CN107118660A - 一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，包括以下重量份的原料：十溴二苯乙烷4‑8份、氢氧化铝4‑6份、白炭黑3‑5份、晶须8‑10份、石墨烯0.5‑1.5份、环氧树脂20‑30份、偶联剂4‑6份、乙烯基硅油15‑25份、碳化硅微粒5‑7份、γ氧化铝4‑6份、液体橡胶10‑20份、稀土氧化物4‑6份、加工助剂5‑15份和溶剂25‑35份。本发明的导热阻燃防爆涂料其导热性较好、透光率较高、有良好的阻燃性能和化学稳定性，可以涂覆在应急灯灯管表面，固化后形成一层保护膜，既能保证灯管发光效率以及散热需要，又可以防止玻璃灯壳跌落或高温后爆裂，同时本发明提供的制备方法其材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的使用价值和良好的应用前景。

Description

一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及灯具材料技术领域，具体涉及一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料及其制备方法。
背景技术
应急灯是消防安全系统不可缺失的一个重要组成；应急灯在公共建筑、高层建筑、旅店、人员密集场合被强制要求安装并需要定期维护。应急灯的功能是当火灾或者其它不可预知的灾难发生导致建筑内普通照明不能正常工作时，其可在特定的时间内为指定的安全通道提供最低的照明度。应急灯还可在建筑内普通照明不能正常工作时提供帮助安全撤离用的照明信号标志，并清楚指示每个通道的方向变化，帮助受困人员有序安全地撤离。
现今应急灯大量使用LED灯管，综合比较，玻璃灯管相比塑料灯管在安全性、生产效率、成本、性能以及消费者的接受程度方面全面占优，是现阶段最符合要求的选择。由于LED 发出的光为直射，容易出现眩光且伤害眼睛，这就要求我们要对透明的玻璃灯管进行处理，以达到透光不透明的效果；考虑到玻璃灯管的易碎，为了防止人被碎片划伤割伤，市面上有两种工艺，一为用油性硅胶内涂，因为工艺、价格、环保等原因无法规模应用；另一种在玻璃灯管外套橡胶膜、塑料膜，单价较高工艺复杂，目前无有效改善措施。上述油性硅胶内涂方案，在现有环保政策下基本没有可行性：价格较高且使用时需要大量用到甲苯或二甲苯或三甲苯( 国家早已明令禁止使用三苯) 等作为稀释剂，易燃易爆，潜在危险性大；干燥较慢或者需要高温强制干燥，能耗大且不利于连续批量生产。上述外套橡胶膜方案，缺陷在于：大幅度降低灯具的光通量（既灯具的亮度）；使灯具更容易脏污且不易清洁；橡胶或塑料容易变黄。
另一方面一些高分子的防爆涂层被应用于LED 灯灯管上，可以使得灯管破碎也不会散落到地上，并且灯罩表面不会出现漏洞，也避免了触电的危险。灯管上再涂覆一层导热性不好的高分子膜，会进一步增加热阻，提高灯丝温度，缩短灯丝寿命。同时由于LED灯在工作时会产生大量的热，涂覆层热量积聚过多有引起火灾的危险，而现有的涂覆层阻燃性不好，在发生危险时不能有效阻止火势的蔓延。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，该涂料导热性较好、透光率较高、有良好的阻燃性能和化学稳定性，可以涂覆在应急灯灯管表面，固化后形成一层保护膜，既能保证灯管的发光效率以及散热需要，又可以防止玻璃灯壳跌落或高温后爆裂，同时本发明提供的制备方法其材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的使用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，包括以下重量份的原料：
十溴二苯乙烷4-8份、氢氧化铝4-6份、白炭黑3-5份、晶须8-10份、石墨烯0.5-1.5份、环氧树脂20-30份、偶联剂4-6份、乙烯基硅油15-25份、碳化硅微粒5-7份、γ氧化铝4-6份、液体橡胶10-20份、稀土氧化物4-6份、加工助剂5-15份、溶剂25-35份。
优选地，所述应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料包括以下重量份的原料：
十溴二苯乙烷6份、氢氧化铝5份、白炭黑4份、晶须9份、石墨烯1份、环氧树脂25份、偶联剂5份、乙烯基硅油20份、碳化硅微粒6份、γ氧化铝5份、液体橡胶15份、稀土氧化物5份、加工助剂10份、溶剂30份。
优选地，所述晶须是粒径为1-5μm的碳酸钙晶须。
优选地，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
优选地，所述溶剂为丁酮或环己酮中的一种。
优选地，所述加工助剂为光扩散剂、分散剂、流平剂、消泡剂按重量比3:1:1:0.5组成的混合物；
所述光扩散剂为有机硅微粉；
所述分散剂为聚羧酸铵盐、不饱和聚羧酸、改性高分子聚氨酯中的一种；
所述流平剂为聚甲基硅氧烷、聚甲基本机硅氧烷中的一种；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂、丙烯酸类消泡剂中的一种。
本发明还提供了一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将十溴二苯乙烷、氢氧化铝、液体橡胶、乙烯基硅油、石墨烯、溶剂加入高速搅拌机中，下搅拌15-25分钟，搅拌转速150-250r/min，得到混合物溶液A；
步骤二，碳化硅微粒、稀土氧化物、白炭黑、γ氧化铝混合加入高速粉碎机中粉碎，将粉碎后的混合物送入球磨机中研磨，过200目筛得到混合B；
步骤三，将步骤二制得的混合物B加入步骤一制得的混合物溶液A中送入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速100-120r/min，搅拌时间3-5分钟，再加入环氧树脂、偶联剂、晶须、加工助剂继续搅拌，搅拌转速400-500r/min，搅拌时间15-25分钟，即得发明的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料。
优选地，所述应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料的制备步骤为：
步骤一，将十溴二苯乙烷、氢氧化铝、液体橡胶、乙烯基硅油、石墨烯、溶剂加入高速搅拌机中，下搅拌20分钟，搅拌转速200r/min，得到混合物溶液A；
步骤二，碳化硅微粒、稀土氧化物、白炭黑、γ氧化铝混合加入高速粉碎机中粉碎，将粉碎后的混合物送入球磨机中研磨，过200目筛得到混合B；
步骤三，将步骤二制得的混合物B加入步骤一制得的混合物溶液A中送入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速110r/min，搅拌时间4分钟，再加入环氧树脂、偶联剂、晶须、加工助剂继续搅拌，搅拌转速450r/min，搅拌时间20分钟，即得发明的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料添加了一定量的石墨烯材料，石墨烯材料分散均匀，透光率较好有效保证了灯管的出光率，同时石墨烯材料能够有效提高涂料的热导率。
（2）本发明的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料添加了具有阻燃功能的十溴联苯醚、氢氧化铝，能够使使用该涂料制得的涂料层具有较好的阻燃防火性能，并可持久经受住电晕、电火花的冲击，能够对可能出现的火灾危险有一定的保护作用，有效延长了灯管的使用寿命。
（3）本发明的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料添加了一定量的白炭黑和晶须作为补强填料，能够大大提高涂料的拉升强度和撕裂强度，使得涂料制成的涂层机械强度更好，有效防止灯管跌落或高温后爆裂。
（4）本发明的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料中添加一定量的碳化硅、γ氧化铝，不仅能够使得制备的涂料材料具备良好抗热性能，导热系数更高，同时能够还能够增加涂料的拉伸性能和柔韧性能。
（5）本发明的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料添加了由光扩散剂、分散剂、流平剂、消泡剂加工助剂以及偶联剂，这些加工助剂和环氧树脂和液体橡胶的复合使用有效增加涂料的粘结强度以及耐磨耐老化性能。
（6）本发明的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料的制备方法简单、工艺简明、材料成本较低、原料易得、适合大规模工业生产，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，包括以下重量份的原料：
十溴二苯乙烷4份、氢氧化铝4份、白炭黑3份、晶须8份、石墨烯0.5份、环氧树脂20份、偶联剂4份、乙烯基硅油15份、碳化硅微粒5份、γ氧化铝4份、液体橡胶10份、稀土氧化物4份、加工助剂5份、溶剂25份。
本实施例中晶须是粒径为1μm的钛酸钾晶须。
本实施例中偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷
本实施例中溶剂为丁酮。
本实施例中加工助剂为光扩散剂、分散剂、流平剂、消泡剂按重量比3:1:1:0.5组成的混合物；
所述光扩散剂为有机硅微粉；
所述分散剂为聚羧酸铵盐；
所述流平剂为聚甲基硅氧烷；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
本实施例的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将十溴二苯乙烷、氢氧化铝、液体橡胶、乙烯基硅油、石墨烯、溶剂加入高速搅拌机中，下搅拌15分钟，搅拌转速150r/min，得到混合物溶液A；
步骤二，碳化硅微粒、稀土氧化物、白炭黑、γ氧化铝混合加入高速粉碎机中粉碎，将粉碎后的混合物送入球磨机中研磨，过200目筛得到混合B；
步骤三，将步骤二制得的混合物B加入步骤一制得的混合物溶液A中送入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速100r/min，搅拌时间3分钟，再加入环氧树脂、偶联剂、晶须、加工助剂继续搅拌，搅拌转速400r/min，搅拌时间15分钟，即得发明的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料。
实施例2.
本实施例的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，包括以下重量份的原料：
十溴二苯乙烷8份、氢氧化铝6份、白炭黑5份、晶须10份、石墨烯1.5份、环氧树脂30份、偶联剂6份、乙烯基硅油25份、碳化硅微粒7份、γ氧化铝6份、液体橡胶20份、稀土氧化物6份、加工助剂15份、溶剂35份。
本实施例中晶须是粒径为5μm的碳酸钙晶须。
本实施例中偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
本实施例中溶剂为环己酮。
本实施例中加工助剂为光扩散剂、分散剂、流平剂、消泡剂按重量比3:1:1:0.5组成的混合物；
所述光扩散剂为有机硅微粉；
所述分散剂为不饱和聚羧酸；
所述流平剂为聚甲基本机硅氧烷；
所述消泡剂为丙烯酸类消泡剂。
本实施例的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将十溴二苯乙烷、氢氧化铝、液体橡胶、乙烯基硅油、石墨烯、溶剂加入高速搅拌机中，下搅拌25分钟，搅拌转速250r/min，得到混合物溶液A；
步骤二，碳化硅微粒、稀土氧化物、白炭黑、γ氧化铝混合加入高速粉碎机中粉碎，将粉碎后的混合物送入球磨机中研磨，过200目筛得到混合B；
步骤三，将步骤二制得的混合物B加入步骤一制得的混合物溶液A中送入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速120r/min，搅拌时间5分钟，再加入环氧树脂、偶联剂、晶须、加工助剂继续搅拌，搅拌转速500r/min，搅拌时间25分钟，即得发明的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料。
实施例3.
本实施例的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，包括以下重量份的原料：
十溴二苯乙烷6份、氢氧化铝5份、白炭黑4份、晶须9份、石墨烯1份、环氧树脂25份、偶联剂5份、乙烯基硅油20份、碳化硅微粒6份、γ氧化铝5份、液体橡胶15份、稀土氧化物5份、加工助剂10份、溶剂30份。
本实施例中晶须是粒径为1-5μm的氧化锌晶须。
本实施例中偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
本实施例中溶剂为丁酮。
本实施例中加工助剂为光扩散剂、分散剂、流平剂、消泡剂按重量比3:1:1:0.5组成的混合物；
所述光扩散剂为有机硅微粉；
所述分散剂为改性高分子聚氨酯；
所述流平剂为聚甲基硅氧烷；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
本实施例的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将十溴二苯乙烷、氢氧化铝、液体橡胶、乙烯基硅油、石墨烯、溶剂加入高速搅拌机中，下搅拌20分钟，搅拌转速200r/min，得到混合物溶液A；
步骤二，碳化硅微粒、稀土氧化物、白炭黑、γ氧化铝混合加入高速粉碎机中粉碎，将粉碎后的混合物送入球磨机中研磨，过200目筛得到混合B；
步骤三，将步骤二制得的混合物B加入步骤一制得的混合物溶液A中送入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速110r/min，搅拌时间4分钟，再加入环氧树脂、偶联剂、晶须、加工助剂继续搅拌，搅拌转速450r/min，搅拌时间20分钟，即得发明的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料。
应用以上各实施例制得的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料制备的涂层性能测试 结果如下：
实验项目 实施例1 实施例2 实施例3 现有技术
拉伸强度MPa 6.8 6.7 6.9 4.3
撕裂强度kN/mm 19.7 19.3 19.1 12.3
透光率，% 90 87 91 83
扯断伸长率% 390 401 396 280
阻燃性能，UL-94 V-0 V-0 V-0 V-1
本发明的一种导热阻燃防爆涂料其导热性较好、透光率较高、有良好的阻燃性能和化学稳定性，可以涂覆在应急灯灯管表面，固化后形成一层保护膜，既能保证灯管发光效率以及散热需要，又可以防止玻璃灯壳跌落或高温后爆裂，同时本发明提供的制备方法其材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的使用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而 且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性 的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要 求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
十溴二苯乙烷4-8份、氢氧化铝4-6份、白炭黑3-5份、晶须8-10份、石墨烯0.5-1.5份、环氧树脂20-30份、偶联剂4-6份、乙烯基硅油15-25份、碳化硅微粒5-7份、γ氧化铝4-6份、液体橡胶10-20份、稀土氧化物4-6份、加工助剂5-15份和溶剂25-35份。
2.根据权利要求1所述的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，其特征在于，所述应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料包括以下重量份的原料：
十溴二苯乙烷6份、氢氧化铝5份、白炭黑4份、晶须9份、石墨烯1份、环氧树脂25份、偶联剂5份、乙烯基硅油20份、碳化硅微粒6份、γ氧化铝5份、液体橡胶15份、稀土氧化物5份、加工助剂10份和溶剂30份。
3.根据权利要求1或2所述的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，其特征在于，所述晶须是粒径为1-5μm的碳酸钙晶须、钛酸钾晶须、氧化锌晶须中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，其特征在于，所述溶剂为丁酮或环己酮中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料，其特征在于，所述加工助剂为光扩散剂、分散剂、流平剂、消泡剂按重量比3:1:1:0.5组成的混合物；
所述光扩散剂为有机硅微粉；所述分散剂为聚羧酸铵盐、不饱和聚羧酸、改性高分子聚氨酯中的一种；所述流平剂为聚甲基硅氧烷、聚甲基本机硅氧烷中的一种；所述消泡剂为有机硅类消泡剂、丙烯酸类消泡剂中的一种。
7.一种制备如权利要求1或2所述的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将十溴二苯乙烷、氢氧化铝、液体橡胶、乙烯基硅油、石墨烯、溶剂加入高速搅拌机中，下搅拌15-25分钟，搅拌转速150-250r/min，得到混合物溶液A；
步骤二，碳化硅微粒、稀土氧化物、白炭黑、γ氧化铝混合加入高速粉碎机中粉碎，将粉碎后的混合物送入球磨机中研磨，过200目筛得到混合B；
步骤三，将步骤二制得的混合物B加入步骤一制得的混合物溶液A中送入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速100-120r/min，搅拌时间3-5分钟，再加入环氧树脂、偶联剂、晶须、加工助剂继续搅拌，搅拌转速400-500r/min，搅拌时间15-25分钟，即得发明的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料。
8.根据权利要求7所述的一种应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤为：
步骤一，将十溴二苯乙烷、氢氧化铝、液体橡胶、乙烯基硅油、石墨烯、溶剂加入高速搅拌机中，下搅拌20分钟，搅拌转速200r/min，得到混合物溶液A；
步骤二，碳化硅微粒、稀土氧化物、白炭黑、γ氧化铝混合加入高速粉碎机中粉碎，将粉碎后的混合物送入球磨机中研磨，过200目筛得到混合B；
步骤三，将步骤二制得的混合物B加入步骤一制得的混合物溶液A中送入高速搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速110r/min，搅拌时间4分钟，再加入环氧树脂、偶联剂、晶须、加工助剂继续搅拌，搅拌转速450r/min，搅拌时间20分钟，即得发明的应急灯灯管用导热阻燃防爆涂料。
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