本发明涉及精细化工，尤其涉及一种含丙烯酸酯乳液的阻燃材料及其制备方法。
背景技术：
1、随着经济的不断发展，工业和民用纺织品迅速增长，但同时由纺织品引起的火灾也不断增加，时刻威胁着人类的生命和财产安全。因此，对纺织品进行阻燃处理，延缓火灾蔓延速度，对减少生命财产损失非常有意义。目前工业发达国家和地区制定了相应的纺织品阻燃标准及测试方法(如欧盟针对家纺织物的bs-5852:2006阻燃测试标准)，有些国家还出台相关法律进行强制执行。
2、现有阻燃涂层胶多数产品为溴锑型，其将十溴联苯醚与三氧化二锑分散于水性高分子乳液中，然后添加其他助剂，增稠后使用。阻燃机理方面主要以气相阻燃机理为主，缺乏成碳能力，不能对火源进行有效的隔绝，很难通过阻燃测试标准，特别是耐久性无法满足要求。
3、专利cn104311725a采用阻燃型聚丙烯酸酯乳液的同时，添加了少量锑类化合物作为阻燃协效剂；专利cn103215818a采用微胶囊化聚磷酸铵作为阻燃剂，三氧化二锑为协效剂制得阻燃涂层胶，用于纺织品阻燃涂层整理；上述文献应用于纺织品阻燃涂层领域，成碳效果较塑料领域差很多，形成的碳层不够连续，不能有效地隔绝火焰。
4、随着丙烯酸酯类共聚物的研究发展与环保要求的日益提高，丙烯酸乳液被广泛用于涂料成膜基体、纺织印染结合剂，并且应用于日用化工、化学电源、功能膜、医用高分子、纳米材料、水处理等方面。其中，丙烯酸乳液作为建筑内外墙涂料、防腐涂料、木器涂料，发挥着重要作用，关于丙烯酸乳液及其涂料的阻燃和防火越来越引起人们的重视。
5、cn109929069a采用含丙烯酸乳液和磷铵盐阻燃剂构成阻燃体系，用于棉织物阻燃涂层整理，但其整体阻燃效果较锑类化合物作为阻燃协效剂的阻燃体系差。目前市场上对于阻燃聚丙烯酸酯乳液的需求量较大，但阻燃技术还不够完善，主要体现在成本高、阻燃效果差等方面。
6、金属水合物阻燃剂主要包括ai(oh)3和mg(oh)2，它们的优点是，具有无毒、消烟、热稳定性好、价格便宜等诸多优点，是阻燃高分子材料开发中研究的热点。但是，这类阻燃剂通常需要很大的添加量才能达到理想的阻燃效果，而这会造成制备的阻燃材料加工困难、力学性能急剧下降等问题。科技文献1(朱鹏等，灭火剂与阻燃材料，2016,35(9):1283-1287)报道了采用三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊包覆氢氧化铝阻燃聚丙烯的研究，其在释放不燃性气体及拉伸强度等方面均有所提高，但整体阻燃效果方面有待进一步提高。
7、因此，现有阻燃体系主要存在的技术问题有：
8、(1)溴锑型阻燃材料缺乏成碳能力，不能对火源进行有效的隔绝，耐久性无法满足要求。
9、(2)金属水合物阻燃剂添加量较大，造成制备的阻燃材料加工困难、力学性能急剧下降等问题；当减少其用量时，阻燃效果欠佳。
10、(3)聚丙烯酸酯乳液阻燃技术还不够完善，阻燃效果差。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了解决上述问题而提供了一种含丙烯酸酯乳液的阻燃材料及其制备方法。
2、本发明的目的通过以下技术方案实现：
3、一种含丙烯酸乳液的阻燃材料，其特征在于，包括以下质量份的原料：
4、
5、所述的丙烯酸酯乳液由以下重量份的原料制备得到：丙烯酸酯单体50-60份、乳化剂5-8份、引发剂0.5-1.0份、去离子水30-40份；
6、所述的金属水合物为氢氧化铝、氢氧化镁、双氢氧化物中的至少一种；
7、所述双氢氧化物为二价金属离子(如镁、钙、镍、锌离子等)和三价金属离子(如铝、铁等)组合而成的金属氢氧化物，或经过金属离子掺杂后的金属氢氧化物。
8、所述金属水合物由丙烯酸酯乳液包覆处理；
9、所述的反应型阻燃单体为烯丙基三溴苯醚、二溴丙醇、聚磷酸铵、磷酸酯、三氟丙基三甲氧基硅烷、氟代苯乙烯中的至少一种；
10、所述的制备丙烯酸酯乳液的原料中，丙烯酸酯单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯的混合物；优选地，丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯的质量比为2:1:1:1；
11、优选地，所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种；
12、优选地，所述的引发剂为过硫酸钠、硫酸钾或过硫酸铵中的至少一种；
13、优选地，所述的表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚、司班-6。
14、优选地，所述的分散剂为聚丙烯酰胺、聚羧酸钠中的至少一种。
15、优选地，所述的增稠剂为聚丙烯酸酯类碱性增稠剂。
16、优选地，所述消泡剂为矿物油消泡剂或有机硅消泡剂。
17、优选地，所述金属水合物经以下方式处理：将分散剂、金属水合物、表面活性剂加入分散釜中，混合搅拌40-70分钟；经砂磨后，制得改性的金属水合物。
18、一种含丙烯酸酯乳液的阻燃材料的制备方法，包括以下步骤：
19、(1)改性的金属水合物制备
20、将分散剂、金属水合物、表面活性剂加入分散釜中，混合搅拌40-70分钟；经砂磨后，制得改性的金属水合物；
21、(2)含丙烯酸酯乳液的阻燃材料制备
22、①乳化分散：向乳化釜中分别加入去离子水、乳化剂、丙烯酸酯单体、反应型阻燃单体，加料完毕后，搅拌30-60分钟进行乳化分散，制得乳化液；
23、②聚合反应：引发剂预先用水溶解后备用；向聚合反应釜中先加入改性的金属水合物和去离子水，加热升温到70～95℃，滴加乳化液和引发剂，过程中保持反应体系温度不变，直至乳化液和过硫酸钠水溶液滴加完毕；
24、③将聚合反应后的物料经熟化、脱气后，过滤，制得丙烯酸酯乳液；
25、④向丙烯酸酯乳液中加入消泡剂、增稠剂，调节产品质量；
26、⑤物料经过滤、灌装制得阻燃材料。
27、优选地，所述丙烯酸乳液制备的聚合反应过程中，反应体系温度控制在80～90℃。
28、优选地，所述步骤(2)中，反应液中加入消泡剂、增稠剂时，还可以加入杀菌剂。
29、本发明的含丙烯酸酯乳液的阻燃材料具有以下机理：
30、1、丙烯酸酯乳液通过调节带双键的功能单体，与带卤素元素、磷元素等单体发生聚合反应，从而赋予乳液一定的阻燃性。
31、2、采用原位聚合法对经过表面改性的金属水合物(氢氧化铝、氢氧化镁，双氢氧化物)进行了丙烯酸酯乳液包覆处理，包覆后平均粒径增大，热分解后的残余质量下降，在较低温度下释放不燃性气体，并有效抑制热分解，促进炭层结构形成，使金属水合物与丙烯酸酯乳液表现出明显的协效阻燃作用。
32、同时，丙烯酸酯单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯的混合物，能提高聚合物的粘接性能及涂层的附着力，为乳液后期的交联固化提供了基础，有利于聚合过程中单体由液滴向胶束转移，起到“桥梁运输”作用，从而可提高聚合反应速率；乳化剂在乳液聚合中能降低油相和水相的界面张力并通过其乳化作用得到稳定的乳液体系。因此，本技术制备的含丙烯酸酯乳液的阻燃材料，具有较好的力学性能和优异的阻燃功能，以及耐久性。
1.一种含丙烯酸酯乳液的阻燃材料，其特征在于，包括以下质量份的原料：
2.根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述的制备丙烯酸酯乳液的原料中，所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯的混合物；优选地，丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯的质量比为2:1:1:1；
3.根据权利要求1-2中任一项所述的阻燃材料，其特征在于，所述的表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚、司班-6。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的阻燃材料，其特征在于，所述的分散剂为聚丙烯酰胺、聚羧酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的阻燃材料，其特征在于，所述的增稠剂为聚丙烯酸酯类碱性增稠剂。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的阻燃材料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油消泡剂或有机硅消泡剂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的阻燃材料，其特征在于，所述金属水合物经以下方式处理：将分散剂、金属水合物、表面活性剂加入分散釜中，混合搅拌40-70分钟；经砂磨后，制得改性的金属水合物。
8.如权利要求1-7任一项所述的含丙烯酸酯乳液的阻燃材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的阻燃材料的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸乳液制备的聚合反应过程中，反应体系温度控制在80～90℃。
10.根据权利要求8-9中任一项所述的阻燃材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，反应液中加入消泡剂、增稠剂时，还可以加入杀菌剂。
