CN101255310A - 含溴碳聚酯的粉末防火涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

含溴碳聚酯的粉末防火涂料及其制备方法，其组分为：端羧基溴碳聚酯树脂55.0％～70.0％、固化剂5.5％～7.0％、双氰胺0.3％～0.5％、固体流平剂1.5％～2.0％、液体流平剂0.5％～1.0％、环氧树脂4.5％～9％、钛白粉5.0％～20.0％、沉淀硫酸钡2.0％～15.0％、氧化锌2.0％～15.0％、轻质碳酸钙0％～5.0％、醋酸锌0.3％～0.5％、三氧化二锑0.2％～0.5％、三氧化二钼0.2％～1.0％和硼酸锌0％～1.0％。其制备方法为：将环氧树脂E－12和液体流平剂混合，将端羧基溴碳聚酯树脂、固体流平剂和负载液体流平剂混合，加入固化剂、双氰胺、钛白粉、沉淀硫酸钡、氧化锌、轻质碳酸钙、醋酸锌、三氧化二锑、三氧化二钼和硼酸锌进行混合，然后加入挤出机熔融挤出，经压片、粉碎、旋风分离和筛分得到涂料。

Description

含溴碳聚酯的粉末防火涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种粉末防火涂料及其的制备方法。

背景技术

聚酯粉末涂料具有良好的物理机械性能、电绝缘性能、防腐性能和装饰性能，同时具有优良的耐候性能和耐热性能，用于户外使用耐风蚀、雨淋、曝晒以及抗紫外线辐射，可广泛应用于钢结构、自行车、摩托车、电冰箱、洗衣机、农用机械、交通标志等金属表面的装饰和保护，其使用性能明显优于环氧粉末涂料、环氧-聚酯粉末涂料等。

目前钢结构、家用电器的防火阻燃要求越来越高，而普通的防火涂料成膜物质不具有阻燃功效，必须添加大量的阻燃助剂，因此导致了防火涂料在装饰性、耐水性、物理机械性能等方面难于适应要求，同时由于阻燃助剂相对分子质量较低，存在溶出、迁移、渗出、挥发等弊病，随着时间的推移，真正遭遇火灾时起不到防火阻燃的应有效果，存在时效衰减，大大降低了防火涂料的防火功效。

发明内容

本发明的目的是提高防火涂料的物理机械性能与长效防火功能。

本发明的含溴碳聚酯的粉末防火涂料，按质量百分数计，其组分及配比为：

端羧基溴碳聚酯树脂    55.0％～70.0％

固化剂                5.5％～7.0％

双氰胺                0.3％～0.5％

固体流平剂            1.5％～2.0％

液体流平剂            0.5％～1.0％

环氧树脂E-12          4.5％～9％

钛白粉        5.0％～20.0％

沉淀硫酸钡    2.0％～15.0％

氧化锌        2.0％～15.0％

轻质碳酸钙    0％～5.0％

醋酸锌        0.3％～0.5％

三氧化二锑    0.2％～0.5％

三氧化二钼    0.2％～1.0％

和硼酸锌      0％～1.0％。

本发明的含溴碳聚酯的粉末防火涂料的制备方法，按以上所述组分及其配比进行备料，其步骤为：

a.将环氧树脂E-12和液体流平剂高速混合3～5分钟，得到负载液体流平剂；

b.将端羧基溴碳聚酯树脂、固体流平剂和负载液体流平剂高速混合1～2分钟，加入固化剂、双氰胺、钛白粉、沉淀硫酸钡、氧化锌、轻质碳酸钙、醋酸锌、三氧化二锑、三氧化二钼和硼酸锌混合3～5分钟，得到混合物料；

c.将上述混合物料加入挤出机熔融挤出，得到熔融物料，加料段温度为85～95℃，熔融段温度为95～105℃，混炼段温度为105～120℃，出料段温度100110℃；混合物料在挤出机中平均滞留时间不超过60秒；

d.将上述熔融物料经压片机压片，控制厚度在1～3mm，经冷却破碎送入磨粉机中粉碎分级，通过旋风分离器将过细粉末分离，将经旋风分离的粉末筛分得到产品。

本发明的优点在于该溴碳聚酯粉末防火涂料具有装饰性高、耐候性优异和防火阻燃的特点。溴碳聚酯粉末防火涂料具有制备工艺简单、原料易得和性能稳定的特点，适合大规模工业生产。

本发明在基料树脂中引入了阻燃元素Br，大大提高了高分子材料的氧指数LOI值，由此制备的防火涂料可以少加甚至不加防火助剂，大大提高了涂料的装饰性、耐水性和耐化学介质性能，而且通过阻燃因素Br的高分子化，克服了常见防火涂料防火时效短的弊端。涂料可广泛应用于装饰性和耐候性要求高的室外金属部件的防火防护。

具体实施方式

本发明的含溴碳聚酯的粉末防火涂料，按质量百分数计其组分及配比为：

端羧基溴碳聚酯树脂    55.0％～70.0％

固化剂                5.5％～7.0％

双氰胺                0.3％～0.5％

固体流平剂            1.5％～2.0％

液体流平剂            0.5％～1.0％

环氧树脂E-12          4.5％～9％

钛白粉                5.0％～20.0％

沉淀硫酸钡            2.0％～15.0％

氧化锌                2.0％～15.0％

轻质碳酸钙            0％～5.0％

醋酸锌                0.3％～0.5％

三氧化二锑            0.2％～0.5％

三氧化二钼            0.2％～1.0％

和硼酸锌              0％～1.0％。

在以上含溴碳聚酯的粉末防火涂料中，端羧基溴碳聚酯树脂的配方为：

对苯二甲酸二甲酯      40.0％～50.0％

二元醇                15.0％～25.0％

新戊二醇              10.0％～20.0％

醋酸锌                0％～0.1％

四溴苯酐              8.0％～20.0％

己二酸                1.0％～3.0％

三氧化二锑            0％～0.1％

和偏酐                5.0％～8.0％。

以上所述固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，固体流平剂和液体流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂。在端羧基溴碳聚酯树脂的组分中的二元醇为乙二醇，或丙二醇。

本发明的含溴碳聚酯粉末防火涂料的制备方法，按以上所述配方进行配料，其制备步骤为：

a.将环氧树脂E-12和液体流平剂高速混合3～5分钟，得到负载液体流平剂；

b.将端羧基溴碳聚酯树脂、固体流平剂和负载液体流平剂进行混合，加入固化剂、双氰胺、钛白粉、沉淀硫酸钡、氧化锌、轻质碳酸钙、醋酸锌、三氧化二锑、三氧化二钼和硼酸锌进行混合；

c.将上述混合物料加入挤出机熔融挤出，得到熔融物料，加料段温度为85～95℃，熔融段温度为95～105℃，混炼段温度为105～120℃，出料段温度100～110℃；混合物料在挤出机中平均滞留时间不超过60秒；

d.将上述熔融物料经压片机压片，经冷却破碎送入磨粉机中粉碎分级，通过旋风分离器将过细粉末分离，将经旋风分离的粉末筛分得到产品。

在以上所述含溴碳聚酯粉末防火涂料的制备方法中，按端羧基溴碳聚酯树脂的配方进行配料，其制备步骤为：

a.将配方量的物料对苯二甲酸二甲酯、二元醇、新戊二醇和醋酸锌加入带有分馏柱、搅拌、温度计和惰性气体入口的反应瓶中，缓慢加热熔化物料，物料熔化后点开搅拌，通入惰性气体，在150℃～210℃下反应至脱出理论量的甲醇。

b.缓慢升温至230℃脱出一定量的乙二醇，降温至200℃加入物料四溴苯酐和己二酸，升温至240℃进行酯化反应至脱水量达到理论值。

c.停止通入惰性气体，加入三氧化二锑，减压缩聚温度控制在240℃以下，真空度小于15mmHg，反应1.5小时，取样测软化点，当软化点达到95～115℃时停止缩聚。

d.解除真空体系，物料降温至200℃以下时加入偏酐，200℃下保温反应1.5小时，出料得到端羧基溴碳聚酯树脂。

下面是更为具体的实施例：

实施例1：

本实施例为本发明的端羧基溴碳聚酯树脂的制备方法。

a.将对苯二甲酸二甲酯2000g、乙二醇950g、新戊二醇750g和醋酸锌5g加入带有分馏柱、搅拌、温度计和惰性气体入口的反应瓶中，缓慢加热熔化物料，物料熔化后点开搅拌，通惰性气体，在150℃～210℃下反应至脱出甲醇800ml。

b.缓慢升温至230℃脱出乙二醇400ml，降温至200℃加入四溴苯酐750g和己二酸140g，升温至240℃进行酯化反应，脱水125ml。

c.停止通惰性气体，加入三氧化二锑5g，减压缩聚温度控制在240℃以下，真空度15mmHg，反应1.5h，取样测软化点110℃。

d.解除真空体系，物料降温至200℃时加入偏酐400g，200℃下保温反应1.5h，出料。

实施例2～3：

端羧基溴碳聚酯树脂的配方如表1所示，其他与实施例1相同。

表1.端羧基溴碳聚酯树脂的配方

实施例4：

本实施例为本发明的含溴碳聚酯的粉末防火涂料的制备方法。

将450g环氧树脂E-12和50g液体流平剂高速混合3分钟，得到负载液体流平剂；将端羧基溴碳聚酯树脂7000g、固体流平剂150g和负载液体流平剂高速混合2分钟，加入固化剂700g、双氰胺30g、钛白粉1000g、沉淀硫酸钡300g、氧化锌200g、轻质碳酸钙30g、醋酸锌30g、三氧化二锑20g、三氧化二钼20g和硼酸锌20g混合5分钟，得到混合物料；将混合物料加入挤出机熔融挤出，得到熔融物料，加料段温度为88℃，熔融段温度为100℃，混炼段温度为115℃，出料段温度105℃；双螺杆挤出机转速控制在70rpm，混合物料在挤出机中平均滞留时间不超过60秒；将上述熔融物料经风冷履带式压片破碎机上压片，压片厚度2mm，破碎成5～10mm的薄片，在ACM磨中经粉碎、分级、旋风分离器分离和筛分得到产品，ACM磨转速7000转/分钟，通过旋风分离除去过细粉末，产品粒度控制：180目筛上粉末≤0.3％。

实施例5～6：

含溴碳聚酯的粉末防火涂料配方如表2，其他与实施例4相同。

表2.含溴碳聚酯的粉末防火涂料配方

产品粒度控制：180目筛上粉末≤0.3％。

按实施例制得的含溴碳聚酯的粉末防火涂料可达到的技术指标见表3：

表3.含溴碳聚酯的粉末防火涂料的技术指标

项目	技术指标
		粉末状态	干燥均匀，无结块
粒度(180目筛余物)，≤	0.3％
		胶化时间s(180℃)，s	30～180
熔融水平流动性180℃，mm	18～25

贮存稳定性，6个月	不结块，不胶化
		固化条件	180～200℃/30～20min
涂膜外观	平整，允许轻微桔皮
		光泽(％)，≥	85
冲击强度，kg.cm，≥	30
		附着力，级，≤	3
柔韧性，mm，≤	3
		硬度，H，≥	2
杯突试验，mm，≥	6
		天然曝晒，12个月	不粉化

。

Claims (6)

1、含溴碳聚酯的粉末防火涂料，其特征在于：按质量百分数计其组分及配比为：

端羧基溴碳聚酯树脂    55.0％～70.0％

固化剂                5.5％～7.0％

双氰胺                0.3％～0.5％

固体流平剂            1.5％～2.0％

液体流平剂            0.5％～1.0％

环氧树脂E-12          4.5％～9％

钛白粉                5.0％～20.0％

沉淀硫酸钡            2.0％～15.0％

氧化锌                2.0％～15.0％

轻质碳酸钙            0％～5.0％

醋酸锌                0.3％～0.5％

三氧化二锑            0.2％～0.5％

三氧化二钼            0.2％～1.0％

和硼酸锌              0％～1.0％。

2、根据权利要求1所述的含溴碳聚酯的粉末防火涂料，其特征在于：按质量百分比，端羧基溴碳聚酯树脂的配方为：

对苯二甲酸二甲酯      40.0％～50.0％

二元醇                15.0％～25.0％

新戊二醇              10.0％～20.0％

醋酸锌                0％～0.1％

四溴苯酐              8.0％～20.0％

己二酸                1.0％～3.0％

三氧化二锑            0％～0.1％

和偏酐                5.0％～8.0％。

3、根据权利要求1所述的含溴碳聚酯的粉末防火涂料，其特征在于：固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯，固体流平剂和液体流平剂为聚丙烯酸酯类流平剂。

4、根据权利要求2所述的含溴碳聚酯的粉末防火涂料，其特征在于：二元醇为乙二醇，或丙二醇。

5、含溴碳聚酯粉末防火涂料的制备方法，按权利要求1所述配方进行配料，其制备步骤为：

a.将环氧树脂E-12和液体流平剂高速混合3～5分钟，得到负载液体流平剂；

b.将端羧基溴碳聚酯树脂、固体流平剂和负载液体流平剂进行混合，加入固化剂、双氰胺、钛白粉、沉淀硫酸钡、氧化锌、轻质碳酸钙、醋酸锌、三氧化二锑、三氧化二钼和硼酸锌进行混合；

c.将上述混合物料加入挤出机熔融挤出，得到熔融物料，加料段温度为85～95℃，熔融段温度为95～105℃，混炼段温度为105～120℃，出料段温度100～110℃；混合物料在挤出机中平均滞留时间不超过60秒；

d.将上述熔融物料经压片机压片，经冷却破碎送入磨粉机中粉碎分级，通过旋风分离器将过细粉末分离，将经旋风分离的粉末筛分得到产品。

6、根据权利要求5所述的含溴碳聚酯粉末防火涂料的制备方法，按权利要求2所述的端羧基溴碳聚酯树脂的配方进行配料，其步骤为：

a.将配方量的物料对苯二甲酸二甲酯、二元醇、新戊二醇和醋酸锌加入带有分馏柱、搅拌、温度计和惰性气体入口的反应瓶中，缓慢加热熔化物料，物料熔化后点开搅拌，通入惰性气体，在150℃～210℃下反应至脱出理论量的甲醇。

b.缓慢升温至230℃脱出一定量的乙二醇，降温至200℃加入物料四溴苯酐和己二酸，升温至240℃进行酯化反应至脱水量达到理论值。

c.停止通入惰性气体，加入三氧化二锑，减压缩聚温度控制在240℃以下，真空度小于15mmHg，反应1.5小时，取样测软化点，当软化点达到95～115℃时停止缩聚。

d.解除真空体系，物料降温至200℃以下时加入偏酐，200℃下保温反应1.5小时，出料得到端羧基溴碳聚酯树脂。