CN102220066B - 一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层，各组分的重量份数，100份环氧树脂，10-20份乙醇，0.9-1.5份NDZ-201钛酸酯偶联剂，0.45-0.75份KH570硅烷偶联剂，25-30份固化剂，60-100份氢氧化铝，30-50份氢氧化镁，10份氧化铝，5-15份微胶囊红磷，10-20份可膨胀石墨，4-12份硼酸锌，优点：利用低烟、无毒的无卤阻燃剂，减少对环境的污染，利用涂层阻燃木塑复合材料解决了因镁铝系阻燃剂填充料过高，使材料的加工性能或其物理力学性能降低的缺点，阻燃涂层表面硬度高，具有较好的耐磨性、耐化学性和耐老化性。阻燃涂层细度小于90μm；附着力为0级；表干时间小于1.5h，实干时间小于24h。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种应用于木塑复合材料中的含有无机阻燃剂的阻燃涂层，属于阻燃涂层技术领域。
背景技术
木塑复合材料以碳氢元素为主，在遇明火或在加热情况下容易燃烧，因此木塑复合材料在很多方面的应用受到限制，为扩大木塑复合材料的用途和市场，木塑复合制品就应朝着阻燃型的方向发展。
随着人们环保、安全意识的增强，低烟、无毒的无卤阻燃剂已成为阻燃剂的发展趋势，其中无机阻燃剂热稳定性好、不产生腐蚀性气体、不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉，但无机阻燃剂尤其是铝镁系阻燃剂单独使用时添加量需要在60％以上时才具有较好的阻燃效果，会影响木塑复合材料的加工性能及其物理力学性能。所以涂覆阻燃涂层将是木塑复合材料领域一个新的应用。
发明内容
本发明提出的是一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层，其目的旨在提高木塑复合材料的阻燃率，且涂覆量少、对环境友好。
本发明的技术解决方案：应用于木塑复合材料的阻燃涂层，各组分有以下重量份数，
一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层的制备方法，包括如下工艺步骤：
一、将磁力搅拌机预热至100℃左右，把用量为氢氧化铝重量的1.5％的钛酸酯偶联剂和氢氧化铝混合放入搅拌机中，低速搅拌3分钟后再高速搅拌2分钟；
二、把用量为氢氧化镁重量的1.5％的硅烷偶联剂和氢氧化镁混合放入搅拌机中，低速搅拌3分钟后再高速搅拌2分钟；
三、搅拌机降温至60℃，将经表面处理后的氢氧化铝和氢氧化镁混合，氢氧化铝与氢氧化镁的重量比为2∶1，加入环氧树脂、氧化铝、微胶囊红磷、可膨胀石墨、硼酸锌后，保持搅拌30分钟，使粉末于树脂中混合均匀；
四、混合均匀后过滤，加入固化剂和乙醇，搅拌10分钟混合均匀即可涂刷。
所制备的阻燃涂层的理化性能如下：阻燃涂层在容器中无结块，搅拌后呈均匀状态；细度小于90μm；附着力为0级；表干时间小于1.5h，实干时间小于24h。
所述的氢氧化铝使用NDZ-201钛酸酯偶联剂进行改性，所述氢氧化镁使用KH570硅烷偶联剂进行改性。
所述的环氧树脂的型号为E-44，所述的固化剂的型号为T31。
所述的可膨胀石墨的粒度为80目。
本发明的优点：利用低烟、无毒的无卤阻燃剂，减少阻燃过程中对环境的污染，利用涂层阻燃木塑复合材料，解决了因镁铝系阻燃剂填充料过高，使材料的加工性能或其物理力学性能降低的缺点，同时阻燃涂层表面硬度高，有较好的耐磨性、耐化学性和耐老化性。
具体实施方式
实施例1：
1、氢氧化铝与氢氧化镁的表面改性
将磁力搅拌机预热至100℃左右，把氢氧化铝粉末放入磁力搅拌机中，把用量为氢氧化铝1.5％的NDZ-201钛酸酯偶联剂均分成三份，一份加入到氢氧化铝中，开动搅拌机，低速搅拌。每隔一分钟加入一份，三份都加完后高速搅拌2分钟左右，取出放入烧杯待用。
将磁力搅拌机预热至100℃左右，把氢氧化镁粉末放入磁力搅拌机中，把用量为氢氧化镁1.5％的KH570硅烷偶联剂均分成三份，一份加入到氢氧化镁中，开动搅拌机，低速搅拌。每隔一分钟加入一份，三份都加完后高速搅拌2分钟左右，取出放入烧杯待用。
2、含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层的制备
将磁力搅拌机预热至60℃左右，将表面改性后的氢氧化铝(ATH)80份、氢氧化镁(MH)40份和100份环氧树脂(E-44)、10份氧化铝、10份微胶囊红磷、20份可膨胀石墨、8份硼酸锌后，保持搅拌30分钟，待粉末于树脂中混合均匀后，过滤，加入固化剂(T31)和乙醇，搅拌10分钟混合均匀，即可涂刷。
实施例2：
含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层的制备
将磁力搅拌机预热至60℃左右，将表面改性后的氢氧化铝(ATH)100份、氢氧化镁(MH)50份和100份环氧树脂(E-44)、10份氧化铝、5份微胶囊红磷、20份可膨胀石墨、8份硼酸锌后，保持搅拌30分钟，待粉末于树脂中混合均匀后，过滤，加入固化剂(T31)和乙醇，搅拌10分钟混合均匀，即可涂刷，外，其余与实施例1相同。
实施例3：
含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层的制备
将磁力搅拌机预热至60℃左右，将表面改性后的氢氧化铝(ATH)80份、氢氧化镁(MH)40份和100份环氧树脂(E-44)、10份氧化铝、10份微胶囊红磷、20份可膨胀石墨、4份硼酸锌后，保持搅拌30分钟，待粉末于树脂中混合均匀后，过滤，加入固化剂(T31)和乙醇，搅拌10分钟混合均匀，即可涂刷，外，其余与实施例1相同。
实施例4：
含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层的制备
将磁力搅拌机预热至60℃左右，将表面改性后的氢氧化铝(ATH)80份、氢氧化镁(MH)40份和100份环氧树脂(E-44)、10份氧化铝、5份微胶囊红磷、15份可膨胀石墨、8份硼酸锌后，保持搅拌30分钟，待粉末于树脂中混合
均匀后，过滤，加入固化剂(T31)和乙醇，搅拌10分钟混合均匀，即可涂刷，外，其余与实施例1相同。
实施例5：
含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂层的制备
将磁力搅拌机预热至60℃左右，将表面改性后的氢氧化铝(ATH)60份、氢氧化镁(MH)30份和100份环氧树脂(E-44)、10份氧化铝、15份微胶囊红磷、20份可膨胀石墨、8份硼酸锌后，保持搅拌30分钟，待粉末于树脂中混合均匀后，过滤，加入固化剂(T31)和乙醇，搅拌10分钟混合均匀，即可涂刷，外，其余与实施例1相同。
本发明参考GB12441-1998《饰面型防火涂料通用技术条件》测量阻燃涂层的各方面性能，主要有防火性能和耐水性能。
(1)制样取厚度为(5±0.2)mm，样板尺寸为140mm×140mm的木塑复合材料，按湿涂覆比值为500g/m2涂覆量将待测阻燃涂层涂覆于已制得的木塑板上。
(2)防火性能结合GB/T15442.2-1995(大板燃烧法)，并结合木塑复合材料现有的材料尺寸以及特性，制定实用、有效的本生灯灼烧法作为评价阻燃涂层的防火性能。试验时，以本生灯外焰接触涂层为标准。测试时，采用红外测温仪测木塑板背面的温度，直到温度达到220℃或炭化开裂时停止燃烧，取下木塑板，用红外测温仪所接电脑记录所用的时间(防火时间)。
(3)耐水性能参考GT/T1733-93《漆膜耐水性测定法》进行耐水测试，木塑复合材料涂覆阻燃涂层后，用1∶1的石蜡和松香混合物封边，宽带为2-3mm。在玻璃水槽中加入蒸馏水，调节水温为23±2℃，并在整个试验过程中保持该温度，并使板长度的2/3浸泡于水中。浸泡时间结束时，将木塑板从水槽中取出，用滤纸吸干，立即检测，并记录是否有失光、变色、起皱、脱落、生锈等现象和恢复时间。
实施例1-5的测试结果如表一所示：
| 防火时间 | 耐水性 | |
| 实施例1 | 大于25分钟 | 48h无起皱、无剥落 |
| 实施例2 | 大于20分钟 | 48h无起皱、无剥落 |
| 实施例3 | 大于22分钟 | 48h无起皱、无剥落 |
| 实施例4 | 大于19分钟 | 48h无起皱、无剥落 |
| 实施例5 | 大于20分钟 | 48h无起皱、无剥落 |
Claims (5)
1.一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂料，其特征在于：各组分有以下重量份数：
E-44环氧树脂100份，乙醇10-20份，NDZ-201钛酸酯偶联剂0.9-1.5份，KH570硅烷偶联剂0.45-0.75份，T31固化剂25-30份，氢氧化铝60-100份，氢氧化镁30-50份，氧化铝10份，微胶囊红磷5-15份，可膨胀石墨10-20份，硼酸锌4-12份；其制备方法包括如下工艺步骤：
一、将磁力搅拌机预热至100℃左右，把用量为氢氧化铝的1.5％的NDZ-201钛酸酯偶联剂和氢氧化铝混合放入搅拌机中，低速搅拌3分钟后再高速搅拌2分钟；
二、把用量为氢氧化镁重量1.5％的KH570硅烷偶联剂和氢氧化镁混合放入搅拌机中，低速搅拌3分钟后再高速搅拌2分钟；
三、搅拌机降温至60℃，将经表面处理后的氢氧化铝和氢氧化镁混合，氢氧化铝与氢氧化镁的重量比为2∶1，加入E-44环氧树脂、氧化铝、微胶囊红磷、可膨胀石墨、硼酸锌后，保持搅拌30分钟，使粉末于树脂中混合均匀；
四、过滤，加入T31固化剂和乙醇，搅拌10分钟混合均匀，即可涂刷。
2.根据权利要求1所述的一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂料，其特征在于：氢氧化铝使用NDZ-201钛酸酯偶联剂进行表面处理，氢氧化镁使用KH570硅烷偶联剂进行表面处理。
3.根据权利要求1所述的一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂料，其特征在于：把用量为氢氧化铝的1.5％的NDZ-201钛酸酯偶联剂均分成三份，一份加入到氢氧化铝中，开动搅拌机，低速搅拌，每隔一分钟加入一份，三份都加完后高速搅拌2分钟，取出放入烧杯待用。
4.根据权利要求1所述的一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂料，其特征在于：把用量为氢氧化镁的1.5％的KH570硅烷偶联剂均分成三份，一份加入到氢氧化镁中，开动搅拌机，低速搅拌，每隔一分钟加入一份，三份都加完后高速搅拌2分钟，取出放入烧杯待用。
5.根据权利要求1所述的一种含有无机阻燃剂的木塑复合材料阻燃涂料，其特征在于：所述的可膨胀石墨的粒度为80目。
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