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阻燃水性聚丙烯酸酯乳液的研制
为减少环境污染，水性涂料(以水为分散介质和稀释剂)代替有机溶剂涂料愈来愈受到人们的关注。水性聚丙烯酸酯乳液因环保、具有优异的耐候性能和力学性能，在建筑涂料、工业涂料和汽车涂料获得广泛的应用。然而，丙烯酸酯类聚合物具有易燃性，一旦发生火灾将会给人们的生命和财产造成巨大威胁。因此对其进行阻燃防火十分重要。
解决方法
通常，在丙烯酸酯乳液中添加一些传统阻燃剂来有效提高其阻燃性能，如：聚磷酸铵、三聚氰胺、金属氢氧化物等。然而，此方法阻燃剂添加量大，与基材相容性差，恶化了丙烯酸酯乳液的力学性能。
将丙烯酸酯单体、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、乳化剂、水混合后，高速搅拌进行预乳化，乳化时间为15min~30min,在向其中加入磷酸锆，继续预乳化10min~20min,得到预乳液；通过半连续预乳化乳液聚合制备磷酸锆改性聚丙烯酸酯乳液；调节乳液的pH至8~9，加入含氮酚醛树脂水溶液，混合均匀后，即得到磷酸锆协效含氮酚醛树脂阻燃水性聚丙烯酸酯乳液。
试验表明
添加1.0wt%的磷酸锆和35.0wt%的水性含氮酚醛树脂，聚丙烯酸酯乳液的极限氧指数从22.0%提高到30.5%，达到难燃级别，说明二者具有较好的协效阻燃作用，同时使聚丙烯酸酯乳液具有优异的力学性能。特别是铅笔硬度从HB提高到H，在应用中具有更好的耐磨性。由此，进一步表明加入磷酸锆可以改善材料的力学性能。
原理解析
1、磷酸锆
磷酸锆是一类尺寸可控,具有固体酸催化效应的二维层状纳米材料， 能够好的分散在聚丙烯酸酯基材中，不会因分散不好对材料力学性能造成影响.其层间有大量的 Brφnsted 酸点和 Lewis 酸点,在高温燃烧时能催化酚醛树脂和聚丙烯酸酯交联成炭,形成“屏障”,阻隔可燃气体、氧气和热量的传输,从而进一步提高了材料的阻燃性能，又利于聚丙烯酸酯力学性能的增强。
2、酚醛树脂
所使用的水溶性酚醛树脂，与聚丙烯酸乳液有较好的相容性，克服了传统阻燃剂与基材相容性差而恶化材料力学性能的缺点。
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