CN104194573B - 一种耐磨耐冲击阻燃涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨耐冲击阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂72‑75份，三聚氰胺甲醛树脂15‑18份，歧化松香9‑12份，改性凹凸棒土10‑11份，海泡石粉1‑2份，膨润土2‑4份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1‑1.4份，石油磺酸苯酯1.1‑1.4份，氯化石蜡0.3‑0.5份，氯化锆0.1‑0.3份，辛酸铝0.05‑0.08份，硼酸锌3‑4份，三氧化二锑1‑2份，磷酸蜜胺5‑7份，消泡剂0.5‑0.8份，平流剂0.8‑1.2份，防霉剂0.5‑0.8份，颜料1.5‑1.8份，有机溶剂48‑51份。本发明具有优异的耐磨抗撕裂、耐热阻燃、耐冲击的性能，而且耐腐蚀能力优秀，固化速度快。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃涂料技术领域，尤其涉及一种耐磨耐冲击阻燃涂料。
背景技术
现在行业中，阻燃涂料的种类繁多，因为涂料的配方和加工工艺的差别，所以阻燃涂料的各方面性能也参差不齐，因此怎样提高阻燃涂料机械强度和化学稳定性，提高涂料耐机械冲击和耐磨抗撕裂性能，提高涂料固化速度，是本行业领域内急需解决的问题。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐磨耐冲击阻燃涂料，具有优异的耐磨抗撕裂、耐热阻燃、耐冲击的性能，而且耐腐蚀能力优秀，固化速度快。
本发明提出的一种耐磨耐冲击阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂72-75份，三聚氰胺甲醛树脂15-18份，歧化松香9-12份，改性凹凸棒土10-11份，海泡石粉1-2份，膨润土2-4份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1-1.4份，石油磺酸苯酯1.1-1.4份，氯化石蜡0.3-0.5份，氯化锆0.1-0.3份，辛酸铝0.05-0.08份，硼酸锌3-4份，三氧化二锑1-2份，磷酸蜜胺5-7份，消泡剂0.5-0.8份，流平剂0.8-1.2份，防霉剂0.5-0.8份，颜料1.5-1.8份，有机溶剂48-51份；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将83-86份环氧树脂和14-17份氯磺化聚乙烯混合均匀，再加入57-60份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由3-甲基丁酮和甲乙酮按体积比为2-3:4-5组成，继续加入2.6-2.9份1-(2-叔丁基过氧异丙基)-3-异丙烯基苯、0.7-1份硫磺和0.2-0.3份助交联剂TAIC后以450-470rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10-12℃/min的平均升温速度将温度升至94-97℃，再以1.6-1.9℃/min的平均升温速度将温度升至134-137℃，保温4.7-5h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理25-28min得到4.7-5wt％物料A，超声处理的频率为24-27KHz，超声处理的功率为1100-1200W，超声处理的脉冲时间为(5-7s，9-11s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为3.5-4.5:6-9，滴加0.2-0.3mol/L的三乙醇胺溶液至pH为7-9，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以5-6℃/min的平均升温速度将温度升至155-158℃，保温91-94h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
其中的有机溶剂为各种可以溶解改性环氧树脂、聚氨酯树脂和乙酸纤维素的有机溶剂，即乙酸乙酯、丙酮、乙酸丁酯等溶剂中的一种或多种按任意比例混合。
优选地，歧化松香的酸值为157-160mg/g。
酸值的定义为在滴定1g的待测样品时，所需要的氢氧化钾质量，以毫克为单位，酸值的公式为酸值＝A×N×56.1÷W，其中A是氢氧化钾的滴定量(单位为ml)，N是氢氧化钾的当量浓度，56.1是氢氧化钾的分子量，W是待测物的质量(单位为g)。
优选地，改性环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂和歧化松香的重量比为73-74：16-17：10-11。
优选地，改性凹凸棒土、海泡石粉和膨润土的重量比为10.7-10.9：1.2-1.4：2.3-3.2。
优选地，其原料按重量份包括：改性环氧树脂73-74份，三聚氰胺甲醛树脂16-17份，歧化松香10-11份，改性凹凸棒土10.7-10.9份，海泡石粉1.2-1.4份，膨润土2.3-3.2份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.2-1.3份，石油磺酸苯酯1.2-1.3份，氯化石蜡0.36-0.45份，氯化锆0.17-0.26份，辛酸铝0.06-0.07份，硼酸锌3.3-3.5份，三氧化二锑1.7-1.8份，磷酸蜜胺5.6-6.7份，消泡剂0.6-0.7份，流平剂0.9-1.1份，防霉剂0.6-0.7份，颜料1.6-1.7份，有机溶剂49-50份。
优选地，改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将84-85份环氧树脂和15-16份氯磺化聚乙烯混合均匀，再加入58-59份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由3-甲基丁酮和甲乙酮按体积比为2.3-2.5:4.5-4.8组成，继续加入2.7-2.8份1-(2-叔丁基过氧异丙基)-3-异丙烯基苯、0.8-0.9份硫磺和0.25-0.27份助交联剂TAIC后以455-465rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10.5-11.2℃/min的平均升温速度将温度升至95-96℃，再以1.7-1.8℃/min的平均升温速度将温度升至135-136℃，保温4.8-4.9h后冷却至室温得到改性环氧树脂。
优选地，改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理26-27min得到4.8-4.9wt％物料A，超声处理的频率为25-26KHz，超声处理的功率为1130-1160W，超声处理的脉冲时间为(5-7s，9-11s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为3.8-4.2:7-8，滴加0.25-0.28mol/L的三乙醇胺溶液至pH为7.5-8.5，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以5.5-5.8℃/min的平均升温速度将温度升至156-157℃，保温92-93h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
本发明中采用氯磺化聚乙烯与环氧树脂共混交联改性，大大提高了改性环氧树脂的机械性能、耐臭氧、耐老化、耐油、耐磨、阻燃和绝缘性能，而改性环氧树脂与三聚氰胺甲醛树脂、歧化松香作为成膜物质，大幅提高了本发明的耐热和耐磨性能，而且使本发明固化速度快；磷酸蜜胺作为磷系阻燃剂和氮系阻燃剂，大大提高了本发明的氧指数，提高本发明的阻燃性能，三氧化二锑与氯磺化聚乙烯、氯化锆和氯化石蜡中的氯元素相配合形成协同效应，进一步提高本发明的阻燃性能，而硼酸锌在燃烧的过程中可分解产生水，抑制燃烧过程中的烟雾形成；当电镜下的棒状纳米凹凸棒土被超声处理后均匀的分散在水中，与植酸按3.5-4.5:6-9的重量比配合，滴加三乙醇胺溶液至中性或碱性后反应91-94h，使植酸发挥其强大的螯合作用，在水热体系的高温高压环境中，凹凸棒土的Si-O四面体和Mg-O八面体被分解为单分散结构，植酸中六边形结构的P-OH与单分散结构Si-O键和Mg-O键极易结合，使改性凹凸棒土形成球型结构(由于在三维空间中球型结构最稳定)，从而提高了改性凹凸棒土在有机溶剂中的分散性；改性凹凸棒土、海泡石粉、膨润土、三氧化二锑和硼酸锌相配合，在石油磺酸苯酯和氯化石蜡的辅助下，可更加均匀的分散在改性环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂与歧化松香中，再通过单烷氧基型钛酸酯偶联剂与改性环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂、歧化松香偶联，进一步提高上述各原料之间的相容性；而凹凸棒土通过改性后与海泡石粉、膨润土配合，大幅提高了与改性环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂、歧化松香的相容性；由于改性凹凸棒土、海泡石粉和膨润土具有丰富的表面防腐蚀官能团，大幅提高本发明的耐腐蚀能力；氯化锆和辛酸铝组合形成固化体系，大大提高本发明的固化速度，而且在固化过程中发生有机-无机的原位杂化交联形成三维网状交联结构，由于改性凹凸棒土、海泡石粉和膨润土具有很高的比表面积，促使交联结构极其紧密，大幅提高本发明的耐腐蚀能力。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐磨耐冲击阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂72份，三聚氰胺甲醛树脂18份，歧化松香9份，改性凹凸棒土11份，海泡石粉1份，膨润土4份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1份，石油磺酸苯酯1.4份，氯化石蜡0.3份，氯化锆0.3份，辛酸铝0.05份，硼酸锌4份，三氧化二锑1份，磷酸蜜胺7份，消泡剂0.5份，流平剂1.2份，防霉剂0.5份，颜料1.8份，有机溶剂48份，其中歧化松香的酸值为160mg/g；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将85份环氧树脂和15份氯磺化聚乙烯混合均匀，再加入59份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由3-甲基丁酮和甲乙酮按体积比为2.3:4.8组成，继续加入2.7份1-(2-叔丁基过氧异丙基)-3-异丙烯基苯、0.9份硫磺和0.25份助交联剂TAIC后以465rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10.5℃/min的平均升温速度将温度升至96℃，再以1.7℃/min的平均升温速度将温度升至136℃，保温4.8h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理25min得到5wt％物料A，超声处理的频率为24KHz，超声处理的功率为1200W，超声处理的脉冲时间为(5s，11s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为3.5:9，滴加0.2mol/L的三乙醇胺溶液至pH为9，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以5℃/min的平均升温速度将温度升至158℃，保温91h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
实施例2
本发明提出的一种耐磨耐冲击阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂74份，三聚氰胺甲醛树脂16份，歧化松香11份，改性凹凸棒土10.7份，海泡石粉1.4份，膨润土2.3份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.3份，石油磺酸苯酯1.2份，氯化石蜡0.45份，氯化锆0.17份，辛酸铝0.07份，硼酸锌3.3份，三氧化二锑1.8份，磷酸蜜胺5.6份，消泡剂0.7份，流平剂0.9份，防霉剂0.7份，颜料1.6份，有机溶剂50份，其中歧化松香的酸值为159mg/g；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将83份环氧树脂和17份氯磺化聚乙烯混合均匀，再加入57份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由3-甲基丁酮和甲乙酮按体积比为3:4组成，继续加入2.9份1-(2-叔丁基过氧异丙基)-3-异丙烯基苯、0.7份硫磺和0.3份助交联剂TAIC后以450rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以12℃/min的平均升温速度将温度升至94℃，再以1.9℃/min的平均升温速度将温度升至134℃，保温5h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理28min得到4.7wt％物料A，超声处理的频率为27KHz，超声处理的功率为1100W，超声处理的脉冲时间为(7s，9s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为4.5:6，滴加0.3mol/L的三乙醇胺溶液至pH为7，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以6℃/min的平均升温速度将温度升至155℃，保温94h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
实施例3
本发明提出的一种耐磨耐冲击阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂73份，三聚氰胺甲醛树脂17份，歧化松香10份，改性凹凸棒土10.9份，海泡石粉1.2份，膨润土3.2份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.2份，石油磺酸苯酯1.3份，氯化石蜡0.36份，氯化锆0.26份，辛酸铝0.06份，硼酸锌3.5份，三氧化二锑1.7份，磷酸蜜胺6.7份，消泡剂0.6份，流平剂1.1份，防霉剂0.6份，颜料1.7份，有机溶剂49份，其中歧化松香的酸值为157mg/g；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将86份环氧树脂和14份氯磺化聚乙烯混合均匀，再加入60份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由3-甲基丁酮和甲乙酮按体积比为2:5组成，继续加入2.6份1-(2-叔丁基过氧异丙基)-3-异丙烯基苯、1份硫磺和0.2份助交联剂TAIC后以470rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10℃/min的平均升温速度将温度升至97℃，再以1.6℃/min的平均升温速度将温度升至137℃，保温4.7h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理26min得到4.9wt％物料A，超声处理的频率为25KHz，超声处理的功率为1160W，超声处理的脉冲时间为(6s，11s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为3.8:8，滴加0.25mol/L的三乙醇胺溶液至pH为8.5，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以5.5℃/min的平均升温速度将温度升至157℃，保温92h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
实施例4
本发明提出的一种耐磨耐冲击阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性环氧树脂75份，三聚氰胺甲醛树脂15份，歧化松香12份，改性凹凸棒土10份，海泡石粉2份，膨润土2份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.4份，石油磺酸苯酯1.1份，氯化石蜡0.5份，氯化锆0.1份，辛酸铝0.08份，硼酸锌3份，三氧化二锑2份，磷酸蜜胺5份，消泡剂0.8份，流平剂0.8份，防霉剂0.8份，颜料1.5份，有机溶剂51份，其中歧化松香的酸值为158mg/g；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将84份环氧树脂和16份氯磺化聚乙烯混合均匀，再加入58份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由3-甲基丁酮和甲乙酮按体积比为2.5:4.5组成，继续加入2.8份1-(2-叔丁基过氧异丙基)-3-异丙烯基苯、0.8份硫磺和0.27份助交联剂TAIC后以455rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以11.2℃/min的平均升温速度将温度升至95℃，再以1.8℃/min的平均升温速度将温度升至135℃，保温4.9h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理27min得到4.8wt％物料A，超声处理的频率为26KHz，超声处理的功率为1130W，超声处理的脉冲时间为(7s，10s)，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为4.2:7，滴加0.28mol/L的三乙醇胺溶液至pH为7.5，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以5.8℃/min的平均升温速度将温度升至156℃，保温93h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种耐磨耐冲击阻燃涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性环氧树脂72-75份，三聚氰胺甲醛树脂15-18份，歧化松香9-12份，改性凹凸棒土10-11份，海泡石粉1-2份，膨润土2-4份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1-1.4份，石油磺酸苯酯1.1-1.4份，氯化石蜡0.3-0.5份，氯化锆0.1-0.3份，辛酸铝0.05-0.08份，硼酸锌3-4份，三氧化二锑1-2份，磷酸蜜胺5-7份，消泡剂0.5-0.8份，流平剂0.8-1.2份，防霉剂0.5-0.8份，颜料1.5-1.8份，有机溶剂48-51份；
其中改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将83-86份环氧树脂和14-17份氯磺化聚乙烯混合均匀，再加入57-60份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由3-甲基丁酮和甲乙酮按体积比为2-3:4-5组成，继续加入2.6-2.9份1-(2-叔丁基过氧异丙基)-3-异丙烯基苯、0.7-1份硫磺和0.2-0.3份助交联剂TAIC后以450-470rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10-12℃/min的平均升温速度将温度升至94-97℃，再以1.6-1.9℃/min的平均升温速度将温度升至134-137℃，保温4.7-5h后冷却至室温得到改性环氧树脂；
改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理25-28min得到4.7-5wt％物料A，超声处理的频率为24-27KHz，超声处理的功率为1100-1200W，超声处理的脉冲工作时间为5-7s，超声处理的脉冲间隔时间为9-11s，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为3.5-4.5:6-9，滴加0.2-0.3mol/L的三乙醇胺溶液至pH为7-9，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以5-6℃/min的平均升温速度将温度升至155-158℃，保温91-94h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
2.根据权利要求1所述耐磨耐冲击阻燃涂料，其特征在于，歧化松香的酸值为157-160mg/g。
3.根据权利要求1或2所述耐磨耐冲击阻燃涂料，其特征在于，改性环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂和歧化松香的重量比为73-74：16-17：10-11。
4.根据权利要求1或2所述耐磨耐冲击阻燃涂料，其特征在于，改性凹凸棒土、海泡石粉和膨润土的重量比为10.7-10.9：1.2-1.4：2.3-3.2。
5.根据权利要求1或2所述耐磨耐冲击阻燃涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性环氧树脂73-74份，三聚氰胺甲醛树脂16-17份，歧化松香10-11份，改性凹凸棒土10.7-10.9份，海泡石粉1.2-1.4份，膨润土2.3-3.2份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.2-1.3份，石油磺酸苯酯1.2-1.3份，氯化石蜡0.36-0.45份，氯化锆0.17-0.26份，辛酸铝0.06-0.07份，硼酸锌3.3-3.5份，三氧化二锑1.7-1.8份，磷酸蜜胺5.6-6.7份，消泡剂0.6-0.7份，流平剂0.9-1.1份，防霉剂0.6-0.7份，颜料1.6-1.7份，有机溶剂49-50份。
6.根据权利要求1或2所述耐磨耐冲击阻燃涂料，其特征在于，改性环氧树脂的制备方法包括：按重量份将84-85份环氧树脂和15-16份氯磺化聚乙烯混合均匀，再加入58-59份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由3-甲基丁酮和甲乙酮按体积比为2.3-2.5:4.5-4.8组成，继续加入2.7-2.8份1-(2-叔丁基过氧异丙基)-3-异丙烯基苯、0.8-0.9份硫磺和0.25-0.27份助交联剂TAIC后以455-465rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以10.5-11.2℃/min的平均升温速度将温度升至95-96℃，再以1.7-1.8℃/min的平均升温速度将温度升至135-136℃，保温4.8-4.9h后冷却至室温得到改性环氧树脂。
7.根据权利要求1或2所述耐磨耐冲击阻燃涂料，其特征在于，改性凹凸棒土的制备过程中，取纳米凹凸棒土置于水中进行超声处理26-27min得到4.8-4.9wt％物料A，超声处理的频率为25-26KHz，超声处理的功率为1130-1160W，超声处理的脉冲工作时间为5-7s，超声处理的脉冲间隔时间为9-11s，将物料A和植酸加入水热反应釜内胆中，物料A和植酸的重量比为3.8-4.2:7-8，滴加0.25-0.28mol/L的三乙醇胺溶液至pH为7.5-8.5，密封后放入烘箱中，将烘箱温度以5.5-5.8℃/min的平均升温速度将温度升至156-157℃，保温92-93h，冷却到室温得到改性凹凸棒土。
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