CN107828264A - 一种用于粉末涂料的高效阻燃剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉末涂料中助剂的研发技术领域，公开了一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，按照重量份计由以下成分制成：改性脲醛树脂16‑20份、三氧化锑2.0‑2.2份、蒙脱土2.8‑3.0份、氢氧化镁2.5‑2.8份、硬脂酸钠4.5‑5.5份、玻璃纤维0.5‑0.8份、滑石粉1.8‑2.0份，本发明制备得到的阻燃剂配合粉末涂料使用极限氧指数可达40%以上，阻燃等级达到U L‑94‑V‑0级，协同阻燃作用明显，不仅使涂料阻燃性能显著提高还能够延长阻燃效果。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料中助剂的研发技术领域，具体涉及一种用于粉末涂料的高效阻燃剂。
背景技术
阻燃剂是指可以提高聚合物难燃性能的一类助剂。随着阻燃剂应用领域的不断拓展和人们环保意识的增长，卤系阻燃剂已逐渐被无卤阻燃剂取代。阻燃剂，赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的，阻燃剂有多种类型，按使用方法分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的，目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂，卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)和非卤。有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂，无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系等阻燃体系。反应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其优点是对聚合物材料使用性能影响较小，阻燃性持久。影响较小，阻燃性持久。2007年全球阻燃剂总消费量约为170万吨，2008年约195万吨，2010年达到230万吨，到2014年有望达到262万吨，2010-2014年将保持约3.5%的年均增速。
在防火涂料中添加阻燃剂达到防火阻燃的效果，粉末涂料在阻燃剂的选择中往往要考虑到阻燃剂对于涂膜性能的影响，同时现有的阻燃剂应用在粉末涂料中其长效性很难得到保障，造成防火性不佳的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，制备得到的阻燃剂配合粉末涂料使用极限氧指数可达40%以上，阻燃等级达到U L-94-V-0级，协同阻燃作用明显，不仅使涂料阻燃性能显著提高还能够延长阻燃效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，按照重量份计由以下成分制成：改性脲醛树脂16-20份、三氧化锑2.0-2.2份、蒙脱土2.8-3.0份、氢氧化镁2.5-2.8份、硬脂酸钠4.5-5.5份、玻璃纤维0.5-0.8份、滑石粉1.8-2.0份；
所述改性脲醛树脂的制备方法为：将甲醛和尿素按照3:1.2-1.5的摩尔比例混合，加入1.5-2.0倍体积的乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液，混合搅拌，搅拌速度为400-500转/分钟，加热至80-90℃，反应2-3小时，调节反应体系的PH值在6.5-6.8范围，反应结束后，继续将反应物加入到回流加热装置中，加入体积分数占20-30%的乙醇溶液，加热回流2.5-3.5小时，加热温度为90-95℃，回流结束后使用真空泵除去有机溶剂，在70-80℃下干燥4-5小时，烘干后干得到干燥粉末固体即为所述改性脲醛树脂。
作为对上述方案的进一步描述，所述阻燃剂在使用时复配阴离子表面活性剂共同使用，阴离子表面活性剂占阻燃剂用量的30-40%。
作为对上述方案的进一步描述，所述的阴离子表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：烷基磺酸钠类占20-30%、琥珀酸酯磺酸钠类占25-30%、烯烃磺酸盐类占15-20%、磷酸双酯盐类占10-15%、剩余为磷酸单酯盐类。
作为对上述方案的进一步描述，所述聚硼硅氧烷占乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液质量浓度的3-5%。
作为对上述方案的进一步描述，所述阻燃剂在粉末涂料配方中的质量分数为1.0-1.5%。
作为对上述方案的进一步描述，所述制备得到的阻燃剂粒径大小在400-600目之间。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有以粉末涂料中使用的阻燃剂对于涂膜性能的不良影响并导致阻燃效果不持久的问题，本发明提供了一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，利用聚硼硅氧烷对改性脲醛树脂进行改性，形成的Si-O-Si网状结构则增加了表面炭层的热稳定性，改性后的树脂与三氧化锑配合，发挥出的协同作用更强更持久稳定，制备得到的阻燃剂配合粉末涂料使用极限氧指数可达40%以上，阻燃等级达到U L-94-V-0级，协同阻燃作用明显，不仅使涂料阻燃性能显著提高还能够延长阻燃效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，按照重量份计由以下成分制成：改性脲醛树脂16份、三氧化锑2.0份、蒙脱土2.8份、氢氧化镁2.5份、硬脂酸钠4.5份、玻璃纤维0.5份、滑石粉1.8份；
所述改性脲醛树脂的制备方法为：将甲醛和尿素按照3:1.2的摩尔比例混合，加入1.5倍体积的乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液，混合搅拌，搅拌速度为400转/分钟，加热至80℃，反应2小时，调节反应体系的PH值在6.5-6.8范围，反应结束后，继续将反应物加入到回流加热装置中，加入体积分数占20%的乙醇溶液，加热回流2.5小时，加热温度为90℃，回流结束后使用真空泵除去有机溶剂，在70℃下干燥4小时，烘干后干得到干燥粉末固体即为所述改性脲醛树脂。
作为对上述方案的进一步描述，所述阻燃剂在使用时复配阴离子表面活性剂共同使用，阴离子表面活性剂占阻燃剂用量的30%。
作为对上述方案的进一步描述，所述的阴离子表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：烷基磺酸钠类占20%、琥珀酸酯磺酸钠类占25%、烯烃磺酸盐类占15%、磷酸双酯盐类占10%、剩余为磷酸单酯盐类。
作为对上述方案的进一步描述，所述聚硼硅氧烷占乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液质量浓度的3%。
作为对上述方案的进一步描述，所述阻燃剂在粉末涂料配方中的质量分数为1.0%。
作为对上述方案的进一步描述，所述制备得到的阻燃剂粒径大小在400-600目之间。
实施例2
一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，按照重量份计由以下成分制成：改性脲醛树脂18份、三氧化锑2.1份、蒙脱土2.9份、氢氧化镁2.6份、硬脂酸钠5.0份、玻璃纤维0.6份、滑石粉1.9份；
所述改性脲醛树脂的制备方法为：将甲醛和尿素按照3:1.3的摩尔比例混合，加入1.8倍体积的乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液，混合搅拌，搅拌速度为450转/分钟，加热至85℃，反应2.5小时，调节反应体系的PH值在6.5-6.8范围，反应结束后，继续将反应物加入到回流加热装置中，加入体积分数占25%的乙醇溶液，加热回流3.0小时，加热温度为92℃，回流结束后使用真空泵除去有机溶剂，在75℃下干燥4.5小时，烘干后干得到干燥粉末固体即为所述改性脲醛树脂。
作为对上述方案的进一步描述，所述阻燃剂在使用时复配阴离子表面活性剂共同使用，阴离子表面活性剂占阻燃剂用量的35%。
作为对上述方案的进一步描述，所述的阴离子表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：烷基磺酸钠类占25%、琥珀酸酯磺酸钠类占28%、烯烃磺酸盐类占18%、磷酸双酯盐类占13%、剩余为磷酸单酯盐类。
作为对上述方案的进一步描述，所述聚硼硅氧烷占乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液质量浓度的4%。
作为对上述方案的进一步描述，所述阻燃剂在粉末涂料配方中的质量分数为1.3%。
作为对上述方案的进一步描述，所述制备得到的阻燃剂粒径大小在400-600目之间。
实施例3
一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，按照重量份计由以下成分制成：改性脲醛树脂20份、三氧化锑2.2份、蒙脱土3.0份、氢氧化镁2.8份、硬脂酸钠5.5份、玻璃纤维0.8份、滑石粉2.0份；
所述改性脲醛树脂的制备方法为：将甲醛和尿素按照3:1.5的摩尔比例混合，加入2.0倍体积的乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液，混合搅拌，搅拌速度为500转/分钟，加热至90℃，反应3小时，调节反应体系的PH值在6.5-6.8范围，反应结束后，继续将反应物加入到回流加热装置中，加入体积分数占30%的乙醇溶液，加热回流3.5小时，加热温度为95℃，回流结束后使用真空泵除去有机溶剂，在80℃下干燥5小时，烘干后干得到干燥粉末固体即为所述改性脲醛树脂。
作为对上述方案的进一步描述，所述阻燃剂在使用时复配阴离子表面活性剂共同使用，阴离子表面活性剂占阻燃剂用量的40%。
作为对上述方案的进一步描述，所述的阴离子表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：烷基磺酸钠类占30%、琥珀酸酯磺酸钠类占30%、烯烃磺酸盐类占20%、磷酸双酯盐类占15%、剩余为磷酸单酯盐类。
作为对上述方案的进一步描述，所述聚硼硅氧烷占乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液质量浓度的5%。
作为对上述方案的进一步描述，所述阻燃剂在粉末涂料配方中的质量分数为1.5%。
作为对上述方案的进一步描述，所述制备得到的阻燃剂粒径大小在400-600目之间。
Claims (6)
1.一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：改性脲醛树脂16-20份、三氧化锑2.0-2.2份、蒙脱土2.8-3.0份、氢氧化镁2.5-2.8份、硬脂酸钠4.5-5.5份、玻璃纤维0.5-0.8份、滑石粉1.8-2.0份；
所述改性脲醛树脂的制备方法为：将甲醛和尿素按照3:1.2-1.5的摩尔比例混合，加入1.5-2.0倍体积的乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液，混合搅拌，搅拌速度为400-500转/分钟，加热至80-90℃，反应2-3小时，调节反应体系的PH值在6.5-6.8范围，反应结束后，继续将反应物加入到回流加热装置中，加入体积分数占20-30%的乙醇溶液，加热回流2.5-3.5小时，加热温度为90-95℃，回流结束后使用真空泵除去有机溶剂，在70-80℃下干燥4-5小时，烘干后干得到干燥粉末固体即为所述改性脲醛树脂。
2.如权利要求1所述一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，其特征在于，所述阻燃剂在使用时复配阴离子表面活性剂共同使用，阴离子表面活性剂占阻燃剂用量的30-40%。
3.如权利要求1或2所述一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：烷基磺酸钠类占20-30%、琥珀酸酯磺酸钠类占25-30%、烯烃磺酸盐类占15-20%、磷酸双酯盐类占10-15%、剩余为磷酸单酯盐类。
4.如权利要求1所述一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，其特征在于，所述聚硼硅氧烷占乙二胺和聚硼硅氧烷的混合液质量浓度的3-5%。
5.如权利要求1所述一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，其特征在于，所述阻燃剂在粉末涂料配方中的质量分数为1.0-1.5%。
6.如权利要求1所述一种用于粉末涂料的高效阻燃剂，其特征在于，所述制备得到的阻燃剂粒径大小在400-600目之间。
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