CN105505171A - 一种高阻燃水性聚氨酯木器漆 - Google Patents

一种高阻燃水性聚氨酯木器漆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮3-6份、乙二醇丁醚5-12份、去离子水25-35份、纳米银1-5份、竹炭粉2-5份、消泡剂0.1-0.5份、润湿剂0.1-0.5份、增稠剂0.5-2份、改性三氧化二锑5-13份、二丙基次膦酸铝2-5份、聚丙烯酸铝1-5份、1,3-二羟基丙酮1-2.5份、己二酸二酰肼2-5份。本发明提出的高阻燃水性聚氨酯木器漆，其阻燃性好，附着力强，且具有优异的抗菌性，能满足木器漆的使用要求。

Description

一种高阻燃水性聚氨酯木器漆
技术领域
本发明涉及木器漆技术领域，尤其涉及一种高阻燃水性聚氨酯木器漆。
背景技术
水性木器漆由于不含有机溶剂、安全、环保、健康，而受到人们的青睐，被成功开发并大量投发市场，满足了人们的装饰、装修需求。其中，聚氨酯水性木器漆具有更好的耐腐蚀、耐老化性能，目前已被成功使用在涂料、纺织、服装等多个领域。但是，由于聚氨酯漆膜具有燃烧速度快，且燃烧过程中会产生有毒气体的缺陷，这就造成了现有的大部分聚氨酯木器漆在使用的过程中阻燃性能欠佳，限制了聚氨酯水性木器漆的应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其阻燃性好，附着力强，且具有优异的抗菌性，能满足木器漆的使用要求。
本发明提出的一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮3-6份、乙二醇丁醚5-12份、去离子水25-35份、纳米银1-5份、竹炭粉2-5份、消泡剂0.1-0.5份、润湿剂0.1-0.5份、增稠剂0.5-2份、改性三氧化二锑5-13份、二丙基次膦酸铝2-5份、聚丙烯酸铝1-5份、1,3-二羟基丙酮1-2.5份、己二酸二酰肼2-5份；
其中，所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，在室温下搅拌均匀得到反应液，用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮4.5-5.2份、乙二醇丁醚8-10份、去离子水28-32份、纳米银3.2-4份、竹炭粉3.2-4份、消泡剂0.3-0.38份、润湿剂0.25-0.4份、增稠剂1.2-1.6份、改性三氧化二锑8.6-10份、二丙基次膦酸铝3.2-4份、聚丙烯酸铝3.2-3.8份、1,3-二羟基丙酮1.6-2份、己二酸二酰肼3-3.6份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮5份、乙二醇丁醚8.6份、去离子水30份、纳米银3.6份、竹炭粉3.8份、消泡剂0.35份、润湿剂0.3份、增稠剂1.5份、改性三氧化二锑9份、二丙基次膦酸铝3.6份、聚丙烯酸铝3.5份、1,3-二羟基丙酮1.8份、己二酸二酰肼3.2份。
优选地，所述纳米银的平均粒径为20-40nm。
优选地，所述消泡剂为磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、二甲基硅油、苯甲基硅油中的一种或者多种的混合物。
优选地，在改性三氧化二锑的制备过程中，反应液中，氢氧化铝的浓度为150-185g/L，氢氧化铝与三氯化锑的重量比为4-10:3-5。
优选地，在改性三氧化二锑的制备过程中，加入研磨机的十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的1-2.5％。
优选地，在改性三氧化二锑的制备过程中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为10-20:2-5。
优选地，在改性三氧化二锑的制备过程中，在研磨的过程中，搅拌速度为800-1100r/min，研磨时间为80-110min。
优选地，所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中形成浓度为170g/L的溶液，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，其中，三氯化锑与氢氧化铝的重量比为4：7，在室温下搅拌均匀得到反应液，用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，其中，十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的2％，加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑；其中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为17:3；在研磨的过程中，搅拌速度为1000r/min，研磨时间为100min。
本发明中，以水性聚氨酯乳液作为高阻燃水性聚氨酯木器漆的成膜物质，赋予木器漆优异的耐腐蚀和耐老化性能，为了改善其阻燃性，配合添加了改性三氧化二锑、二丙基次膦酸铝、聚丙烯酸铝对其进行改性，其中，在改性三氧化二锑的制备过程中，选择了氢氧化铝、三氯化锑为原料进行反应，在反应的过程中生成的三氧化锑均匀的包覆在了棱角六柱状晶体氢氧化铝的表面，获得了复合颗粒，将复合颗粒利用十八烷基二甲基苄基氯化铵改性，使十八烷基二甲基苄基氯化铵均匀覆盖在了复合颗粒的表面，与钠基蒙脱土混合后，复合颗粒表面的十八烷基二甲基苄基氯化铵与钠基蒙脱土发生了离子交换作用，使十八烷基二甲基苄基氯化铵改性后的复合颗粒顺利地插入到了钠基蒙脱土的片层间，增大了钠基蒙脱土的层间距，使钠基蒙脱土均匀分散在了体系中，与二丙基次膦酸铝和聚丙烯酸铝具有协同作用，显著提高了木器漆的耐热性、耐水性和阻燃性，同时体系中加入了纳米银和竹炭粉进行配合，赋予木器漆一定的抗菌性和防霉性；另外，1,3-二羟基丙酮中含有活性羟基和酮基，在木器漆成膜的过程中，一方面，其中的羟基能与体系中的羟基等活性基团反应，提高了木器漆的交联密度，改善了木器漆的耐水性和耐热性，另一方面，在木器漆固化的过程中，其中的酮基可以与己二酸二酰肼进行反应，从而提高了木器漆的固化速度，进一步改善了木器漆的综合性能。
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
本发明提出的一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮6份、乙二醇丁醚5份、去离子水35份、纳米银1份、竹炭粉5份、消泡剂0.1份、润湿剂0.5份、增稠剂2份、改性三氧化二锑13份、二丙基次膦酸铝2份、聚丙烯酸铝5份、1,3-二羟基丙酮1份、己二酸二酰肼5份；
其中，所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中，其中，氢氧化铝的浓度为150g/L，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，氢氧化铝与三氯化锑的重量比为6.5:3.5，在室温下搅拌均匀得到反应液；用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，其中，十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的2.1％；加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑，其中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为18:3；在研磨的过程中，搅拌速度为800r/min，研磨时间为110min。
实施例2
本发明提出的一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮3份、乙二醇丁醚12份、去离子水25份、纳米银5份、竹炭粉2份、磷酸三丁酯0.1份、磷酸三苯酯0.2份、二甲基硅油0.1份、苯甲基硅油0.1份、润湿剂0.1份、增稠剂0.5份、改性三氧化二锑5份、二丙基次膦酸铝5份、聚丙烯酸铝1份、1,3-二羟基丙酮2.5份、己二酸二酰肼2份；
其中，所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中，其中，氢氧化铝的浓度为185g/L，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，氢氧化铝与三氯化锑的重量比为7:4，在室温下搅拌均匀得到反应液；用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，其中，十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的1.3％；加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑，其中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为13:4；在研磨的过程中，搅拌速度为1100r/min，研磨时间为80min。
实施例3
本发明提出的一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮5.2份、乙二醇丁醚8份、去离子水32份、纳米银3.2份、竹炭粉4份、二甲基硅油0.2份、苯甲基硅油0.1份、润湿剂0.4份、增稠剂1.2份、改性三氧化二锑10份、二丙基次膦酸铝3.2份、聚丙烯酸铝3.8份、1,3-二羟基丙酮1.6份、己二酸二酰肼3.6份；
其中，所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中，其中，氢氧化铝的浓度为175g/L，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，氢氧化铝与三氯化锑的重量比为10:3，在室温下搅拌均匀得到反应液；用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，其中，十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的2.5％；加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑，其中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为20:5；在研磨的过程中，搅拌速度为900r/min，研磨时间为100min。
实施例4
本发明提出的一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮4.5份、乙二醇丁醚10份、去离子水28份、纳米银4份、竹炭粉3.2份、磷酸三苯酯0.2份、二甲基硅油0.18份、润湿剂0.25份、增稠剂1.6份、改性三氧化二锑8.6份、二丙基次膦酸铝4份、聚丙烯酸铝3.2份、1,3-二羟基丙酮2份、己二酸二酰肼3份；
其中，所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中，其中，氢氧化铝的浓度为165g/L，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，氢氧化铝与三氯化锑的重量比为4:5，在室温下搅拌均匀得到反应液；用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，其中，十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的1％；加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑，其中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为10:2；在研磨的过程中，搅拌速度为1050r/min，研磨时间为90min。
实施例5
本发明提出的一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮5份、乙二醇丁醚8.6份、去离子水30份、纳米银3.6份、竹炭粉3.8份、磷酸三丁酯0.35份、润湿剂0.3份、增稠剂1.5份、改性三氧化二锑9份、二丙基次膦酸铝3.6份、聚丙烯酸铝3.5份、1,3-二羟基丙酮1.8份、己二酸二酰肼3.2份；
其中，所述纳米银的平均粒径为30nm；
所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中形成浓度为170g/L的溶液，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，其中，三氯化锑与氢氧化铝的重量比为4：7，在室温下搅拌均匀得到反应液，用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，其中，十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的2％，加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑；其中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为17:3；在研磨的过程中，搅拌速度为1000r/min，研磨时间为100min。
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 (10)

1.一种高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮3-6份、乙二醇丁醚5-12份、去离子水25-35份、纳米银1-5份、竹炭粉2-5份、消泡剂0.1-0.5份、润湿剂0.1-0.5份、增稠剂0.5-2份、改性三氧化二锑5-13份、二丙基次膦酸铝2-5份、聚丙烯酸铝1-5份、1,3-二羟基丙酮1-2.5份、己二酸二酰肼2-5份；
其中，所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，在室温下搅拌均匀得到反应液，用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑。
2.根据权利要求1所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮4.5-5.2份、乙二醇丁醚8-10份、去离子水28-32份、纳米银3.2-4份、竹炭粉3.2-4份、消泡剂0.3-0.38份、润湿剂0.25-0.4份、增稠剂1.2-1.6份、改性三氧化二锑8.6-10份、二丙基次膦酸铝3.2-4份、聚丙烯酸铝3.2-3.8份、1,3-二羟基丙酮1.6-2份、己二酸二酰肼3-3.6份。
3.根据权利要求1或2所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液100份、N-甲基吡咯烷酮5份、乙二醇丁醚8.6份、去离子水30份、纳米银3.6份、竹炭粉3.8份、消泡剂0.35份、润湿剂0.3份、增稠剂1.5份、改性三氧化二锑9份、二丙基次膦酸铝3.6份、聚丙烯酸铝3.5份、1,3-二羟基丙酮1.8份、己二酸二酰肼3.2份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，所述纳米银的平均粒径为20-40nm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、二甲基硅油、苯甲基硅油中的一种或者多种的混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，在改性三氧化二锑的制备过程中，反应液中，氢氧化铝的浓度为150-185g/L，氢氧化铝与三氯化锑的重量比为4-10:3-5。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，在改性三氧化二锑的制备过程中，加入研磨机的十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的1-2.5％。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，在改性三氧化二锑的制备过程中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为10-20:2-5。
9.根据权利要求1-8中任一项所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，在改性三氧化二锑的制备过程中，在研磨的过程中，搅拌速度为800-1100r/min，研磨时间为80-110min。
10.根据权利要求1-9中任一项所述高阻燃水性聚氨酯木器漆，其特征在于，所述改性三氧化二锑按照以下工艺进行制备：将氢氧化铝加入水中形成浓度为170g/L的溶液，然后加入三氯化锑的乙醇溶液，其中，三氯化锑与氢氧化铝的重量比为4：7，在室温下搅拌均匀得到反应液，用氨水调节反应液的pH得到沉淀物，经过滤、干燥、粉碎得到复合颗粒；将复合颗粒和十八烷基二甲基苄基氯化铵加入研磨机混合均匀，其中，十八烷基二甲基苄基氯化铵的重量为复合颗粒重量的2％，加入钠基蒙脱土后进行研磨得到所述改性三氧化二锑；其中，加入的钠基蒙脱土的重量与复合颗粒的重量比为17:3；在研磨的过程中，搅拌速度为1000r/min，研磨时间为100min。
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