合單體、引發劑、碳氫化合物和液體含磷阻燃劑混合均勻，得到油相分散液；
34、（3）攪拌條件下，將所述油相分散液加入水相分散液中，得到預懸浮液，然后在惰性氣體條件下聚合反應，得到表面未改性的微球；
35、（4）將所述表面未改性的微球分散在改性材料的分散液中，得到所述阻燃型熱膨脹微球。
36、在一些具體實施方式中，步驟（1）中，所述水的用量為300~500份，所述電解質的用量為50~100份，所述乳化劑的用量為0.3~3份；步驟（2）中，所述引發劑的用量為1~5份。
37、進一步地，所述電解質為氯化鈉等；所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉、聚乙烯醇等中的一種或幾種的組合。
38、在一些具體實施方式中，步驟（3）中，所述聚合反應在壓力1.5~1.8mpa、溫度65~80℃下進行，所述聚合反應時間為12~24?h。
39、在一些具體實施方式中，步驟（4）中，所述改性材料的分散液包含所述改性材料和分散介質，所述分散介質為醇類溶劑，具體如甲醇、乙醇中的一種或幾種的組合。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種阻燃型熱膨脹微球，包括芯材及包覆在所述芯材外圍的外殼，所述芯材包含碳氫化合物和液態含磷阻燃劑，其特征在于：所述外殼為表面改性的丙烯酸酯類聚合物，所述丙烯酸酯類聚合物通過聚合單體聚合得到，所述外殼通過對所述丙烯酸酯類聚合物采用改性材料進行表面改性后得到；
2.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述有機成碳劑和無機碳材料的投料質量比為1:0.5~1.5。
3.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述有機成碳劑為有機磷系成碳劑、熱塑性酚醛樹脂成炭劑、聚酰胺成炭劑、三嗪類衍生物成炭劑和超支化大分子阻燃型成炭劑中的一種或幾種的組合；和/或，
4.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述第一聚合單體和第二聚合單體的投料質量比為30~50:50~100。
5.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述丙烯酸磷酸酯類單體為丙烯酸單磷酸酯、丙烯酸二磷酸酯、甲基丙烯酸單磷酸酯、甲基丙烯酸二磷酸酯、丙烯酸五溴芐酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一種或幾種的組合；和/
6.根據權利要求1或5所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述腈類單體為丙烯腈、甲基丙烯腈、氯丙烯腈、乙氧基丙烯腈中的一種或幾種的組合；和/或，
7.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述碳氫化合物為沸點60℃以上的碳氫化合物；和/或，
8.根據權利要求1~5、7中任一項所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述阻燃型熱膨脹微球的粒徑為30~80μm。
9.根據權利要求1~5、7中任一項所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述阻燃型熱膨脹微球采用懸浮聚合制備得到；和/或，所述阻燃型熱膨脹微球還包括分散在所述芯材和/或外殼中的水分散性無鹵阻燃劑。
10.根據權利要求9所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述水分散性無鹵阻燃劑為氫氧化鎂、水合氫氧化鎂、氫氧化鋁、水合氫氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂中的一種或幾種的組合；和/或，所述水分散性無鹵阻燃劑與液態含磷阻燃劑的投料質量比為5~20:5~30。
11.一種權利要求1~8中任一項所述的阻燃型熱膨脹微球的制備方法，其特征在于，所述阻燃型熱膨脹微球還包括分散在所述芯材和/或外殼中的水分散性無鹵阻燃劑，所述制備方法包括以下步驟：
12.根據權利要求11所述的阻燃型熱膨脹微球的制備方法，其特征在于：步驟（4）中，所述改性材料的分散液包含所述改性材料和分散介質，所述分散介質為醇類溶劑；和/或，
13.一種防水卷材，包括依次層疊設置的第一樹脂層和第二樹脂層，其特征在于：所述第一樹脂層或第二樹脂層中添加有熱膨脹微球，所述熱膨脹微球為權利要求1~10中任一項所述的阻燃型熱膨脹微球或權利要求11~12中任一項所述的阻燃型熱膨脹微球的制備方法制備得到的阻燃型熱膨脹微球。
14.根據權利要求13所述的防水卷材，其特征在于：所述熱膨脹微球的投料質量為所述第一樹脂層或第二樹脂層的原料總質量的0.5~1%；和/或，所述第一樹脂層、第二樹脂層分別為PVC樹脂層。
15.根據權利要求14所述的防水卷材，其特征在于：所述第一樹脂層的原料包含PVC樹脂、增塑劑和填料；
16.根據權利要求15所述的防水卷材，其特征在于：按重量份計，所述第一樹脂層、第二樹脂層的原料配方分別獨立包括：
17.根據權利要求16所述的防水卷材，其特征在于：所述增塑劑為DOP、DINP、DOTP、環氧大豆油中的一種或幾種的組合；和/或，所述填料為鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、陶土中的一種或多種的組合；和/或，所述第一樹脂層、第二樹脂層的原料配方還包括2~6份助劑，所述助劑為熱穩定劑、抗紫外劑中的一種或幾種的組合。
18.一種權利要求13~17中任一項所述的防水卷材的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括使第一樹脂層的原料和第二樹脂層的原料分別熔融，共擠成型得到所述防水卷材。
...【技術特征摘要】
1.一種阻燃型熱膨脹微球，包括芯材及包覆在所述芯材外圍的外殼，所述芯材包含碳氫化合物和液態含磷阻燃劑，其特征在于：所述外殼為表面改性的丙烯酸酯類聚合物，所述丙烯酸酯類聚合物通過聚合單體聚合得到，所述外殼通過對所述丙烯酸酯類聚合物采用改性材料進行表面改性后得到；
2.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述有機成碳劑和無機碳材料的投料質量比為1:0.5~1.5。
3.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述有機成碳劑為有機磷系成碳劑、熱塑性酚醛樹脂成炭劑、聚酰胺成炭劑、三嗪類衍生物成炭劑和超支化大分子阻燃型成炭劑中的一種或幾種的組合；和/或，
4.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述第一聚合單體和第二聚合單體的投料質量比為30~50:50~100。
5.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述丙烯酸磷酸酯類單體為丙烯酸單磷酸酯、丙烯酸二磷酸酯、甲基丙烯酸單磷酸酯、甲基丙烯酸二磷酸酯、丙烯酸五溴芐酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一種或幾種的組合；和/或，
6.根據權利要求1或5所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述腈類單體為丙烯腈、甲基丙烯腈、氯丙烯腈、乙氧基丙烯腈中的一種或幾種的組合；和/或，
7.根據權利要求1所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述碳氫化合物為沸點60℃以上的碳氫化合物；和/或，
8.根據權利要求1~5、7中任一項所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述阻燃型熱膨脹微球的粒徑為30~80μm。
9.根據權利要求1~5、7中任一項所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述阻燃型熱膨脹微球采用懸浮聚合制備得到；和/或，所述阻燃型熱膨脹微球還包括分散在所述芯材和/或外殼中的水分散性無鹵阻燃劑。
10.根據權利要求9所述的阻燃型熱膨脹微球，其特征在于：所述水分散性無鹵阻燃劑為氫氧化鎂、水合氫氧化鎂...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙偉，陳洪進，季歆宇，
申請(專利權)人：江蘇凱倫建材股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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