一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺的制作方法

本发明涉及化工涂料，更具体地说，它涉及一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺。

背景技术：

1、膨胀型防火涂料以聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺为膨胀阻燃体系的基础骨架，氯化烷烃因兼具阻燃与增塑效果而被广泛引入该膨胀阻燃体系，用于辅助阻燃并改善涂膜的发泡炭化性能。氯化烷烃在户外服役环境中需长期承受紫外光照射、高温及氧气的协同作用，是膨胀型防火涂料耐候性能的关键影响因素之一。

2、现有技术中，针对氯化烷烃在涂料体系中的降解变色问题，通常采用单一稳定剂对氯化烷烃进行改性处理，以期抑制其在服役过程中的脱氯降解。

3、然而，单一稳定剂存在热稳定效率低、紫外防护覆盖波段不足、与涂料体系相容性差等缺陷，无法同时覆盖光引发、热促进和自由基链式传递等多条降解路径；氯化烷烃分子结构中所含的不稳定碳氯键在上述多重因素协同作用下极易发生均裂，引发自由基链式氧化降解反应并释放氯化氢气体，导致涂膜在长周期户外使用后出现色泽逐渐加深、黄变明显及色差增大的技术问题，同时降解产物对涂料基体树脂的附着力和膨胀炭化层的完整性均产生负面影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，解决氯化烷烃在膨胀型防火涂料体系中因热稳定性不足和光氧化降解而导致的黄变及耐候性劣化问题。

2、本公开至少一实施例提供一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，所述稳定工艺包括：制备高效复合稳定剂的步骤、制备氯化烷烃基料的步骤、将氯化烷烃基料与高效复合稳定剂复配得到稳定化氯化烷烃的步骤，以及将稳定化氯化烷烃添加至膨胀型防火涂料配方体系中制备膨胀型防火涂料的步骤。

3、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，制备高效复合稳定剂的步骤包括：将乙二醇缩水甘油醚、甲基锡硫醇盐热稳定剂、亚磷酸三苯酯、环氧大豆油、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮及四丙酸季戊四醇酯在60～80℃下搅拌混合20～40分钟；各组分质量份为：乙二醇缩水甘油醚2～5份，甲基锡硫醇盐热稳定剂1～3份，亚磷酸三苯酯1～3份，环氧大豆油3～8份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.5～2份，四丙酸季戊四醇酯0.5～1.5份。

4、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，制备高效复合稳定剂时各组分质量份为：乙二醇缩水甘油醚3份，甲基锡硫醇盐热稳定剂2份，亚磷酸三苯酯2份，环氧大豆油5份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮1份，四丙酸季戊四醇酯1份。

5、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，制备高效复合稳定剂时各组分的加料顺序为：先将环氧大豆油与乙二醇缩水甘油醚在60℃下预混均匀，再依次加入亚磷酸三苯酯、四丙酸季戊四醇酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，待上述组分充分溶解后最后加入甲基锡硫醇盐热稳定剂，混合温度控制在60～70℃。

6、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，制备氯化烷烃基料的步骤包括：将直链烷烃原料与分散剂加入氯化反应釜中，通入干燥氯气按梯度升温程序进行氯化反应，经脱酸、水洗和干燥后得到氯含量68%～72%的氯化烷烃基料；所述梯度升温程序包括三个阶段：第一阶段在60～70℃条件下通入氯气反应1～2小时；第二阶段将反应温度升至75～85℃，继续通入氯气反应1.5～3小时；第三阶段将反应温度升至85～95℃，继续通入氯气反应1.5～3小时；全程反应时间控制在4～8小时。

7、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，第一阶段至第二阶段及第二阶段至第三阶段之间的升温速率均控制在1～3℃/min；所述分散剂为十二烷基硫酸钠，加入量为直链烷烃原料质量的0.1%～0.5%。

8、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，第三阶段反应结束后，在85～90℃条件下向反应体系中通入干燥氮气吹扫15～30分钟，随后依次经质量分数5%～10%的碳酸钠水溶液中和脱酸至体系ph为7.0～8.0、去离子水水洗至洗涤液ph为6.5～7.5、80～100℃鼓风干燥2～4小时。

9、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，所得氯化烷烃基料为基础碳链长度c14～c17的直链烷烃氯化物，粘度为500～3000 mpa·s，热分解起始温度不低于180℃。

10、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，将氯化烷烃基料与高效复合稳定剂复配时，二者质量比为100∶0.5～2，在60～80℃下搅拌混合30～60分钟；进一步地，氯化烷烃基料与高效复合稳定剂的质量比为100∶1.5，搅拌温度为75℃，搅拌时间为60分钟，复配操作在纯度不低于99.9%的氮气保护下进行。

11、例如，在本公开至少一实施例提供的稳定工艺中，制备膨胀型防火涂料的步骤中，稳定化氯化烷烃按质量百分数15%～25%被添加至膨胀型防火涂料配方体系中，在不超过150℃的加工温度下制备得到膨胀型防火涂料；所述配方体系中各组分的质量份为：聚磷酸铵18～25份，季戊四醇8～15份，三聚氰胺8～15份，稳定化氯化烷烃15～25份，金红石型钛白粉3～7份，水15～22份，其余为涂料成膜树脂及助剂。

12、本公开至少一实施例还提供一种膨胀型防火涂料，所述膨胀型防火涂料由本公开任一实施例所述的耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺制备得到。

13、本发明通过将乙二醇缩水甘油醚与环氧大豆油中的环氧基团作为氯化氢捕获剂、甲基锡硫醇盐热稳定剂作为不稳定碳氯键的置换稳定剂、亚磷酸三苯酯作为甲基锡硫醇盐热稳定剂的再生协效剂，并辅以2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮对紫外光引发降解的源头抑制和四[-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯对自由基链式反应的终止作用，在氯化烷烃基体中形成了涵盖光稳定、热稳定和氧化稳定三重防护功能的高效复合稳定剂体系，解决了单一稳定剂无法在长周期服役条件下持续抑制氯化烷烃脱氯降解、导致防火涂料黄变和色差增大的技术问题，取得了在光照、热和氧气协同作用的服役环境下持续抑制氯化烷烃脱氯降解、从而抑制涂膜黄变和色差增大的技术效果；同时，通过在氯化烷烃制备阶段采用梯度升温氯化程序，降低了不稳定氯原子在分子结构中的比例，使所得氯化烷烃基料的热分解起始温度不低于180℃，相较于一步法恒温氯化工艺所得产品具有更高的热分解起始温度，为后续涂料加工和服役过程中的热安全性提供了更宽裕的温度窗口；此外，通过将稳定化氯化烷烃的添加量控制在15%～25%并将加工温度限制在150℃以下，在阻燃性能与颜色稳定性之间取得了平衡，避免了因过量添加导致分散不均匀而引起的局部降解变色。

1.一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，其特征在于，步骤一中各组分质量份为：乙二醇缩水甘油醚3份，甲基锡硫醇盐热稳定剂2份，亚磷酸三苯酯2份，环氧大豆油5份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮1份，四丙酸季戊四醇酯1份。

3.根据权利要求1所述的一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，其特征在于，步骤一中各组分的加料顺序为：先将环氧大豆油与乙二醇缩水甘油醚在60℃下预混均匀，再依次加入亚磷酸三苯酯、四丙酸季戊四醇酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，待上述组分充分溶解后最后加入甲基锡硫醇盐热稳定剂，混合温度控制在60～70℃。

4.根据权利要求1所述的一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，其特征在于，步骤二中所述梯度升温程序包括三个阶段：第一阶段在60～70℃条件下通入氯气反应1～2小时；第二阶段将反应温度升至75～85℃，继续通入氯气反应1.5～3小时；第三阶段将反应温度升至85～95℃，继续通入氯气反应1.5～3小时；全程反应时间控制在4～8小时。

5.根据权利要求4所述的一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，其特征在于，步骤二中第一阶段至第二阶段及第二阶段至第三阶段之间的升温速率均控制在1～3℃/min；所述分散剂为十二烷基硫酸钠，加入量为直链烷烃原料质量的0.1%～0.5%。

6.根据权利要求4所述的稳定工艺，其特征在于，步骤二中第三阶段反应结束后，在85～90℃条件下向反应体系中通入干燥氮气吹扫15～30分钟，随后依次经质量分数5%～10%的碳酸钠水溶液中和脱酸至体系ph为7.0～8.0、去离子水水洗至洗涤液ph为6.5～7.5、80～100℃鼓风干燥2～4小时。

7.根据权利要求1所述的一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，其特征在于，步骤二所得氯化烷烃基料为基础碳链长度c14～c17的直链烷烃氯化物，粘度为500～3000 mpa·s，热分解起始温度不低于180℃。

8.根据权利要求1所述的一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，其特征在于，步骤三中氯化烷烃基料与高效复合稳定剂的质量比为100∶1.5，搅拌温度为75℃，搅拌时间为60分钟，复配操作在纯度不低于99.9%的氮气保护下进行。

9.根据权利要求1所述的一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺，其特征在于，步骤四中所述膨胀型防火涂料配方体系中各组分的质量份为：聚磷酸铵18～25份，季戊四醇8～15份，三聚氰胺8～15份，稳定化氯化烷烃15～25份，金红石型钛白粉3～7份，水15～22份，其余为涂料成膜树脂及助剂。

10.一种通过权利要求1～9任意一项所述的一种耐候抗黄变氯化烷烃膨胀型防火涂料稳定工艺制备的膨胀型防火涂料。