CN105623486B - 一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料及其制备方法，该涂料包括如下质量份的原料组成：水性醇酸树脂25～40份，可瓷化填料13～35份，助熔剂5～11份，分散剂0.3～0.8份。制备步骤如下：(1)将水性醇酸树脂、助溶剂和水混合，搅拌下，用适量三乙胺调整pH值为7～9；(2)加入颜料、可瓷化填料、助熔剂、分散剂和水性催干剂，高速搅拌分散均匀；(3)研磨至细度≤20μm，检测pH值，调节pH值为7～9，过滤，即得。本发明的涂料，在高温或遇火燃烧时，能够形成坚硬致密的陶瓷体，起到防火作用。以去离子水为溶剂，对环境无污染，施工方便，所用工具易于用水清洗。

Description

一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。
背景技术
随着国际范围内的能源紧张和环境保护法的进一步完善，油性涂料在制备和使用过程中挥发性有机物(VOC)的排放将进一步受到限制，因此水性涂料已成为21世纪涂料工业的研究开发方向之一，其中水性醇酸树脂涂料因较少依赖石油而成为水性涂料中研究最多应用最广泛的涂料之一。
水性醇酸树脂涂料继承了醇酸树脂涂料的优点，而且可以通过改性获得良好的耐候性、耐水性、耐腐蚀性、附着力、干燥性等，同时大大地降低了VOC的含量，顺应了环保要求。随着人们生活水平的提高和科技的进步，对涂料也有了更高的要求，要符合国际流行的“四E”(经济、环保、高效及性能卓越)，尤其是安全性和环保性等。目前，市场上应用水性醇酸树脂涂料大多缺乏阻燃性，少量阻燃型水性醇酸树脂涂料多是采用共混添加型阻燃剂的方法，较大的阻燃剂添加量会恶化材料的使用性能，也会造成二次污染。因此，研发生产并使用阻燃水性醇酸树脂涂料具有十分重大的意义。
中国专利文件CN104726020A(申请号：201410506684.2)公开了一种核级耐高温防火涂料及其制备方法，该防火涂料由A、B组分组成，A组分含有苯基乙烯基硅油、成磁填料、陶瓷化助剂以及其他保温隔热填料；B组分含有交联剂、偶联剂、Pt催化剂；使用时，将A组分与B组分按质量比15:1混合，于室温固化成膜。但该防火涂料使用前需将A、B两组份混匀，需现用现配，操作复杂，而且若有剩余，则因固化而无法储存，造成浪费。
中国专利文件CN 104231849A(申请号：201410416717.4)公开了一种阻燃粉末涂料，其是由下述重量份的原料制得：瓷化钙4-5、环氧树脂粉末45-55、氮化铝粉末1-2、羧基饱和聚酯树脂10-20,硅藻土3-5、二氧化钛0.2-0.4、硅烷偶联剂kh5701-2、硼酸锌3-5、邻苯二甲酸酐0.1-0.2、冰醋酸0.1-0.2、三聚氰胺胶粉1-2、十二烷基硫酸钠0.1-0.5、聚酰胺固化剂6511-2、复配胶黏剂1-2。但是，该阻燃粉末涂料在生产、包装、搬运及使用过程中易产生粉尘，污染环境，对操作人员的健康带来危害。
发明内容
针对现有阻燃涂料存在的不足，本发明提供一种可陶瓷化水性醇酸树脂涂料及其制备方法。该可陶瓷化水性醇酸树脂涂料使用后形成的涂膜在常温下保留了水性醇酸树脂涂料的优点，同时遇高温燃烧时可形成坚硬的陶瓷保护层，起到隔绝火焰和防火的作用，是一种综合性能优异的涂料。
本发明的技术方案如下：
一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料，包括如下质量份的原料组成：
水性醇酸树脂25～40份，可瓷化填料13～35份，助熔剂5～11份，分散剂0.3～0.8份。
根据本发明，优选的，所述的高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料，还包括助溶剂1.5～4.5份。
根据本发明，优选的，所述的高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料，还包括颜料2～6份。
根据本发明，优选的，所述的高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料，还包括催干剂0.5～2.5份。
根据本发明，优选的，所述的高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料，还包括去离子水25～50份。
根据本发明，优选的，所述的水性醇酸树脂为有机硅改性的水性醇酸树脂或丙烯酸改性的水性醇酸树脂。本发明所用的水性醇酸树脂可市场购得，也可按现有技术制备得到。
根据本发明，优选的，所述的可瓷化填料为云母、硅灰石、高岭土和/或膨润土。
根据本发明，优选的，所述的助熔剂为玻璃粉、含硼化合物和/或氧化锌；进一步优选的，所述的玻璃粉为软化点为350～800℃的低融玻璃粉；所述的含硼化合物为硼酸锌。
根据本发明，优选的，所述的助溶剂为丁基溶纤剂、乙基溶纤剂、仲丁醇和/或丁醇。
根据本发明，优选的，所述的颜料为钛白粉、立德粉、氧化铁红、氧化铁黄、群青和/或炭黑。
根据本发明，优选的，所述的催干剂为HLD061钴水性催干剂和/或HLD064锰水性催干剂。
根据本发明，上述高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水性醇酸树脂、助溶剂和水混合，搅拌下，用适量三乙胺调整pH值为7～9；
(2)向步骤(1)所得物料中加入颜料、可瓷化填料、助熔剂、分散剂和水性催干剂，高速搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)得到的物料研磨至细度≤20μm，检测pH值，调节pH值为7～9，过滤，即得高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料。
根据本发明的制备方法，优选的，调节pH值所用试剂为氨水或有机胺；进一步优选的，所述的有机胺为三乙胺。
本发明的高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料使用后，当漆膜遇明火或高温时，树脂基体首先分解成无定形炭层，随着温度升高到助熔剂的软化点时，助熔剂开始熔融，所形成的液相分散在炭层和成瓷填料的界面之间，起到桥联作用，相互粘结形成整体，并在高温下成瓷填料的边缘和助熔剂发生共晶反应形成共晶相，最后形成了形状稳定、具有自支撑性的连续致密的坚硬陶瓷体，从而阻止了火焰向材料内部蔓延起，到防火作用。与其他现有的防火涂料相比，本发明的高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料具有如下优势：所用溶剂为去离子水，大大地降低了VOC的含量；该涂料为单组份，施工方便；施工后，所用工具易于用水清洗。
本发明的有益效果如下：
本发明的涂料，在高温或遇火燃烧时，能够形成坚硬致密的陶瓷体，起到防火作用。以去离子水为溶剂，对环境无污染，施工方便，所用工具易于用水清洗。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规市购产品或按现有技术制备。
实施例1
一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在带有搅拌的1000mL三口烧瓶中，加入固含量为70％(W/W)水性有机硅改性醇酸树脂320g，助溶剂丁基溶纤剂23g，去离子水325g，搅拌下加入适量三乙胺，调整pH值为7.5～8.5；
(2)向步骤(1)所得物料中加入着色颜料氧化铁红55g，可瓷化填料云母125g、硅灰石85g，助熔剂低融玻璃粉53g，分散剂5g，HLD061钴水性催干剂9g，高速分散0.5h；
(3)将步骤(2)得到的物料用砂磨机研磨至细度≤20μm，检测浆液的pH值，用三乙胺调节pH值为7.5～8.5；然后过滤，即得高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料。
本实施例所得高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料的性能检测结果如表1所示：
表1
由表1可知，本发明的高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料具有良好的耐冲击性、耐水性、耐盐雾性和稳定性，灼烧后形成坚硬的陶瓷膜，具有优良的阻燃性能。
实施例2
一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在带有搅拌的1000mL三口烧瓶中，加入固含量为75％(W/W)水性丙烯酸改性醇酸树脂310g，助溶剂仲丁醇18g，去离子水300g，搅拌下加入三乙胺，调整pH值为7.5～8.5；
(2)向步骤(1)所得物料中加入着色颜料钛白粉35g，可瓷化填料云母180g、硅灰石70g，助熔剂低融玻璃粉20g、硼酸锌50g，分散剂6g，HLD064锰催干剂11g，高速搅拌分散0.5h；
(3)将步骤(2)得到的物料用砂磨机研磨至细度≤20μm，检测浆液的pH值，用三乙胺调节pH值为7.5～8.5；然后过滤，即得高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料。
实施例3
一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在带有搅拌的1000mL三口烧瓶中，加入固含量为70％(W/W)水性有机硅改性醇酸树脂260g，助溶剂丁醇15g，去离子水330g，搅拌下加入三乙胺，调整pH值为7.5～8.5；
(2)向步骤(1)所得物料中加入着色颜料炭黑20g，可瓷化填料云母180g、硅灰石137g，助熔剂氧化锌15g、硼酸锌35g，分散剂3g，HLD061钴催干剂5g，高速搅拌分散0.5h；
(3)将步骤(2)得到的物料用砂磨机研磨至细度≤20μm，检测浆液的pH值，用三乙胺调节pH值为7.5～8.5；然后过滤，即得高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料。
实施例4
一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在带有搅拌的1000mL三口烧瓶中，加入固含量为65％(W/W)水性丙烯酸改性醇酸树脂390g，助溶剂丁醇40g，去离子水250g，搅拌下加入三乙胺，调整pH值为7.5～8.5；
(2)向步骤(1)所得物料中加入着色颜料氧化铁红60g，可瓷化填料云母90g、膨润土40g，助熔剂氧化锌35g、硼酸锌65g，分散剂8g，HLD064锰催干剂22g，高速搅拌分散0.5h；
(3)将步骤(2)得到的物料用砂磨机研磨至细度≤20μm，检测浆液的pH值，用三乙胺调节pH值为7.5～8.5；然后过滤，即得高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料。

Claims (1)

1.一种高温可瓷化阻燃水性醇酸树脂涂料，其特征在于，该涂料由如下质量份的原料组成：
水性醇酸树脂25~40份，可瓷化填料13~35份，助熔剂5~11份，分散剂0.3~0.8份，助溶剂1.5~4.5份，颜料2~6份，催干剂0.5~2.5份，去离子水25~50份；
所述的水性醇酸树脂为有机硅改性的水性醇酸树脂或丙烯酸改性的水性醇酸树脂；
所述的可瓷化填料为云母、硅灰石、高岭土和/或膨润土；
所述的助熔剂为玻璃粉和/或硼酸锌；所述的玻璃粉为软化点为350~800 ℃的低融玻璃粉；
所述的助溶剂为丁基溶纤剂、乙基溶纤剂、仲丁醇和/或丁醇。
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