CN107828267A - 一种硅硼改性自阻燃型水性涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硼硅改性自阻燃型水性涂料，其成膜基料为POSS/B改性的自阻燃型水性树脂，不用添加其它阻燃剂就可使涂料具有自阻燃性。其组成为：POSS/B改性自阻燃型水性树脂35.0～60.0份、助溶剂2.0～5.0份、颜填料0～20.0份、润湿分散剂0.5～5.0份、pH调节剂0.2～1.0份、消泡剂0.2～0.5份、流平剂0.2～0.5份、增稠防沉剂0.2～0.5份、成膜助剂2.0～8.0份、水性色浆0～10.0份、功能助剂0～10.0份、杀菌剂0～0.3份、去离子水5.0～30.0份。本发明制得的硼硅改性自阻燃型水性涂料，具有优异的耐水性、耐磨性、耐老化性、柔韧性、耐腐蚀性和自阻燃性。

Description

一种硅硼改性自阻燃型水性涂料

技术领域

本发明涉及一种水性涂料，尤其涉及到一种硅硼改性自阻燃型水性涂料，属于水性功能涂料技术领域。

背景技术

阻燃型涂料是指在涂料中加入阻燃剂，使之具有阻燃特性的一类功能涂料，由于此类涂料能够起到阻燃、防火的特性，在现代家居生活中越来越受到人们的重视。现行阻燃型涂料中阻燃剂有四种类型，分别是卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷－卤系阻燃剂，接触阻燃剂会对人体造成一定的危害。

涂料工业正在由高污染、高能耗、极度依赖于石油工业产品的传统品种逐渐转向水性涂料、环境友好、多功能、资源节约型方向发展，中国《环境标志产品技术要求水性涂料》、《室内用水性木器涂料》环境保护行业、化工行业标准等的陆续出台，促进了水性涂料的发展，阻燃型水性功能涂料研发与应用亦越来越广泛。

中国专利CN101143988A公开了一种水性阻燃防火木器漆，该水性阻燃防火木器漆的基料为丙烯酸酯乳液，虽具有良好的阻燃功效与装饰效果，但仍然是外加阻燃剂，因此存在阻燃相与树脂相分离、涂料表面具有危害人体的阻燃剂等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服涂料制备过程中物理添加阻燃助剂存在的缺点，提供了一种硅硼改性自阻燃型水性涂料。

本发明所述的硅硼改性自阻燃型水性涂料，成膜基料为一种POSS/B改性的自阻燃型水性树脂，该水性树脂在合成过程中引入POSS/B自阻燃基团，在分子结构上含有硼氧键、硅氧键；POSS属于“笼子”纳米级化合物，使树脂具有星形树枝状结构，有效提高水性涂料的附着力、耐水性、自洁性、耐候性、耐沾污性、抗划伤性、耐腐蚀性和自阻燃性。

本发明采取以下技术方案：所述的一种硅硼改性自阻燃型水性涂料，按重量份计，其组成为：POSS/B改性自阻燃型水性树脂35.0～60.0份、助溶剂2.0～5.0份、颜填料0～20.0份、润湿分散剂0.5～5.0份、pH调节剂0.2～1.0份、消泡剂0.2～0.5份、流平剂0.2～0.5份、增稠防沉剂0.2～0.5份、成膜助剂2.0～8.0份、水性色浆0～10.0份、功能助剂0～10.0份、杀菌剂0～0.3份、去离子水5.0～30.0份。

其中，所述的POSS/B改性的自阻燃型水性树脂为POSS/B改性的高硬度耐水性醇酸树脂、POSS/B改性的自阻燃型丙烯酸乳液、POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液。

所述的POSS/B改性的高硬度耐水性醇酸树脂，其成分含有不饱和脂肪酸、多元醇、多元酸或酸酐、硼酸衍生物、六对羧基苯基POSS、催化剂、中和剂和去离子水；其酸值为20～50mgKOH/g、固含量为45～65wt％、粘度为600mPa·s～1500mPa·s；其制备方法基于所申请的专利“一种POSS改性高硬度耐水性醇酸树脂及其制备方法”。

所述的POSS/B改性的自阻燃型丙烯酸乳液，其成分含有软硬丙烯酸单体、硼酸衍生物交联单体、六丙烯酸酯基POSS、乳化剂、多胺或联吡啶配体、铜化合物催化剂、卤代化合物引发剂和去离子水；其制备方法基于所申请的专利“一种POSS改性自阻燃型丙烯酸乳液及其制备方法”。

所述的POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液，其成分含有低聚物多元醇、硼酸衍生物、异氰酸酯单体、交联型丙烯酸单体、六丙烯酸酯基POSS、催化剂、醇扩链剂、中和剂、胺扩链剂和去离子水；其制备方法基于所申请的专利“一种POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液”。

所述的颜填料不含重金属、3000目以下，为滑石粉、重钙粉、轻钙粉、云母粉、高岭土、磷酸锌、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸中的一种或几种的组合。

所述的润湿分散剂为聚羧酸型分散剂、高分子嵌段聚合物分散剂中的一种或几种的组合。

所述的消泡剂为硅氧烷类、聚丙烯酸酯类、磷酸酯类、炔二醇类、硅氧聚醚类的消泡剂一种或几种的组合。

所述的增稠防沉剂为疏水碱溶胀聚丙烯酸、疏水缔合型聚氨酯、改性膨润土、改性纤维素、水性聚酰胺蜡的一种或几种的组合。

所述的成膜助剂为聚乙二醇200或300、醇酯-12、丙二醇苯醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或几种的组合。

所述的功能助剂为增硬剂、消光剂、抗划伤剂、手感剂、耐盐雾剂、抗闪锈剂、紫外线吸收剂、净化空气添加剂。

本发明所述的一种硼硅改性的自阻燃型水性涂料，其制备步骤如下：

a)、在分散桶中，按配方重量份计，把去离子水、湿润分散剂、助溶剂、消泡剂加入分散桶中，搅拌均匀，加入颜填料，以1000～1800rpm高速搅拌得均匀水性分散体；

b)、在300～500rpm搅拌下加入POSS/B改性自阻燃型水性树脂，再依次加入成膜助剂、增稠防沉剂、杀菌剂、流平剂、pH调节剂并搅拌均匀；

c)、根据颜色要求加入水性色浆；根据涂膜功能要求加入功能助剂；

d)、补水、消泡、调到规定的粘度，过滤，得所述的一种硼硅改性自阻燃型水性涂料。

本发明制得的一种硼硅改性自阻燃型水性涂料，具有优异的耐水性、耐磨性、耐老化性、疏水性、柔韧性、耐腐蚀性和自阻燃性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的一种硼硅改性自阻燃型水性涂料做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种硼硅改性自阻燃型水性涂料，其组成为：POSS/B改性的高硬度耐水性醇酸树脂50.0份、助溶剂2.0份、轻钙粉5.0份、云母粉5.0份、聚羧酸酯分散剂2.0份、pH调节剂0.5份、硅氧烷消泡剂0.5份、疏水碱溶胀聚丙烯酸0.3份、醇酯-12 3.0份、丙二醇丁醚2.0份、流平剂0.2份、水性铁红色浆4.0份、抗闪锈剂2.0份、杀菌剂0.2份、去离子水23.3份。

实施例2

一种硼硅改性自阻燃型水性涂料，其组成为：POSS/B改性的自阻燃型丙烯酸乳液52.0份、助溶剂2.5份、高岭土5.0份、沉淀硫酸钡12.0份、硅钙粉5.0份、硬脂酸4.0份、高分子水性分散剂4.5份、pH调节剂0.3份、硅氧聚醚消泡剂0.3份、HEC增稠剂0.2份、流平剂0.2份、二丙二醇甲醚4.2份、杀菌剂0.3份、去离子水9.5份。

实施例3

一种硼硅改性自阻燃型水性涂料，其组成为：POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液50.0份、助溶剂4.0份、润湿剂0.3份、pH调节剂0.3份、聚醚消泡剂0.2份、缔合型聚氨酯增稠剂0.5份、二丙二醇丁醚4.5份、水性蓝色色浆5.0份、抗划伤流平剂0.3份、负离子粉添加剂5.0份、杀菌剂0.1份、去离子水29.8份。

将本发明的实施例中制成的自阻燃型水性涂料与市面上的自阻燃型丙烯酸自阻燃水性涂料(对比例)进行性能对比测试，按照相关标准进行检测，其测试数据如表1所示：

表1自阻燃型水性涂料性能技术指标

尽管本发明已作了详细说明并引用了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (5)

1.一种硼硅改性自阻燃型水性涂料，其特征在于：所述的硅硼改性自阻燃型水性涂料，按重量份计，其组成为：POSS/B改性自阻燃型水性树脂35.0～60.0份、助溶剂2.0～5.0份、颜填料0～20.0份、润湿分散剂0.5～5.0份、pH调节剂0.2～1.0份、消泡剂0.2～0.5份、流平剂0.2～0.5份、增稠防沉剂0.2～0.5份、成膜助剂2.0～8.0份、水性色浆0～10.0份、功能助剂0～10.0份、杀菌剂0～0.3份、去离子水5.0～30.0份；

其中，所述的POSS/B改性自阻燃型水性树脂为POSS/B改性的高硬度耐水性醇酸树脂、POSS/B改性的自阻燃型丙烯酸乳液、POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液；

所述的POSS/B改性的高硬度耐水性醇酸树脂，其成分含有不饱和脂肪酸、多元醇、多元酸或酸酐、硼酸衍生物、六对羧基苯基POSS、催化剂、中和剂和去离子水；其酸值为20～50mgKOH/g、固含量为45～65wt％、粘度为600mPa·s～1500mPa·s；其制备方法基于所申请专利“一种POSS改性高硬度耐水性醇酸树脂及其制备方法”中所述的制备方法；

所述的POSS/B改性的自阻燃型丙烯酸乳液，其成分含有软硬丙烯酸单体、硼酸衍生物交联单体、六丙烯酸酯基POSS、乳化剂、多胺或联吡啶配体、铜化合物催化剂、卤代化合物引发剂和去离子水；其制备方法基于所申请专利“一种POSS改性的自阻燃型丙烯酸乳液及其制备方法”中所述的制备方法；

所述的POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液，其成分含有低聚物多元醇、硼酸衍生物、异氰酸酯单体、交联型丙烯酸单体、六丙烯酸酯基POSS、催化剂、醇扩链剂、中和剂、胺扩链剂；其制备方法基于所申请专利“一种POSS/B改性的高硬度丙烯酸-聚氨酯乳液”中所述的制备方法。

2.根据权利要求1所述的硼硅改性自阻燃型水性涂料，其特征在于：所述的颜填料不含重金属、3000目以下，为滑石粉、重钙粉、轻钙粉、云母粉、高岭土、磷酸锌、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的硼硅改性自阻燃型水性涂料，其特征在于：所述的润湿分散剂为聚羧酸类分散剂、高分子嵌段聚合物类分散剂中的一种或几种的组合；所述的消泡剂为硅氧烷类、聚丙烯酸酯类、磷酸酯类、炔二醇类、硅氧聚醚类的消泡剂一种或几种的组合；所述的增稠防沉剂为疏水碱溶胀聚丙烯酸、疏水缔合型聚氨酯、改性膨润土、改性纤维素、水性聚酰胺蜡的一种或几种的组合；所述的成膜助剂为聚乙二醇200或300、醇酯-12、丙二醇苯醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的硼硅改性自阻燃型水性涂料，其特征在于：所述的功能助剂为增硬剂、消光剂、抗划伤剂、手感剂、耐盐雾剂、抗闪锈剂、紫外线吸收剂、净化空气添加剂中的一种或几种的组合。

5.一种如权利要求1所述的硼硅改性自阻燃型水性涂料的制备方法，其特征在于：其制备方法如下：

a)、在分散桶中，按配方重量份计，把去离子水、湿润分散剂、助溶剂、消泡剂加入分散桶中，搅拌均匀，加入颜填料，以1000～1800rpm高速搅拌得均匀水性分散体；

b)、在300～500rpm搅拌下加入POSS/B改性自阻燃型水性树脂，再依次加入成膜助剂、增稠防沉剂、杀菌剂、流平剂、pH调节剂并搅拌均匀；

c)、根据颜色要求加入水性色浆；根据涂膜功能要求加入功能助剂；

d)、补水、消泡、调到规定的粘度，过滤，得所述的硼硅改性自阻燃型水性涂料。