陶土杂化丙烯酸乳液在阻燃涂料中的应用

data-full-width-responsive="true"> 水性阻燃涂料常用丙烯酸乳液作为成膜物，但其本身易燃。与陶土制成杂化乳液后，其漆膜在燃烧过程中会炭化，与陶土一起屏蔽热和氧的渗入，从而增强了阻燃效果。图1 是用锥形热量计测定的热量释放速率（HRR）。从图1 中可见：在聚苯乙烯中加入5% 陶土后，热量释放速率峰降低，同时降低了失重速率，也因而可减少阻燃剂的用量。陶土的加入还可提高熔融漆膜的黏度，而减少由池火（melt pool fire）引起的漫延。1聚苯乙烯；2陶土杂化聚苯乙烯图1 热量释放率随时间的变化曲线在燃烧过程中，插层的聚合物不易从狭窄（几个纳米）的夹层中逸出，即纳米限制（nano-confinement）而进行了多次的降解和再化合反应而炭化［1］。Lee 等人［2］将陶土杂化苯乙烯乳液用热甲苯萃取掉非插层聚合物，将残留物（插层聚合物和陶土）作热重分析，如图2 所示，陶土杂化聚合物比纯聚合物有更高的起始分解温度和更少的失重，所以提高插层量是很重要的。陶土含量：10 ；25% ；310% ；420% ；530%图2 插层聚合物和陶土的热重分析图陶土是硅/ 铝酸盐结晶薄片的层叠物。薄片带有负电荷，故相邻薄片间有阳离子中和，其间距极小（~1 nm），所以要扩大间距才能将聚合物链段插入层间。陶土亲水，故可用水浸泡，使Na+ 充分水合，并以水为载体将表面活性剂渗入，在夹层中形成胶束（油双层），同时将乳化于水中的乙烯基单体带入而增溶，将陶土薄片的间距顶大。但顶开程度要适于插层而不要离层，所以在陶土的预分散中，表面活性剂和乙烯基单体的选择对提高插层量很重要［3］。