CN101948656A - 一种天花板粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天花板粉末涂料，由下述质量百分比的原材料制备，具体配方为：端羧基不饱和聚酯树脂20～30％、环氧树脂20～30％、二氧化钛28～33％、三氧化二锑3～5％、十溴联苯醚10～15％、三聚氰胺2～4％、物理消光剂1～2％、光亮剂0.8～1.2％、流平剂0.8～1.2％。本发明还公开了上述粉末涂料的制备方法，包括预混合、挤出、磨粉、后混合四个步骤。本发明的粉末涂料，具有比现有天花板粉末涂料氧指数高、耐火时间长的显著优点，提高了天花板的防火性能。

Description

一种天花板粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种粉末涂料，特别涉及一种主要应用于天花板的粉末涂料及其制备方法。

背景技术

防火涂料按形态可分为水基型、溶剂型和粉末型，按防火机理分为膨胀型和非膨胀型。随着人们环保意识的不断增强，具有“经济、环保、高效、节能”特点的粉末涂料得到快速发展，并日益受到重视。膨胀型防火涂料主要是通过涂层遇燃烧时，膨胀、碳化(发泡)形成致密且稳定的碳层(泡沫层)，有效的将火焰与基材隔开，从而达到阻燃目的。非膨胀型防火涂料主要是通过涂层遇到燃烧时产生难燃气体稀释或者隔离空气、高分子材料降解反应时生成的自由基、吸热降温作用等途径来达到阻燃目的。相对而言，非膨胀型的防火涂料具有更好地耐热性。

在天花板上应用的涂料，主要是通过涂料在基材的面上形成膜，对基材起到防锈和美化修饰作用。随着人们安全意识的逐步提高，天花板的防火要求也受到重视，为了满足防火的性能要求，大多数生产厂家直接在一般涂料的配方中加入一些阻燃物质，但是这样的粉末涂料，存在如下缺点：

1、有的添加阻燃物质，难以适应粉末涂层的光泽度的不同分层要求，虽然达到了一定的阻燃效果，但装饰效果(特别是平整度)较差，满足不了装饰功能的要求；

2、有的添加阻燃物质，阻燃时间及效果较差，存在起燃时间短，燃烧时间长，氧指数较低，耐火时间较短等缺点；

更大的缺陷在于，添加的阻燃物质，与原粉末涂料中的主要成膜物质相容性较差，不能很好地附着在被装饰物上，已不能适应人们生产生活日益提高的防火和装饰要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种氧指数高、耐火时间长、与粉末涂料中的主要成膜物质相容性好，并且不影响粉末涂料装饰效果的天花板粉末涂料及其制备方法，该粉末涂料可以使得天花板具有较好的防火性能。

为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种天花板粉末涂料，其特征是，它由下述质量百分比的原材料制备，具体配方为：

端羧基不饱和聚酯树脂        20～30％

环氧树脂                    20～30％

二氧化钛                    28～33％

三氧化二锑                  3～5％

十溴联苯醚                  10～15％

三聚氰胺                    2～4％

物理消光剂                  1～2％

光亮剂                      0.8～1.2％

流平剂                      0.8～1.2％。

为了更好地实现本发明，所述物理消光剂是指基于树脂的高熔点盐类消光促进剂。

所述光亮剂是指丙烯酸共聚物。

所述流平剂是指聚丙烯酸酯。

上述天花板粉末涂料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步，将下述配方的原材料预混合：

端羧基不饱和聚酯树脂         20～30％

环氧树脂                     20～30％

二氧化钛                     28～33％

三氧化二锑                   3～5％

十溴联苯醚                   10～15％

三聚氰胺                     2～4％

物理消光剂                   1～2％

光亮剂                       0.8～1.2％

流平剂                   0.8～1.2％；

第二步，将预混合后的原材料进行混炼均匀分散；

第三步，将混炼均匀分散后的粉末涂料片料进行分级粉碎；

第四步，将进行分级粉碎后的粉末进行后混合，以保持粉末状态的一致性。

更具体地说，所述第二步中的混炼均匀分散是指用单螺杆往复阻尼挤出机对预混合后的原材料进行混炼均匀分散，其中，挤出机转速为40～50H_Z，挤出机I区温度为110～125℃，挤出机II区温度为100～110℃。

所述第三步中的分级粉碎是指分级粉碎至粉末平均粒径为30～40微米。

本发明的天花板粉末涂料的设计原理是：

1、在粉末涂料中加入高熔点的材料——三氧化二锑来提高粉末涂料的耐火时间，三氧化二锑的熔点高达656摄氏度，而且在粉末中可协同阻燃剂达到阻燃加倍的效果；

2、在粉末涂料中添加阻燃剂十溴联苯醚，该阻燃剂受热能释放出难燃气体稀释和隔离空气以阻止火焰的产生及可能的蔓延，提高阻燃效果；更重要的是，该阻燃剂能与粉末涂料相容，最关键的是能与粉末涂料的消光体系相容(天花板粉末涂料均为低光产品)，不会影响粉末原有的表面效果及内在质量。

其中十溴联苯醚的阻燃机理是：

气相“游离基捕获”(RADICAL-TRAP)理论，而通常有机高聚物材料(以RCH表示)燃烧时与气体在高温燃烧过程相类似。反应表示如下：

原理如下：·OH+CO→CO2+H2(1)

OH+RCH3→RCH2·+H2O(2)

RCH2·+O2→RCHO+·OH(3)

H·+O2→·OH+·O·(4)

DBDPO在高温下分解生成溴化氢并参与下列反应：

HBr+·OH→H2O+Br·(5)

HBr+·O·→·OH+Br·(6)

HBr+H·→H2+Br·(7)

HBr+RCH2→RCH3+Br·(8)

RBr→R·+Br·(9)

上述反应方程式中式(2)-(9)反应产生的·OH和·O·游离基是发展燃烧的关键结构式；

3、与涂膜成膜物质、基材保持很好的相容性的原理在于：该粉末涂料配方中其无特别的反应基团，与TIO2、BaSO4等结构相似，根据相似相容的原理而能被树脂所包裹。树脂经固化反应，则由线性结构变成网状结构的大分子，可与基材进行紧密的吸附，起到良好的附着作用，最终阻燃材料亦与基材很好地相容相存。

本发明的天花板粉末涂料相对于现有技术具备如下的突出优点和效果：

1、粉末涂料涂膜成膜后，氧指数比较可达65，耐火可达1.5小时；比常规的产品氧指数只为15，耐火大约0.5小时，防火性能显著提高；

2、加入的高熔点材料、加入的受热能释放出难燃气体的阻燃物质与粉末涂料中的涂膜成膜物质、基材保持很好的相容性，附着力强，对基材形成良好的防火保护；

3、本发明的粉末涂料，配方简单，制备容易，生产成本低，效果好。

附图说明

图1是制备本发明的天花板粉末涂料的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

按下述步骤制备天花板粉末涂料(如图1所示)：

第一步，将下述配方的原材料预混合：

端羧基不饱和聚酯树脂                   24％

环氧树脂              20％

二氧化钛              30％

三氧化二锑            3％

十溴联苯醚            15％

三聚氰胺              4％

物理消光剂            2％

光亮剂                1％

流平剂                1％；

其中，物理消光剂采用高熔点盐类消光促进剂，具体采用市售的六安市捷通达化工有限责任公司生产的SA2165A，光亮剂采用丙烯酸共聚物，具体采用奉化南海药化集团有限公司生产的701B、流平剂采用上海源禾化工有限公司生产的丙烯酸甲酯；

第二步，将预混合后的原材料用单螺杆往复阻尼挤出机进行混炼均匀分散，其中，挤出机转速为50H_Z，挤出机I区温度为110℃，挤出机II区温度为100℃；

第三步，将混炼均匀分散后的粉末涂料片料进行分级粉碎至粉末平均粒径为30微米；

第四步，将进行分级粉碎后的粉末进行后混合，以保持粉末状态的一致性。

将制得的粉末涂料与现有的粉末涂料涂抹在相同的天花板基材上，进行氧指数和耐火时间测试，结果如表1所示：

表1

可见，使用本发明的粉末涂料，可以显著提高天花板的防火性能。

实施例二

按下述步骤制备天花板粉末涂料(如图1所示)：

第一步，将下述配方的原材料预混合：

端羧基不饱和聚酯树脂    20％

环氧树脂                26％

二氧化钛                33％

三氧化二锑              5％

十溴联苯醚              10％

三聚氰胺                3％

物理消光剂              1.4％

光亮剂                  0.8％

流平剂                  0.8％；

其中，物理消光剂采用高熔点盐类消光促进剂，具体采用市售的奉化南海药化集团有限公司388-1，光亮剂采用丙烯酸共聚物，具体采用无锡万利化工有限公司的931，流平剂采用上海源禾化工有限公司生产的丙烯酸乙酯；

第二步，将预混合后的原材料用单螺杆往复阻尼挤出机进行混炼均匀分散，其中，挤出机转速为40H_Z，挤出机I区温度为110℃，挤出机II区温度为110℃；

第三步，将混炼均匀分散后的粉末涂料片料进行分级粉碎至粉末平均粒径为40微米；

第四步，将进行分级粉碎后的粉末进行后混合，以保持粉末状态的一致性。

实施例三

按下述步骤制备天花板粉末涂料(如图1所示)：

第一步，将下述配方的原材料预混合：

端羧基不饱和聚酯树脂    30％

环氧树脂                23％

二氧化钛                28％

三氧化二锑              3％

十溴联苯醚              10％

三聚氰胺                2％

物理消光剂    1.6％

光亮剂        1.2％

流平剂        1.2％；

其中，物理消光剂采用高熔点盐类消光促进剂，具体采用东莞市中添新材料有限公司生产的T-335，光亮剂采用丙烯酸共聚物，具体采用奉化南海药化集团有限公司生产的701B，流平剂采用上海源禾化工有限公司生产的丙烯酸甲酯；

第二步，将预混合后的原材料用单螺杆往复阻尼挤出机进行混炼均匀分散，其中，挤出机转速为45H_Z，挤出机I区温度为125℃，挤出机II区温度为105℃；

第三步，将混炼均匀分散后的粉末涂料片料进行分级粉碎至粉末平均粒径为35微米；

第四步，将进行分级粉碎后的粉末进行后混合，以保持粉末状态的一致性。

实施例四

按下述步骤制备天花板粉末涂料(如图1所示)：

第一步，将下述配方的原材料预混合：

端羧基不饱和聚酯树脂        20％

环氧树脂                    30％

二氧化钛                    28％

三氧化二锑                  3％

十溴联苯醚                  14％

三聚氰胺                    2％

物理消光剂                  1％

光亮剂                      1％

流平剂                      1％；

其中，物理消光剂采用高熔点盐类消光促进剂，具体采用东莞市中添新材料有限公司生产的T-335，光亮剂采用丙烯酸共聚物，具体采用奉化南海药化集团有限公司生产的701B，流平剂采用上海源禾化工有限公司生产的丙烯酸乙酯；

第二步，将预混合后的原材料用单螺杆往复阻尼挤出机进行混炼均匀分散，其中，挤出机转速为50H_Z，挤出机I区温度为110℃，挤出机II区温度为105℃；

第三步，将混炼均匀分散后的粉末涂料片料进行分级粉碎至粉末平均粒径为40微米；

第四步，将进行分级粉碎后的粉末进行后混合，以保持粉末状态的一致性。

实施例五

适当调整实施例一的配方中的端羧基不饱和聚酯树脂、环氧树脂、二氧化钛或三氧化二锑的含量，使配方中十溴联苯醚的含量低于10％，按实施例一的方式制备天花板粉末涂料，并与按现有技术制备的天花板涂料进行比较(如表2所示)：

表2

可见，当十溴联苯醚的含量低于10％时，粉末涂料的防火效果显著下降。

实施例六

适当调整实施例一的配方中的端羧基不饱和聚酯树脂、环氧树脂、二氧化钛或三氧化二锑的含量，使配方中十溴联苯醚的含量高于15％，按实施例一的方式制备天花板粉末涂料，并与按现有技术制备的天花板涂料进行比较(如表3所示)：

表3

可见，配方中十溴联苯醚的含量超过15％粉末的防火效果变化不大，但成本会增加较大。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种天花板粉末涂料，其特征是，它由下述质量百分比的原材料制备，具体配方为：

端羧基不饱和聚酯树脂    20～30％

环氧树脂                20～30％

二氧化钛                28～33％

三氧化二锑              3～5％

十溴联苯醚              10～15％

三聚氰胺                2～4％

物理消光剂              1～2％

光亮剂                  0.8～1.2％

流平剂                  0.8～1.2％。

2.根据权利要求1所述的天花板粉末涂料，其特征是，所述物理消光剂是指基于树脂的高熔点盐类消光促进剂。

3.根据权利要求1所述的天花板粉末涂料，其特征是，所述光亮剂是指丙烯酸共聚物。

4.根据权利要求1所述的天花板粉末涂料，其特征是，所述流平剂是指聚丙烯酸酯。

5.一种权利要求1至4中任一项所述的天花板粉末涂料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步，将下述配方的原材料预混合：

端羧基不饱和聚酯树脂    20～30％

环氧树脂                20～30％

二氧化钛                28～33％

三氧化二锑              3～5％

十溴联苯醚              10～15％

三聚氰胺                2～4％

物理消光剂              1～2％

光亮剂                  0.8～1.2％

流平剂                  0.8～1.2％；

第二步，将预混合后的原材料进行混炼均匀分散；

第三步，将混炼均匀分散后的粉末涂料片料进行分级粉碎；

第四步，将进行分级粉碎后的粉末进行后混合，以保持粉末状态的一致性。

6.根据权利要求5所述的天花板粉末涂料的制备方法，其特征是，所述第二步中的混炼均匀分散是指用单螺杆往复阻尼挤出机对预混合后的原材料进行混炼均匀分散，其中，挤出机转速为40～50HZ，挤出机I区温度为110～125℃，挤出机II区温度为100～110℃。

7.根据权利要求5所述的天花板粉末涂料的制备方法，其特征是，所述第三步中的分级粉碎是指分级粉碎至粉末平均粒径为30～40微米。

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