CN104231836A - 一种可降解改性阻燃涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解改性阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂72-75份，萜烯树脂15-18份，聚乙烯树脂4-7份，羧甲基纤维素钠1-2份，三聚磷酸钠4-5份，气相二氧化硅12-13份，沸石粉4-5份，有机膨润土1-3份，硅烷偶联剂A-1721.5-1.8份，邻苯二甲酸二环己酯1.5-1.8份，聚癸二酸丙二醇酯0.7-1份，纳米氢氧化铝23-26份，微胶囊化红磷3-4份，三聚氰胺12-15份，固化剂0.2-0.5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，溶剂52-55份。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种可降解改性阻燃涂料。
背景技术
现在行业中，涂料的种类繁多，涂料的配方和加工工艺的差别，所以涂料的各方面性能也参差不齐，因此怎样提高涂料机械强度和附着力，提高涂料耐热阻燃和耐冲击性能，是本行业领域内需要解决的问题。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种可降解改性阻燃涂料，具有优异的耐热阻燃和耐冲击性能，而且塑性和附着力良好。
本发明提出的一种可降解改性阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂72-75份，萜烯树脂15-18份，聚乙烯树脂4-7份，羧甲基纤维素钠1-2份，三聚磷酸钠4-5份，气相二氧化硅12-13份，沸石粉4-5份，有机膨润土1-3份，硅烷偶联剂A-1721.5-1.8份，邻苯二甲酸二环己酯1.5-1.8份，聚癸二酸丙二醇酯0.7-1份，纳米氢氧化铝23-26份，微胶囊化红磷3-4份，三聚氰胺12-15份，固化剂0.2-0.5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，溶剂52-55份；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将72-75份聚乳酸PLA和65-68份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为8-10:0.8-1组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至87-90℃，再加入4-5份马来酸酐和1.7-2份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以220-240rpm的搅拌速度搅拌7-8h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为3-5:5-7构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥50-55min得到物料B，干燥温度为80-85℃；向物料B中加入第三混合溶液后以180-200rpm的搅拌速度搅拌31-34min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1-1.3:4-7，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2-3:7-8组成，继续加入38-42份葛根淀粉和21-24份大豆蛋白并将pH值调整为4-6，接着升温至130-135℃后，以120-140rpm的搅拌速度搅拌50-53min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.2-1.5h得到改性混合树脂，干燥温度为73-76℃。
所述沉淀完全为向反应容器中加入第二混合溶剂产生沉淀现象后，继续加入第二混合溶剂直至沉淀物不再增加，则称之为沉淀完全。
优选地，以铁-钴比色法计，萜烯树脂的色度为0-1。
优选地，改性混合树脂、萜烯树脂和聚乙烯树脂的重量比为73-74：16-17：5-6。
优选地，其原料按重量份包括：改性混合树脂73-74份，萜烯树脂16-17份，聚乙烯树脂5-6份，羧甲基纤维素钠1.3-1.6份，三聚磷酸钠4.6-4.9份，气相二氧化硅12.5-12.7份，沸石粉4.2-4.5份，有机膨润土1.4-2.5份，硅烷偶联剂A-1721.6-1.7份，邻苯二甲酸二环己酯1.6-1.7份，聚癸二酸丙二醇酯0.8-0.9份，纳米氢氧化铝24-25份，微胶囊化红磷3.3-3.8份，三聚氰胺13-14份，固化剂0.3-0.4份，消泡剂0.6-0.7份，平流剂0.9-1.1份，防霉剂0.6-0.7份，颜料1.6-1.7份，溶剂53-54份。
优选地，改性混合树脂的制备过程中，按重量份将73-74份聚乳酸PLA和66-67份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为8.5-9.2:0.82-0.91组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至88-89℃，再加入4.4-4.7份马来酸酐和1.8-1.9份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以225-235rpm的搅拌速度搅拌7.7-7.9h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为3.3-4.7:5.2-6.7构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥52-53min得到物料B，干燥温度为83-84℃；向物料B中加入第三混合溶液后以185-195rpm的搅拌速度搅拌32-33min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1.1-1.2:5-6，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2.2-2.5:7.5-7.8组成，继续加入39-40份葛根淀粉和22-23份大豆蛋白并将pH值调整为4.5-5.5，接着升温至131-133℃后，以125-135rpm的搅拌速度搅拌51-52min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.3-1.4h得到改性混合树脂，干燥温度为74-75℃。
本发明采用聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV共混后，与葛根淀粉和大豆蛋白通过马来酸酐接枝得到改性混合树脂，提高了葛根淀粉、大豆蛋白、聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸之间的相容性，而且改性混合树脂采用的均为可生物降解的材料，在细菌的作用下，可分解成为CO2和H2O，不会产生白色污染；改性混合树脂与萜烯树脂、聚乙烯树脂配合作为主料并加入溶剂，大大提高了本发明的耐磨性、电绝缘性、耐腐蚀性、耐光、耐热和柔韧性，而且可降低本发明的吸水性，再加入羧甲基纤维素钠与改性混合树脂、萜烯树脂、聚乙烯树脂配合使用可提高本发明的稠度，还能进一步提高本发明韧性和抗冲击性能；气相二氧化硅、沸石粉、有机膨润土、纳米氢氧化铝、微胶囊化红磷作为填充剂，通过硅烷偶联剂A-172与主料偶联，进一步提高上述各原料之间的相容性，而三聚磷酸钠可促进气相二氧化硅、沸石粉、有机膨润土、纳米氢氧化铝、微胶囊化红磷均匀分散在主料中，保证本发明性能的均一性；由于气相二氧化硅、沸石粉、有机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；纳米氢氧化铝、微胶囊化红磷和三聚氰胺配合形成阻燃体系，其中三聚氰胺作为氮系阻燃剂，微胶囊化红磷作为磷系阻燃剂，大大提高了本发明的氧指数，提高本发明的阻燃性能，而纳米氢氧化铝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。
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
本发明提出的一种可降解改性阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂72份，萜烯树脂18份，聚乙烯树脂4份，羧甲基纤维素钠2份，三聚磷酸钠4份，气相二氧化硅13份，沸石粉4份，有机膨润土3份，硅烷偶联剂A-1721.5份，邻苯二甲酸二环己酯1.8份，聚癸二酸丙二醇酯0.7份，纳米氢氧化铝26份，微胶囊化红磷3份，三聚氰胺15份，固化剂0.2份，消泡剂0.8份，平流剂0.8份，防霉剂0.8份，颜料1.5份，溶剂55份，其中萜烯树脂的色度为1(以铁-钴比色法计)；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将75份聚乳酸PLA和65份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为25:2组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至90℃，再加入4份马来酸酐和2份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以220rpm的搅拌速度搅拌8h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为3:7构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥50min得到物料B，干燥温度为85℃；向物料B中加入第三混合溶液后以180rpm的搅拌速度搅拌34min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1:7，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为1:4组成，继续加入38份葛根淀粉和24份大豆蛋白并将pH值调整为4，接着升温至135℃后，以120rpm的搅拌速度搅拌53min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.2h得到改性混合树脂，干燥温度为76℃。
实施例2
本发明提出的一种可降解改性阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂74份，萜烯树脂16份，聚乙烯树脂6份，羧甲基纤维素钠1.3份，三聚磷酸钠4.9份，气相二氧化硅12.5份，沸石粉4.5份，有机膨润土1.4份，硅烷偶联剂A-1721.7份，邻苯二甲酸二环己酯1.6份，聚癸二酸丙二醇酯0.9份，纳米氢氧化铝24份，微胶囊化红磷3.8份，三聚氰胺13份，固化剂0.4份，消泡剂0.6份，平流剂1.1份，防霉剂0.6份，颜料1.7份，溶剂53份；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将73份聚乳酸PLA和67份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为8.5:0.91组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至88℃，再加入4.7份马来酸酐和1.8份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以235rpm的搅拌速度搅拌7.7h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为4.7:5.2构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥53min得到物料B，干燥温度为83℃；向物料B中加入第三混合溶液后以195rpm的搅拌速度搅拌32min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1.2:5，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2.5:7.5组成，继续加入40份葛根淀粉和22份大豆蛋白并将pH值调整为5.5，接着升温至131℃后，以135rpm的搅拌速度搅拌51min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.4h得到改性混合树脂，干燥温度为74℃。
实施例3
本发明提出的一种可降解改性阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂75份，萜烯树脂15份，聚乙烯树脂7份，羧甲基纤维素钠1份，三聚磷酸钠5份，气相二氧化硅12份，沸石粉5份，有机膨润土1份，硅烷偶联剂A-1721.8份，邻苯二甲酸二环己酯1.5份，聚癸二酸丙二醇酯1份，纳米氢氧化铝23份，微胶囊化红磷4份，三聚氰胺12份，固化剂0.5份，消泡剂0.5份，平流剂1.2份，防霉剂0.5份，颜料1.8份，溶剂52份；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将74份聚乳酸PLA和66份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为9.2:0.82组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至89℃，再加入4.4份马来酸酐和1.9份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以225rpm的搅拌速度搅拌7.9h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为3.3:6.7构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥52min得到物料B，干燥温度为84℃；向物料B中加入第三混合溶液后以185rpm的搅拌速度搅拌33min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1.1:6，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2.5:7.5组成，继续加入40份葛根淀粉和22份大豆蛋白并将pH值调整为4.5，接着升温至133℃后，以125rpm的搅拌速度搅拌52min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.3h得到改性混合树脂，干燥温度为75℃。
实施例4
本发明提出的一种可降解改性阻燃涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂73份，萜烯树脂17份，聚乙烯树脂5份，羧甲基纤维素钠1.6份，三聚磷酸钠4.6份，气相二氧化硅12.7份，沸石粉4.2份，有机膨润土2.5份，硅烷偶联剂A-1721.6份，邻苯二甲酸二环己酯1.7份，聚癸二酸丙二醇酯0.8份，纳米氢氧化铝25份，微胶囊化红磷3.3份，三聚氰胺14份，固化剂0.3份，消泡剂0.7份，平流剂0.9份，防霉剂0.7份，颜料1.6份，溶剂54份，其中萜烯树脂的色度为0(以铁-钴比色法计)；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将72份聚乳酸PLA和68份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为8:1组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至87℃，再加入5份马来酸酐和1.7份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以240rpm的搅拌速度搅拌7h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为1:1构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥55min得到物料B，干燥温度为80℃；向物料B中加入第三混合溶液后以200rpm的搅拌速度搅拌31min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1.3:4，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为3:7组成，继续加入42份葛根淀粉和21份大豆蛋白并将pH值调整为6，接着升温至130℃后，以140rpm的搅拌速度搅拌50min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.5h得到改性混合树脂，干燥温度为73℃。
对实施例1-4进行性能测试，选取某款市售涂料作为对照组，检测结果如下：
| 检测项目 | 实施例1-4平均值 | 对照组 | 依据标准 |
| 附着力 | 1级 | 2级 | GB/T 9286-1998 |
| 硬度 | H | HB | GB/T 6739-2006 |
| 粘度(cps) | 27 | 25 | GB/T 1723-1993 |
| 耐冲击(kg×cm) | 60 | 50 | GB/T 1732-1993 |
| 抗流挂性(μm) | 75 | 75 | GB/T 9264-2012 |
| 耐盐雾性(h) | 240 | 216 | GB/T 1771-1991 |
由上表可知：本发明与市面上的涂料相比，硬度、粘度和抗流挂性性能相近，而附着力、耐冲击、耐盐雾性性能优异于市面所售涂料。
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 (5)
1.一种可降解改性阻燃涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性混合树脂72-75份，萜烯树脂15-18份，聚乙烯树脂4-7份，羧甲基纤维素钠1-2份，三聚磷酸钠4-5份，气相二氧化硅12-13份，沸石粉4-5份，有机膨润土1-3份，硅烷偶联剂A-1721.5-1.8份，邻苯二甲酸二环己酯1.5-1.8份，聚癸二酸丙二醇酯0.7-1份，纳米氢氧化铝23-26份，微胶囊化红磷3-4份，三聚氰胺12-15份，固化剂0.2-0.5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，溶剂52-55份；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将72-75份聚乳酸PLA和65-68份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为8-10:0.8-1组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至87-90℃，再加入4-5份马来酸酐和1.7-2份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以220-240rpm的搅拌速度搅拌7-8h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为3-5:5-7构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥50-55min得到物料B，干燥温度为80-85℃；向物料B中加入第三混合溶液后以180-200rpm的搅拌速度搅拌31-34min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1-1.3:4-7，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2-3:7-8组成，继续加入38-42份葛根淀粉和21-24份大豆蛋白并将pH值调整为4-6，接着升温至130-135℃后，以120-140rpm的搅拌速度搅拌50-53min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.2-1.5h得到改性混合树脂，干燥温度为73-76℃。
2.根据权利要求2所述可降解改性阻燃涂料，其特征在于，以铁-钴比色法计，萜烯树脂的色度为0-1。
3.根据权利要求1或2所述可降解改性阻燃涂料，其特征在于，改性混合树脂、萜烯树脂和聚乙烯树脂的重量比为73-74：16-17：5-6。
4.根据权利要求1-3任一项所述可降解改性阻燃涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性混合树脂73-74份，萜烯树脂16-17份，聚乙烯树脂5-6份，羧甲基纤维素钠1.3-1.6份，三聚磷酸钠4.6-4.9份，气相二氧化硅12.5-12.7份，沸石粉4.2-4.5份，有机膨润土1.4-2.5份，硅烷偶联剂A-1721.6-1.7份，邻苯二甲酸二环己酯1.6-1.7份，聚癸二酸丙二醇酯0.8-0.9份，纳米氢氧化铝24-25份，微胶囊化红磷3.3-3.8份，三聚氰胺13-14份，固化剂0.3-0.4份，消泡剂0.6-0.7份，平流剂0.9-1.1份，防霉剂0.6-0.7份，颜料1.6-1.7份，溶剂53-54份。
5.根据权利要求1-4任一项所述可降解改性阻燃涂料，其特征在于，改性混合树脂的制备过程中，按重量份将73-74份聚乳酸PLA和66-67份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为8.5-9.2:0.82-0.91组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至88-89℃，再加入4.4-4.7份马来酸酐和1.8-1.9份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以225-235rpm的搅拌速度搅拌7.7-7.9h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为3.3-4.7:5.2-6.7构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥52-53min得到物料B，干燥温度为83-84℃；向物料B中加入第三混合溶液后以185-195rpm的搅拌速度搅拌32-33min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1.1-1.2:5-6，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2.2-2.5:7.5-7.8组成，继续加入39-40份葛根淀粉和22-23份大豆蛋白并将pH值调整为4.5-5.5，接着升温至131-133℃后，以125-135rpm的搅拌速度搅拌51-52min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.3-1.4h得到改性混合树脂，干燥温度为74-75℃。
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