CN109251627A - 一种水性环氧防火涂料及其制备方法 - Google Patents

一种水性环氧防火涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种水性环氧防火涂料及其制备方法，属于功能性环保涂料领域。其中，该水性环氧防火涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分按重量份数由以下组分组成：环氧固化剂30‑50份、去离子水10‑20份、消泡剂0.1‑0.3份、分散剂0.1‑0.4份、抗浮色发花剂0.1‑0.3份、滑石粉2‑5份、白炭黑0.1‑0.5份、硫酸钡10‑20份、基材润湿剂0.2‑0.6份、阻燃粉15‑25份；所述B组分按重量份数由以下组分组成：环氧树脂85‑95份、脂肪族缩水甘油醚5‑15份。该水性环氧防火涂料具有硬度高、耐磨性好、优异的防滑性能、且良好的阻燃性能。

Description

一种水性环氧防火涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能性环保涂料领域，特别是涉及一种水性环氧防火涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着经济的发展及人们生活水平的提高，各种装饰装潢材料如雨后春笋般涌现，在这些装饰装潢材料中不乏易燃材料。它们的广泛使用在给人们带来舒适和美观的视觉效果同时，也给人们的居家安全带来了威胁。如何提高装饰装潢材料的防火阻燃耐高温性能成为业内亟待解决的问题。
防火涂料的使用是解决这一问题的有效途径之一。防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂基料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，用以提高被涂基料耐火极限的一种特种涂料，防火涂料对基材有较好的保护作用，适用于厨房等可见明火以及安装木柜、地板等易燃板材的地方。万一发生火情，遇火难燃的防火涂料能为灭火和人员撤离赢得时间。防火涂料性能的好坏直接影响防火效果及人们的身心健康。
随着防火意识和环保意识的增强，人们对防火涂料提出了更高的要求，不仅要求其隔热防火、耐腐蚀、耐磨损、耐水、外观装饰性好，还要求其环境友好。传统溶剂型涂料因为其所含大量挥发性有机化合物(VOC)以及有害空气污染物，使用越来越受到限制。
而本发明针对现阶段人们对涂料的要求越来越高，也越来越多样化的情况，提供一种水性环氧防火涂料，其能够弥补这一空缺，水性环氧防火涂料是指涂层具有镜面效果，并且具有硬度高、耐磨性好、优异的防滑性能、且良好的阻燃性能、能很好适用于要求防火的地面的装饰，解决地面地板砖不具有防滑性能和一些劣质木质地板长期释放甲醛的问题，使地面环境也能具有良好的装饰性能和防滑性能和阻燃性能，从而达到人们装修的个性化和艺术化的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种水性环氧防火涂料及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使其具有优异的防滑性能，良好的阻燃性能，形成的漆膜附着力强，具有优异的耐水性和耐溶剂性能，且其VOC含量低，还具有吸收有害有机物的作用。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种水性环氧防火涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分按重量份数由以下组分组成：环氧固化剂30-50份、去离子水10-20份、消泡剂0.1-0.3份、分散剂0.1-0.4份、抗浮色发花剂0.1-0.3份、滑石粉2-5份、白炭黑0.1-0.5份、硫酸钡10-20份、基材润湿剂0.2-0.6份、阻燃粉15-25份；
所述B组分按重量份数由以下组分组成：环氧树脂85-95份、脂肪族缩水甘油醚5-15份。
优选的，一种水性环氧防火涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分按重量份数由以下组分组成：环氧固化剂30-40份、去离子水10-15份、消泡剂0.1-0.3份、分散剂0.1-0.3份、抗浮色发花剂0.1-0.3份、滑石粉2-4份、白炭黑0.2-0.4份、硫酸钡15-20份、基材润湿剂0.2-0.4份、阻燃粉15-20份；
所述B组分按重量份数由以下组分组成：环氧树脂85-90份、脂肪族缩水甘油醚5-10份。
优选的，一种水性环氧防火涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分按重量份数由以下组分组成：环氧固化剂30份、去离子水13份、消泡剂0.2份、分散剂0.2份、抗浮色发花剂0.2份、滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、基材润湿剂0.5份、阻燃粉20份；
所述B组分按重量份数由以下组分组成：环氧树脂87份、脂肪族缩水甘油醚8份。
优选的，所述环氧树脂的浓度为85-95％。
优选的，所述环氧树脂的浓度为90％。
优选的，所述环氧树脂为低分子量环氧树脂，所述低分子量环氧树脂结构式如下：
优选的，所述分散剂为750W或BYK190，所述基材润湿剂为BYK346、迪高WET510或先创PW336中的一种或多种，所述消泡剂为BYK-028、BYK-024或诺普科SN154、巴斯夫A10中的一种或多种，所述防浮色发花剂为高分子分散剂EFKA-4560，所述环氧固化剂为8B。
优选的，所述脂肪族缩水甘油醚在40℃下粘度为3-7mpa·s，环氧当量为290-310g/eq。
本发明还提供一种水性环氧防火涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述的一种水性环氧防火涂料称取各原料；
(2)将步骤(1)称取好的水、消泡剂、分散剂抗浮色发花剂和基材润湿剂混合均匀，得到浆液A；
(3)在浆液A中加入滑石粉、白炭黑、硫酸钡、阻燃粉，混合均匀，得到浆液B；
(4)在浆液B中加入环氧固化剂和流平剂，混合均匀，得到浆液C，即为A组分；
(5)将环氧树脂在无水洁净的容器内用脂肪族缩水甘油醚稀释，混合均匀，得到B组分；
(6)将步骤(4)中制备好的A组分与步骤(5)中制备好的B组分混合均匀，即得水性环氧防火涂料。
优选的，所述A组分与所述B组分的比例为6：1。
本发明公开了以下技术效果：
1、本发明制备的水性环氧防火涂料，由于由环氧树脂含有功能单体其中的胺基能够降低或者消除空气中的有机污染物，因此能够改善室内空气质量并且VOC极低。
2、本发明中所述环氧树脂和环氧固化剂的搭配比例是最优的，具有良好的硬度和耐溶剂性。
3、本发明制备的水性环氧防火涂料形成的漆膜能够很好的解决目前一些特殊场合的用漆，以及劣质地板的装修引起的甲醛超标等问题。而水性环氧防火涂料不但不具有以上问题，还具有吸收有害有机物的作用，其VOC含量低，具有优异的防滑性能，良好的阻燃性能，形成的漆膜附着力强，具有优异的耐水性和耐溶剂性能，因此达到了人们提倡的环保和个性艺术化的要求。
具体实施方式
下面将结合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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明中，表示原料含量的单位均基于重量份数计，除非另外说明。
本发明中所述的各种助剂，可以采用任何一种本领域采用的助剂，可以直接购买得到，也可以自己制备。
在本发明中，分散剂为750W或BYK190，基材润湿剂为BYK346、迪高WET510或先创PW336中的一种或多种，消泡剂为BYK-028、BYK-024或诺普科SN154、巴斯夫A10中的一种或多种，防浮色发花剂为超分散剂的一种，优选为高分子分散剂EFKA-4560，环氧固化剂为8B。
在本发明中，所述低分子量环氧树脂的合成原理如下：
(1)开环反应
(2)缩合反应
(3)开环反应
(4)闭环反应
如此的进行开环、闭环的循环过程，最后反应成低分子量环氧树脂的大
分子：
实施例1
(1)称取如下重量份数的原料：
A组分：环氧固化剂30份、去离子水13份、消泡剂0.2份、750W分散剂0.2份、抗浮色发花剂0.2份、滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、基材润湿剂0.5份、阻燃粉15份；
B组分：环氧树脂90份、脂肪族缩水甘油醚10份。
(2)将13份去离子水、0.2份750W分散剂和0.2份消泡剂混合均匀，缓慢加入滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、阻燃粉15份、研磨细度≤35um得到浆液A。
(3)往浆液A中加入30份环氧固化剂、0.2份防浮色发花剂、0.5份基材润湿剂，混合均匀得到浆液B。
(4)往浆液B中加入15％的色浆，调制不同的色彩，即为水性环氧防火涂料的A组份。
(5)将环氧树脂在无水洁净的容器内用脂肪族缩水甘油醚稀释，其中环氧树脂的浓度为90％，混合均匀得到地彩B组分。
(6)将步骤(3)中制备好的A组分与步骤(4)中制备好的B组分以6:1混合均匀，即得水性环氧防火涂料。
实施例2
(1)称取如下重量份数的原料：
A组分：环氧固化剂30份、去离子水13份、消泡剂0.2份、750W分散剂0.2份、抗浮色发花剂0.2份、滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、基材润湿剂0.5份、阻燃粉20份；
B组分：环氧树脂90份、脂肪族缩水甘油醚10份。
(2)将13份去离子水、0.2份750W分散剂和0.2份消泡剂混合均匀，缓慢加入滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、阻燃粉20份、研磨细度≤35um得到浆液A。
(3)往浆液A中加入30份环氧固化剂、0.2份防浮色发花剂、0.5份基材润湿剂，混合均匀得到浆液B。
(4)往浆液B中加入15％的色浆，调制不同的色彩，即为水性环氧防火涂料的A组份。
(5)将环氧树脂在无水洁净的容器内用脂肪族缩水甘油醚稀释，其中环氧树脂的浓度为90％，混合均匀得到地彩B组分。
(6)将步骤(3)中制备好的A组分与步骤(4)中制备好的B组分以6:1混合均匀，即得水性环氧防火涂料。
实施例3
(1)称取如下重量份数的原料：
A组分：环氧固化剂30份、去离子水13份、消泡剂0.2份、750W分散剂0.2份、抗浮色发花剂0.2份、滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、基材润湿剂0.5份、阻燃粉15份；
B组分：环氧树脂90份、脂肪族缩水甘油醚10份。
(2)将13份去离子水、0.2份750W分散剂和0.2份消泡剂混合均匀，缓慢加入滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、阻燃粉15份、研磨细度≤35um得到浆液A。
(3)往浆液A中加入30份环氧固化剂、0.2份防浮色发花剂、0.5份基材润湿剂，混合均匀得到浆液B。
(4)往浆液B中加入15％的色浆，调制不同的色彩，即为水性环氧防火涂料的A组份。
(5)将环氧树脂在无水洁净的容器内用脂肪族缩水甘油醚稀释，其中环氧树脂的浓度为90％，混合均匀得到地彩B组分。
(6)将步骤(3)中制备好的A组分与步骤(4)中制备好的B组分以6:1混合均匀，即得水性环氧防火涂料。
实施例4
(1)称取如下重量份数的原料：
A组分：环氧固化剂30份、去离子水13份、消泡剂0.2份、750W分散剂0.2份、抗浮色发花剂0.2份、滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、基材润湿剂0.5份、阻燃粉15份；
B组分：环氧树脂90份、脂肪族缩水甘油醚10份。
(2)将13份去离子水、0.2份750W分散剂和0.2份消泡剂混合均匀，缓慢加入滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、阻燃粉15份、研磨细度≤35um得到浆液A。
(3)往浆液A中加入30份环氧固化剂、0.2份防浮色发花剂、0.5份基材润湿剂，混合均匀得到浆液B。
(4)浆液B中加入15％的色浆，调制不同的色彩，即为水性环氧防火涂料的A组份。
(5)将环氧树脂在无水洁净的容器内用脂肪族缩水甘油醚稀释，其中环氧树脂的浓度为90％，混合均匀得到地彩B组分。
(6)将步骤(3)中制备好的A组分与步骤(4)中制备好的B组分以6:1混合均匀，即得水性环氧防火涂料。
实施例5
(1)称取如下重量份数的原料：
A组分：环氧固化剂30份、去离子水13份、消泡剂0.2份、FX365分散剂0.2份、抗浮色发花剂0.2份、滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、基材润湿剂0.5份、阻燃粉15份；
B组分：环氧树脂90份、脂肪族缩水甘油醚10份。
(2)将13份去离子水、0.2份FX365分散剂或者731A和0.2份消泡剂混合均匀，缓慢加入滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、阻燃粉15份、研磨细度≤35um得到浆液A。
(3)往浆液A中加入30份环氧固化剂、0.2份防浮色发花剂、0.5份基材润湿剂，混合均匀得到浆液B。
(4)往浆液B中加入15％的色浆，调制不同的色彩，即为水性环氧防火涂料的A组份。
(5)将环氧树脂在无水洁净的容器内用脂肪族缩水甘油醚稀释，其中环氧树脂的浓度为90％，混合均匀得到地彩B组分。
(6)将步骤(3)中制备好的A组分与步骤(4)中制备好的B组分以6:1混合均匀，即得水性环氧防火涂料。
将实施例1-5制备得到的水性环氧防火涂料对比检测得到表1，关于本发明的技术指标的测定方法均为本领域内使用标准方法，具体可参见最新的国家标准，除非另外说明。在本发明的实施例中，漆膜的附着力优选按照GB/T1720-1979标准测试，漆膜的耐水性优选按照GB/T1733-1993标准测试，VOC含量优选按照GB18582-2008标准测试，防火等级按照GB/8624-2012、GB/T5464-2010、GB/T20284、GB/T20285、GB/T14402等综合标准执行。
表1
序号 VOC 附着力 耐磨性 浮色发花 阻燃性
实施例1 100 0 9 1 5(见表2)
实施例2 99 0 9 1 7(见表2)
实施例3 100.3 0 7 2 3(见表2)
实施例4 99.85 0 6 2 8(见表2)
实施例5 99.78 0 9 7 5(见表2)
表2
注：耐磨性(数值越大，说明耐磨性越好，反之越差)；
浮色发花(数值越大，说明浮色发花越差，反之越好)；
阻燃性(数值越大，说明阻燃性越好，反之越差)；
附着力(数值越大，说明附着力越差，反之越好)。
结果显示，实施例1-5制备得到的水性环氧防火涂料挥发性有机物(VOC)排放低，具有优异的防滑性能，良好的阻燃性能，形成的漆膜附着力强，具有优异的耐水性和耐溶剂性能。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水性环氧防火涂料，由A组分和B组分组成，其特征在于，
所述A组分按重量份数由以下组分组成：环氧固化剂30-50份、去离子水10-20份、消泡剂0.1-0.3份、分散剂0.1-0.4份、抗浮色发花剂0.1-0.3份、滑石粉2-5份、白炭黑0.1-0.5份、硫酸钡10-20份、基材润湿剂0.2-0.6份、阻燃粉15-25份；
所述B组分按重量份数由以下组分组成：环氧树脂85-95份、脂肪族缩水甘油醚5-15份。
2.根据权利要求1所述的水性环氧防火涂料，由A组分和B组分组成，其特征在于，
所述A组分按重量份数由以下组分组成：环氧固化剂30-40份、去离子水10-15份、消泡剂0.1-0.3份、分散剂0.1-0.3份、抗浮色发花剂0.1-0.3份、滑石粉2-4份、白炭黑0.2-0.4份、硫酸钡15-20份、基材润湿剂0.2-0.4份、阻燃粉15-20份；
所述B组分按重量份数由以下组分组成：环氧树脂85-90份、脂肪族缩水甘油醚5-10份。
3.根据权利要求1所述的水性环氧防火涂料，由A组分和B组分组成，其特征在于，
所述A组分按重量份数由以下组分组成：环氧固化剂30份、去离子水13份、消泡剂0.2份、分散剂0.2份、抗浮色发花剂0.2份、滑石粉3份、白炭黑0.3份、硫酸钡15份、基材润湿剂0.5份、阻燃粉20份；
所述B组分按重量份数由以下组分组成：环氧树脂87份、脂肪族缩水甘油醚8份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的水性环氧防火涂料，其特征在于，所述环氧树脂的浓度为85-95％。
5.根据权利要求4所述的水性环氧防火涂料，其特征在于，所述环氧树脂的浓度为90％。
6.根据权利要求5所述的水性环氧防火涂料，其特征在于，所述环氧树脂为低分子量环氧树脂，所述低分子量环氧树脂结构式如下：
7.根据权利要求1-3任一项所述的水性环氧防火涂料，其特征在于，所述分散剂为750W或BYK190，所述基材润湿剂为BYK346、迪高WET510或先创PW336中的一种或多种，所述消泡剂为BYK-028、BYK-024或诺普科SN154、巴斯夫A10中的一种或多种，所述防浮色发花剂为高分子分散剂EFKA-4560，所述环氧固化剂为8B。
8.根据权利要求1-3任一项所述的水性环氧防火涂料，其特征在于，所述脂肪族缩水甘油醚在40℃下粘度为3-7mpa·s，环氧当量为290-310g/eq。
9.一种水性环氧防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按权利要求1至8任一项所述的一种水性环氧防火涂料称取各原料；
(2)将步骤(1)称取好的水、消泡剂、分散剂抗浮色发花剂和基材润湿剂混合均匀，得到浆液A；
(3)在浆液A中加入滑石粉、白炭黑、硫酸钡、阻燃粉，混合均匀，得到浆液B；
(4)在浆液B中加入环氧固化剂和流平剂，混合均匀，得到浆液C，即为A组分；
(5)将环氧树脂在无水洁净的容器内用脂肪族缩水甘油醚稀释，混合均匀，得到B组分；
(6)将步骤(4)中制备好的A组分与步骤(5)中制备好的B组分混合均匀，即得水性环氧防火涂料。
10.根据权利要求9所述的一种水性环氧防火涂料的制备方法，其特征在于，所述A组分与所述B组分的比例为6：1。
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