CN106366740A - 一种高阻燃涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高阻燃涂料,其原料包括:水性丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯树脂、铝溶胶、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、氧化锌、空心玻璃微珠、纳米氧化锆、蒙脱土、纳米二氧化硅、成膜助剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、阻燃剂、水;所述阻燃剂由氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2‑氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷混合而成。本发明提出的高阻燃涂料,其耐水性和耐磨性好,阻燃性能优异,且使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种高阻燃涂料。
背景技术
丙烯酸涂料成膜后具有较高的硬度、优异的光泽和耐化学品性,并且成本较低,广泛地应用于汽车、建筑和家具行业。传统的溶剂型丙烯酸涂料在成膜过程中会释放大量的挥发性有机化合物,对环境造成污染。但是水性丙烯酸涂料仍存在很多不足,例如涂膜硬度偏低,耐磨性不是很好,阻燃性能不是很理想等,阻碍了它的发展。
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涂料,其耐水性和耐磨性好,阻燃性能优异,且使用寿命长。
本发明提出的一种高阻燃涂料,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂5-20份、铝溶胶5-15份、环氧树脂2-10份、聚二甲基硅氧烷2-10份、氧化锌2-5份、空心玻璃微珠2-10份、纳米氧化锆1-5份、蒙脱土1-5份、纳米二氧化硅1-5份、成膜助剂3-11份、消泡剂0.2-1份、流平剂0.1-0.8份、润湿剂0.5-1.2份、阻燃剂3-12份、水5-15份;
其中,所述阻燃剂由氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷混合而成,且氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为1-5:2-8:2-10:1-5:5-20:3-15:2-15:2-10:1-5。
优选地,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂11-14份、铝溶胶7-9份、环氧树脂4.3-5.9份、聚二甲基硅氧烷4.6-6份、氧化锌3.1-3.9份、空心玻璃微珠5.2-6.8份、纳米氧化锆3.4-4份、蒙脱土3.6-4.3份、纳米二氧化硅2.9-3.8份、成膜助剂5.8-7份、消泡剂0.48-0.62份、流平剂0.48-0.6份、润湿剂0.8-1.1份、阻燃剂7.3-8.5份、水9-12份。
优选地,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂12.6份、铝溶胶8.2份、环氧树脂5.2份、聚二甲基硅氧烷5.7份、氧化锌3.7份、空心玻璃微珠6份、纳米氧化锆3.6份、蒙脱土4.2份、纳米二氧化硅3.2份、成膜助剂6.2份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、润湿剂1份、阻燃剂8份、水10份。
优选地,所述纳米氧化锆的平均粒径为30-85nm;所述纳米二氧化硅的平均粒径为40-75nm。
优选地,所述成膜助剂按照以下工艺进行制备:按重量份将2-5份松香、5-12份环氧大豆油在150-165℃下熔融共混均匀,调节温度为75-85℃后加入5-12份甲基丙烯酸十二氟庚酯、3-10份乙烯基三乙氧基硅烷、0.1-0.5份三苯基磷和0.1-0.35份二丁基羟基甲苯,搅拌50-100min,然后加入0.05-0.3份过硫酸铵搅拌50-100min得到所述成膜助剂。
优选地,所述成膜助剂按照以下工艺进行制备:按重量份将3.2份松香、10份环氧大豆油在160℃下熔融共混均匀,调节温度为80℃后加入11份甲基丙烯酸十二氟庚酯、8.7份乙烯基三乙氧基硅烷、0.38份三苯基磷和0.3份二丁基羟基甲苯,搅拌75min,然后加入0.22份过硫酸铵搅拌80min得到所述成膜助剂;在成膜助剂的制备过程中,加入了松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷,通过控制反应的条件,使松香与甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷发生了聚合反应,同时环氧大豆油发生了开环反应,从而将松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷结合为一体,作为成膜助剂加入体系中,一方面调节了体系的粘度,增加了体系的流动性,提高了漆膜的成膜性,获得了更加稳定的网状组织结构,提高了体系的稳定性,使得到的漆膜光滑均匀;另一方面,因在体系中引入了氟、硅原子,改善了漆膜的耐水性和耐热性。
优选地,所述阻燃剂中,氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为3.2:5:7:2.8:13:11:10:8.8:3.2。
优选地,所述消泡剂为消泡剂BYK-011、消泡剂BYK-018、消泡剂BYK-094、消泡剂BYK-1650中的一种或者多种的混合物。
本发明所述高阻燃涂料可以按照常规的丙烯酸酯涂料制备工艺制备而成。
本发明所述高阻燃涂料的原料中,以水性丙烯酸酯乳液为主料,并加入了水性聚氨酯、铝溶胶、环氧树脂和聚二甲基硅氧烷对其进行改性,增强了漆膜对基材表面的吸附力,使所述漆膜的附着力达到1级,同时使所得涂膜具有较高的拉伸强度,热稳定性能良好,防火性能优良;加入了氧化锌、空心玻璃微珠、纳米氧化锆、蒙脱土、纳米二氧化硅作为填料体系,通过调节各填料在本发明中的比例,在保持漆膜优异的附着力的同时提高了漆膜的硬度、热稳定性、耐磨性以及柔韧性;所述阻燃剂中,选择了氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷为原料,使各阻燃剂的性能协同,大幅度降低了漆膜的热释放速率和总热释放量,提高了残余物质量分数,显著延长了点燃时间,降低了CO释放速率、烟释放速率和总烟释放量,具有十分优秀的阻燃性能和抑烟性能,使所得漆膜的阻燃时间可达15min以上,耐高温和阻燃性能提升明显,同时降低了漆膜的吸水率,使吸水率低于7.5%。
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涂料,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂5份、铝溶胶15份、环氧树脂2份、聚二甲基硅氧烷10份、氧化锌2份、空心玻璃微珠10份、纳米氧化锆1份、蒙脱土5份、纳米二氧化硅1份、成膜助剂11份、消泡剂0.2份、流平剂0.8份、润湿剂0.5份、阻燃剂12份、水5份;
其中,所述阻燃剂由氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷混合而成,且氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为1:8:2:5:5:15:2:10:5。
实施例2
本发明提出的一种高阻燃涂料,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂20份、铝溶胶5份、环氧树脂10份、聚二甲基硅氧烷2份、氧化锌5份、空心玻璃微珠2份、纳米氧化锆5份、蒙脱土1份、纳米二氧化硅5份、成膜助剂3份、消泡剂BYK-011 1份、流平剂0.1份、润湿剂1.2份、阻燃剂3份、水15份;
其中,所述阻燃剂由氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷混合而成,且氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为5:2:10:1:20:3:15:2:1。
实施例3
本发明提出的一种高阻燃涂料,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂14份、铝溶胶7份、环氧树脂5.9份、聚二甲基硅氧烷6份、氧化锌3.1份、空心玻璃微珠6.8份、纳米氧化锆3.4份、蒙脱土4.3份、纳米二氧化硅2.9份、成膜助剂7份、消泡剂BYK-018 0.4份、消泡剂BYK-094 0.22份、流平剂0.48份、润湿剂1.1份、阻燃剂7.3份、水12份;
其中,所述纳米氧化锆的平均粒径为30nm;所述纳米二氧化硅的平均粒径为75nm;
所述阻燃剂由氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷混合而成,且氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为1:8:2:5:5:15:2:10:1;
所述成膜助剂按照以下工艺进行制备:按重量份将2份松香、12份环氧大豆油在150℃下熔融共混均匀,调节温度为85℃后加入5份甲基丙烯酸十二氟庚酯、10份乙烯基三乙氧基硅烷、0.5份三苯基磷和0.1份二丁基羟基甲苯,搅拌100min,然后加入0.05份过硫酸铵搅拌100min得到所述成膜助剂。
实施例4
本发明提出的一种高阻燃涂料,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂11份、铝溶胶9份、环氧树脂4.3份、聚二甲基硅氧烷4.6份、氧化锌3.9份、空心玻璃微珠5.2份、纳米氧化锆4份、蒙脱土3.6份、纳米二氧化硅3.8份、成膜助剂5.8份、消泡剂BYK-011 0.1份、消泡剂BYK-018 0.2份、消泡剂BYK-094 0.1份、消泡剂BYK-1650 0.08份、流平剂0.6份、润湿剂0.8份、阻燃剂8.5份、水9份;
其中,所述纳米氧化锆的平均粒径为85nm;所述纳米二氧化硅的平均粒径为40nm;
所述阻燃剂由氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷混合而成,且氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为5:2:10:1:20:3:15:2:5;
所述成膜助剂按照以下工艺进行制备:按重量份将5份松香、5份环氧大豆油在165℃下熔融共混均匀,调节温度为75℃后加入12份甲基丙烯酸十二氟庚酯、3份乙烯基三乙氧基硅烷、0.1份三苯基磷和0.35份二丁基羟基甲苯,搅拌50min,然后加入0.3份过硫酸铵搅拌50min得到所述成膜助剂。
实施例5
本发明提出的一种高阻燃涂料,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂12.6份、铝溶胶8.2份、环氧树脂5.2份、聚二甲基硅氧烷5.7份、氧化锌3.7份、空心玻璃微珠6份、纳米氧化锆3.6份、蒙脱土4.2份、纳米二氧化硅3.2份、成膜助剂6.2份、消泡剂BYK-018 0.2份、消泡剂BYK-094 0.1份、消泡剂BYK-1650 0.2份、流平剂0.5份、润湿剂1份、阻燃剂8份、水10份;
其中,所述纳米氧化锆的平均粒径为60nm;所述纳米二氧化硅的平均粒径为55nm;
所述阻燃剂由氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷混合而成,且氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为3.2:5:7:2.8:13:11:10:8.8:3.2;
所述成膜助剂按照以下工艺进行制备:按重量份将3.2份松香、10份环氧大豆油在160℃下熔融共混均匀,调节温度为80℃后加入11份甲基丙烯酸十二氟庚酯、8.7份乙烯基三乙氧基硅烷、0.38份三苯基磷和0.3份二丁基羟基甲苯,搅拌75min,然后加入0.22份过硫酸铵搅拌80min得到所述成膜助剂。
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 (8)
1.一种高阻燃涂料,其特征在于,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂5-20份、铝溶胶5-15份、环氧树脂2-10份、聚二甲基硅氧烷2-10份、氧化锌2-5份、空心玻璃微珠2-10份、纳米氧化锆1-5份、蒙脱土1-5份、纳米二氧化硅1-5份、成膜助剂3-11份、消泡剂0.2-1份、流平剂0.1-0.8份、润湿剂0.5-1.2份、阻燃剂3-12份、水5-15份;
其中,所述阻燃剂由氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷混合而成,且氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为1-5:2-8:2-10:1-5:5-20:3-15:2-15:2-10:1-5。
2.根据权利要求1所述高阻燃涂料,其特征在于,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂11-14份、铝溶胶7-9份、环氧树脂4.3-5.9份、聚二甲基硅氧烷4.6-6份、氧化锌3.1-3.9份、空心玻璃微珠5.2-6.8份、纳米氧化锆3.4-4份、蒙脱土3.6-4.3份、纳米二氧化硅2.9-3.8份、成膜助剂5.8-7份、消泡剂0.48-0.62份、流平剂0.48-0.6份、润湿剂0.8-1.1份、阻燃剂7.3-8.5份、水9-12份。
3.根据权利要求1或2所述高阻燃涂料,其特征在于,其原料按重量份包括:水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂12.6份、铝溶胶8.2份、环氧树脂5.2份、聚二甲基硅氧烷5.7份、氧化锌3.7份、空心玻璃微珠6份、纳米氧化锆3.6份、蒙脱土4.2份、纳米二氧化硅3.2份、成膜助剂6.2份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、润湿剂1份、阻燃剂8份、水10份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高阻燃涂料,其特征在于,所述纳米氧化锆的平均粒径为30-85nm;所述纳米二氧化硅的平均粒径为40-75nm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高阻燃涂料,其特征在于,所述成膜助剂按照以下工艺进行制备:按重量份将2-5份松香、5-12份环氧大豆油在150-165℃下熔融共混均匀,调节温度为75-85℃后加入5-12份甲基丙烯酸十二氟庚酯、3-10份乙烯基三乙氧基硅烷、0.1-0.5份三苯基磷和0.1-0.35份二丁基羟基甲苯,搅拌50-100min,然后加入0.05-0.3份过硫酸铵搅拌50-100min得到所述成膜助剂。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高阻燃涂料,其特征在于,所述成膜助剂按照以下工艺进行制备:按重量份将3.2份松香、10份环氧大豆油在160℃下熔融共混均匀,调节温度为80℃后加入11份甲基丙烯酸十二氟庚酯、8.7份乙烯基三乙氧基硅烷、0.38份三苯基磷和0.3份二丁基羟基甲苯,搅拌75min,然后加入0.22份过硫酸铵搅拌80min得到所述成膜助剂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高阻燃涂料,其特征在于,所述阻燃剂中,氧化硼、甲基膦酸二甲酯、五氧化二磷、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸脒基脲、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、六甲基二硅氧烷的重量比为3.2:5:7:2.8:13:11:10:8.8:3.2。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高阻燃涂料,其特征在于,所述消泡剂为消泡剂BYK-011、消泡剂BYK-018、消泡剂BYK-094、消泡剂BYK-1650中的一种或者多种的混合物。
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