CN112921669A - 一种用于遮阳面料的透明涂层乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及对印染品等材料进行涂覆的阻燃性涂料组合物领域，具体涉及一种用于遮阳面料的透明涂层乳液，包括20.54％‑41.81％的丙烯酸乳液，40.61％‑73.94％的阻燃剂，3.29％‑5.36％的润湿剂，0.11％‑0.63％的消泡剂，0.74％‑3.65％的增稠剂，0.23％‑4.89％的氨水，以及1.01％‑6.19％的水。本技术方案得到的透明涂层乳液，不改变遮阳面料坯布原有的颜色，使遮阳面料在涂覆该透明涂层乳液后，遮阳面料坯布原有的纹路、立体感、质感强，颜色保持自然，并且使用不含有卤素的阻燃剂使产品更加环保。
Description
技术领域
本发明涉及对印染品等材料进行涂覆的阻燃性涂料组合物领域，具体涉及一种用于遮阳面料的透明涂层乳液。
背景技术
随着阻燃化材料相关法规在全世界制定或实施，开发了各种不同的阻燃性原料，并运用于各种加工成型物、阻燃织物以及阻燃涂料等。以这种观点看来，可以说涂料的阻燃化是必然的，涂料的阻燃化可根据涂料的制备方法分为添加型和反应型。添加型阻燃涂料是混合如氧化锑、卤素化合物、无机材料等的阻燃性原料制备而成，具有阻燃效率较优良的优点。但是，添加型阻燃涂料只是单纯地混合了阻燃性原料，故在利用其形成涂膜时，会存在因涂膜表面龟裂所引发的相分离现象所导致的涂膜附着性、耐水性等下降，或因阻燃性原料的浸出现象所造成的涂膜外观不良等问题。
反应型阻燃涂料克服了添加型阻燃涂料所具有的问题点。但是，若为了制备反应型阻燃涂料而在阻燃性原料中使用无机材料，则存在与粘合剂树脂的相容性明显下降的问题。此外，卤素化合物在燃烧时会产生有毒气体，故亦存在对人体有害的问题。
在遮阳面料上添加表面涂层是用于改变遮阳面料面材的表面特性的涂层材料。遮光涂层赋予涂层织物遮光性能的涂层工艺，涂层剂中加入遮光剂如氧化钛、炭黑、颜料等经多层涂布而成。光线射于涂层时，或被反射，或被吸收最终完全被阻断。或给被涂层物赋予阻燃性能。可用作遮阳窗帘。现有的添加或涂覆阻燃剂或涂层的技术存在的缺陷和不足是：基本改变坯布原有的颜色，不能显现自然美；遮阳面料本身具备立体感，质感，色牢度高等性能，技术要求不改变遮阳面料的原有的性能，遮光涂层不能满足要求；原有遮光涂层材料使用的阻燃剂都是含有卤素体系种类，不够环保。所以，我们就研究一种透明的，不改变遮阳面料坯布原有性能的，不含有卤素阻燃剂的全新的涂层材料。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够增强遮阳面料的的使用寿命，涂覆在遮阳面料的表层后，使遮阳面料既具备改良的涂层阻燃性能，又不改变遮阳面料原坯布所具有的纹路、立体感、质感、颜色，使遮阳面料拥有环保阻燃和本身自然美、立体美感等性能，形成一套阻燃透明的体系。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种用于遮阳面料的透明涂层乳液，包括20.54％-41.81％的丙烯酸乳液，40.61％-73.94％的阻燃剂，3.29％-5.36％的润湿剂，0.11％-0.63％的消泡剂，0.74％-3.65％的增稠剂，0.23％-4.89％的氨水，以及1.01％-6.19％的水。
上述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，所述丙烯酸乳液包括5.21％-10.53％的软丙烯酸乳液、15.33％-31.28％的硬丙烯酸乳液，所述软丙烯酸乳液的离子性为阴离子，在23℃下的粘度为小于500mPa.s，固体含量为45.0±1％，并且pH值为3.0至5.0之间；所述硬丙烯酸乳液的离子性为阴离子，在23℃下的粘度为小于500mPa.s，固体含量为50.0±1％，并且pH值为3.0至5.0之间。
上述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，所述阻燃剂为在25℃时粘度在5000-10000cps的白色浆状物，固含量为63.5±1％，pH值为6.5至7.5之间，包括磷氮阻燃剂、协效剂、水。
上述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，所述润湿剂为在20℃下pH值为6.5至7.5之间的非离子浑浊分散体，粘度为4000-7000Pa.s，比重为0.8至1.2g/cm3，包括醇乙氧基化物、烷基酯及其他添加剂水性乳液。
上述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，所述消泡剂为在25℃时可分散于水中的非离子浅黄色均匀液体，粘度为300-900cps，pH值为6至8之间，闪点在195℃，包括矿物油疏水气相白炭黑及金属皂类。
上述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，所述增稠剂为浓度范围≥0.0002至＜0.0025之间的5-氯-2-甲基-3(2H)异噻唑酮、2-甲基3(2H)异噻唑酮混合物。
如上述的用于遮阳面料的透明涂层乳液的制备方法，
包括以下步骤：
S1：调整高速分散机车速，将车速调整至200-500r/min，保持分散机运转车速不变；
S2：向高速分散机内添加软性丙烯酸乳液5.21％-10.53％重量份，将软性丙烯酸乳液分散3min；
S3：向高速分散机内添加硬性丙烯酸乳液15.33％-31.28％重量份，分散机分散5分钟，充分混合软性丙烯酸和硬性丙烯酸；
S4：向高速分散机内添加阻燃剂40.61-73.94％重量份，分散机分散10分钟，对加入的混合物进行充分分散混合；
S5：向高速分散机内添加3.29重量份的润湿剂，分散机分散10分钟，充分混合润湿剂与先前的混合物；
S6：向高速分散机内添加0.11重量份的消泡剂及0.15重量份的水，分散机分散10分钟，充分混合消泡剂使用消泡剂对混合物中产生的泡沫进行消除，并对混合物进行一次稀释；
S7：添加0.74重量份的增稠剂和1重量份的水，分散机分散10分钟，充分分散混合增稠剂，增加混合物的粘稠度并对混合物进行二次稀释，使用使用DVS+粘度计测试粘稠度达到6200至8500之间；
S8：添加0.23重量份的氨水，分散机分散10分钟，测试pH值在8.5至9.5之间的弱碱性。
本发明的有益效果是：通过本技术方案得到的透明涂层乳液，在涂覆到产品上之后，能够达到透明的效果，不对被涂覆物的外表产生遮挡，不改变遮阳面料坯布原有的颜色，使遮阳面料在涂覆该透明涂层乳液后，遮阳面料坯布原有的纹路、立体感、质感强，颜色保持自然，并且使用不含有卤素的阻燃剂使产品更加环保。
具体实施方式
为更好的使本领域技术人员对本发明进行理解，下面就具体实施方式对本发明进行进一步说明。
透明度是允许光通过材料而不分散的物理性质，是指能看到背后的事物或是让背后的事物显现出来，透明度越高背后的事物越清晰。
透光率是透光材料的主要性能指标，定义为透射光强IT与入射光强I0之比：T＝IT/I0。除透光率之外，还可以根据根据透光材料的光学性质中的颜色、透光性、透视性、滤色性等特性，对透光材料的透视性产生影响。
材料的颜色是由其自身的光谱特性、投射于材料表面的光线的光谱特性和观看者眼睛的光谱特性决定的。材料的颜色可分为红、蓝、黄、绿、白、紫、黑。颜色是构成材料装饰性的重要因素，它决定了装饰的基本格调，对确定环境气氛，控制装饰艺术效果，具有极为重要的作用。
透光性是指光线投射于材料表面后，一部分被反射，一部分被透射，另一部分被吸收。材料允许光线透过的性质，称为透光性，可用透光率表示，即透过材料的光线的强度与入射光的强度之比。透光性好的材料，其透光率可高达90％以上；而不透光材料，透光率为零。此外，还将透光率较小的材料称为半透明材料。
透视性是指当材料中有光线透过时，若不改变光线的方向(即光线可平行透过)，则这种材料不仅可以透过光线，而且可以透过影像，称这种光学性质为透视现象，也称之为透明。
滤色性是指对透光性材料，当光线透过时，材料能选择性的吸收一定波长的入射光，使透过的光线变成特定的颜色，这种性质称为材料的滤色性。建筑装饰材料使用过程中，透过的白光常被滤掉某种颜色，而呈现出特定颜色的光。
在本发明的技术方案中，目的就是使透明涂层乳液能达到透明效果，并且不改变坯布原有的颜色，将透明涂层乳液涂覆到产品上之后生产出的成品在整体上比采用现有的技术有显著的提高，遮阳面料坯布本身具有的纹路、立体感、质感能够更加有效的突显，使遮阳面料坯布颜色自然，将坯布原有的效果更加完善的呈现在消费者面前。
在本发明技术方案中，根据丙烯酸乳液的固体物的含量百分比的大小不同，固体物含量百分比在为45.0±1％的，本发明中称为软性丙烯酸乳液，固体物含量百分比在为50.0±1％的，本发明中称为硬性丙烯酸乳液，丙烯酸的固体物含量在44％-45％之间的丙烯酸乳液是特种丙烯酸酯类的共聚物乳液，是专为耐久性发泡涂层而设计开发，产品适用于各种遮光窗帘布、装饰布、家具布、硬型无纺布、喷胶棉等各类织物的发泡涂层。具有优异的粘合牢度和附着力，硬挺度好、发泡细腻，手感好，并且白度高、不易黄变，环保、不含APEO。
软性丙烯酸乳液的离子性为阴离子，在23℃下的粘度为小于500mPa.s，固体含量为45.0±1％，并且pH值为3.0至5.0之间；
硬性丙烯酸乳液的离子性为阴离子，在23℃下的粘度为小于500mPa.s，固体含量为50.0±1％，并且pH值为3.0至5.0之间。
以透明乳液涂层为100重量份计，上述丙烯酸乳液的含量可为20.54％-41.81％重量份，其中软性丙烯酸乳液的含量为5.21％-10.53％重量份，硬性丙烯酸乳液的含量为15.33％-31.28％重量份。
当丙烯酸乳液的含量在不及20.54％重量份时，涂膜的附着性、耐久性等可能下降；当超过41.84％重量份时，组合物的干燥性、涂膜的耐水性等可能下降。
在本发明的技术方案中，阻燃剂为在25℃时粘度在5000-10000cps的白色浆状物，固含量为63.5±1％，pH值为6.5至7.5之间，包括磷氮阻燃剂、协效剂、水，复配丙烯酸乳液使用。在涤纶织物垂直阻燃涂层胶，可直涂产品，阻胶比为5:5。
以透明乳液涂层为100重量份计，上述阻燃剂的含量可为40.61％-73.94％重量份。当阻燃剂的含量在不及40.61％重量份时，涂膜的阻燃性、机械物理性能等可能下降，阻燃剂的pH值调节能力不至于改变丙烯酸乳液的酸性状态，当超过73.94％重量份时，涂膜的附着性、耐水性等可能下降，阻燃剂的pH值调节能力过强，强行改变丙烯酸乳液的酸性状态至碱性中性或碱性状态。
在本发明的技术方案中，润湿剂为在20℃下pH值为6.5至7.5之间的非离子浑浊分散体，可与大多数聚合物混合，粘度为4000-7000Pa.s，比重为0.8至1.2g/cm3，包括醇乙氧基化物、烷基酯及其他添加剂水性乳液。能够改善涂层浆流动性，同时兼具消泡性和分散性，用于增加透明涂层乳液的渗透性，使透明涂层乳液能够更好的接触到底布上。
以透明乳液涂层为100重量份计，上述润湿剂的含量可为3.29％-5.36％重量份。当润湿剂的含量不及3.29％重量份时，润湿剂增加的渗透性差，不能使透明涂层乳液接触到底布上，当润湿剂的含量超过5.36％重量份时，可能因过度润湿而使透明涂层乳液的机械强度下降。
在本发明的技术方案中，消泡剂为在25℃时可分散于水中的非离子浅黄色均匀液体，粘度为300-900cps，pH值为6至8之间，闪点在195℃，是矿物油疏水气相白炭黑及金属皂类合成的消泡剂，为本领域公知成分，广泛应用于苯丙乳液，硅丙乳液，全丙乳液，醋丙醋丁乳液等为基础的水性涂料体系，还适用于聚乙烯醇类粘合剂。能够在水性涂料，水性乳液，水性油墨，粘合剂等中应用，对以上产品有优异消泡抑泡效果,相容性好，对涂料体系无不良影响，安全性高,对光泽无不良影响。
以透明乳液涂层为100重量份计，上述消泡剂的含量可为0.11％-0.63％重量份。当消泡剂的含量不及0.11％重量份时，消泡剂的消泡抑泡能力差，增加的渗透性差，不能使透明涂层乳液接触到底布上，当润湿剂的含量超过5.36％重量份时，可能因过度润湿而使透明涂层乳液的机械强度下降。
在本发明的技术方案中，增稠剂为浓度范围≥0.0002至＜0.0025的5-氯-2-甲基-3(2H)异噻唑酮、2-甲基3(2H)异噻唑酮混合物，具有粘合作用，用于提高丙烯酸乳液及阻燃剂的黏度，使丙烯酸乳液及阻燃剂保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶。增强透明涂层乳液在涂覆后的机械强度。
以透明乳液涂层为100重量份计，上述增稠剂的含量可为0.74％-3.65％重量份。当增稠剂的含量不及0.74％重量份时，增稠剂的粘合能力差，不能保持丙烯酸乳液及阻燃剂保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶，当润湿剂的含量超过3.65％重量份时，可能因过度增强粘合作用，使透明涂层乳液的机械强度增强，过强的粘合能力或使丙烯酸乳液及阻燃剂提前形成凝胶。
在本发明的技术方案中，以透明乳液涂层为100重量份计，还包括0.23％-4.89％的氨水，用于调整丙烯酸乳液及阻燃剂的酸碱程度，使调整混合后的pH值在8.5至9.5之间的弱碱性。
在本发明的技术方案中，以透明乳液涂层为100重量份计，还包括1.01％-6.19％的水，用于稀释混合后的透明涂层乳液，使用DVS+粘度计测试粘稠度达到6200至8500之间。
本发明的组合物中，所述软性丙烯酸乳液、硬性丙烯酸乳液、阻燃剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、氨水以特定比例混合，各成分均为透明液体，并且各成分之间物理性混溶，不产生化学反应，不对成分的透明型产生影响，并用水对混合后的透明涂层乳液进行稀释，达到需要的粘度要求，故本发明可提供透明性、附着性、阻燃性、耐久性等物理性能优良的涂膜。
下面，通过具体实施例详细说明本发明，下述数值含量为按照透明涂层为100重量份计选取。
实施例1
调整高速分散机车速，将车速调整至200r/min，保持分散机运转车速不变，向高速分散机内添加软性丙烯酸乳液5.21重量份，将软性丙烯酸乳液分散3min，之后添加硬性丙烯酸乳液15.33重量份，分散机分散5分钟，充分混合软性丙烯酸和硬性丙烯酸，再添加阻燃剂73.94重量份，分散机分散10分钟，对加入的混合物进行充分分散混合，添加3.29重量份的润湿剂，分散机分散10分钟，使润湿剂与先前添加的混合物充分混合；添加0.11重量份的消泡剂及0.15重量份的水，分散机分散10分钟，充分混合消泡剂使用消泡剂对混合物中产生的泡沫进行消除，并对混合物进行一次稀释，添加0.74重量份的增稠剂和1重量份的水，分散机分散10分钟，充分分散混合增稠剂，增加混合物的粘稠度并对混合物进行二次稀释，使用使用DVS+粘度计测试粘稠度达到6200至8500之间，添加0.23重量份的氨水，测试pH值在8.5至9.5之间的弱碱性。具体可参照表1。
表1
| 成分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 软性丙烯酸乳液 | 5.21 | 6.02 | 7.59 | 9.15 | 10.53 |
| 硬性丙烯酸乳液 | 15.33 | 20.23 | 24.37 | 28.26 | 31.28 |
| 阻燃剂 | 73.94 | 65.03 | 56.08 | 45.17 | 40.61 |
| 润湿剂 | 3.29 | 3.94 | 4.26 | 4.85 | 4.85 |
| 消泡剂 | 0.11 | 0.25 | 0.37 | 0.48 | 0.63 |
| 水 | 0.15 | 0.23 | 0.35 | 0.57 | 0.75 |
| 增稠剂 | 0.74 | 1.12 | 1.98 | 2.86 | 3.65 |
| 水 | 1 | 2.13 | 3.05 | 5.42 | 2.81 |
| 氨水 | 0.23 | 1.05 | 1.95 | 3.24 | 4.89 |
| 合计重量份 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
实施例2、实施例3,、实施例4、实施例5步骤与实施例1制作透明涂层乳液的过程相同，添加各成分量如表1所示。
针对实施例1、实施例2、实施例3,、实施例4、实施例5中制取的透明涂层乳液，对遮阳面料坯布进行涂覆处理，在进行遮阳面料涂覆之前，需对遮阳面料进行整经、穿筘、织造、高温定型，整经、穿筘、织造过程与现有技术相同，在进行高温定型的过程中，许调整定型机参数，烘箱温度控制在205℃，定型机车速为20m/min，循环风80r/min，排风为120r/min，并且沿增加面料的平整度并使网络点打开，打开的网络点可以使得透明涂层乳液更加容易渗透到面料中，在对面料进行处理之后，分别使用涂层机对经过相同程序处理的遮阳面料坯布进行涂覆，在进行涂覆工作时，涂层机的车速控制在12-18m/min，车速过快会出现漏料、涂料不均匀的现象，车速过慢会导致透明涂层乳液堆积，造成涂层厚度大，增加面料克重。
涂层之后使用烘箱对涂覆完成的遮阳面料进行涂层的固定，共使用8节烘箱，烘箱的温度分别为55-90℃，82-100℃，87-110℃，105-125℃，120-135℃，110-152℃，136-162℃，85-125℃。
经过透明涂层乳液涂覆之后，遮阳面料的面料效果可以达到：阻燃7-8级，克重322-367，厚度0.42-0.63mm。
经过相同的涂层、烘干处理后，对实施例1、实施例2、实施例3,、实施例4、实施例5中制取的透明涂层乳液的涂覆效果进行对比。其中透光率使用分光光度计进行检测，使用百分比表示，坯布颜色按照与没有涂覆透明涂层乳液的遮阳面料坯布进行对比，看颜色的还原显现程度，使用颜色还原度的百分比表示；透光性根据透光率进行判断；透视性通过透光性和坯布颜色相结合进行判断表示；滤色性通过坯布颜色的对比情况进行判断，通过透光率、坯布颜色、透光性、透视性、滤色性、对透明度进行判断。如表2所示。
表2
| 对比项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 透光率 | 60％ | 80％ | 92％ | 90％ | 85％ |
| 坯布颜色 | 60％ | 75％ | 95％ | 88％ | 85％ |
| 透光性 | 60％ | 80％ | 92％ | 90％ | 85％ |
| 透视性 | 60％ | 80％ | 92％ | 90％ | 85％ |
| 滤色性 | 40％ | 25％ | 5％ | 12％ | 15％ |
| 透明度 | 一般 | 较高 | 高 | 高 | 较高 |
通过涂覆透明涂层乳液涂层之后的遮阳面料坯布与原遮阳面料之间的对比以及使用分光光度计进行检测，可以得到本技术方案的透明涂层乳液在涂覆到遮阳面料坯布上后能够达到透明的效果，不改变遮阳面料坯布原有的颜色，使遮阳面料在涂覆该透明涂层乳液后使遮阳面料坯布纹路、立体感、质感强，颜色自然，并且使用不含有卤素的阻燃剂使产品更加环保。
上述实施例只是为了说明本发明的结构构思和特点，其目的在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于遮阳面料的透明涂层乳液，其特征在于：包括20.54％-41.81％的丙烯酸乳液，40.61％-73.94％的阻燃剂，3.29％-5.36％的润湿剂，0.11％-0.63％的消泡剂，0.74％-3.65％的增稠剂，0.23％-4.89％的氨水，以及1.01％-6.19％的水。
2.根据权利要求1所述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，其特征是：所述丙烯酸乳液包括5.21％-10.53％的软丙烯酸乳液、15.33％-31.28％的硬丙烯酸乳液，所述软丙烯酸乳液的离子性为阴离子，在23℃下的粘度为小于500mPa.s，固体含量为45.0±1％，并且pH值为3.0至5.0之间；所述硬丙烯酸乳液的离子性为阴离子，在23℃下的粘度为小于500mPa.s，固体含量为50.0±1％，并且pH值为3.0至5.0之间。
3.根据权利要求1所述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，其特征是：所述阻燃剂为在25℃时粘度在5000-10000cps的白色浆状物，固含量为63.5±1％，pH值为6.5至7.5之间，包括磷氮阻燃剂、协效剂、水。
4.根据权利要求1所述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，其特征是：所述润湿剂为在20℃下pH值为6.5至7.5之间的非离子浑浊分散体，粘度为4000-7000Pa.s，比重为0.8至1.2g/cm3，包括醇乙氧基化物、烷基酯及其他添加剂水性乳液。
5.根据权利要求1所述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，其特征是：所述消泡剂为在25℃时可分散于水中的非离子浅黄色均匀液体，粘度为300-900cps，pH值为6至8之间，闪点在195℃，包括矿物油疏水气相白炭黑及金属皂类。
6.根据权利要求1所述的用于遮阳面料的透明涂层乳液，其特征是：所述增稠剂为浓度范围≥0.0002至＜0.0025之间的5-氯-2-甲基-3(2H)异噻唑酮、2-甲基3(2H)异噻唑酮混合物。
7.一种如权利要求1所述的用于遮阳面料的透明涂层乳液的制备方法，其特征是：
包括以下步骤：
S1：调整高速分散机车速，将车速调整至200-500r/min，保持分散机运转车速不变；
S2：向高速分散机内添加软性丙烯酸乳液5.21％-10.53％重量份，将软性丙烯酸乳液分散3min；
S3：向高速分散机内添加硬性丙烯酸乳液15.33％-31.28％重量份，分散机分散5分钟，充分混合软性丙烯酸和硬性丙烯酸；
S4：向高速分散机内添加阻燃剂40.61-73.94％重量份，分散机分散10分钟，对加入的混合物进行充分分散混合；
S5：向高速分散机内添加3.29重量份的润湿剂，分散机分散10分钟，充分混合润湿剂与先前的混合物；
S6：向高速分散机内添加0.11重量份的消泡剂及0.15重量份的水，分散机分散10分钟，充分混合消泡剂使用消泡剂对混合物中产生的泡沫进行消除，并对混合物进行一次稀释；
S7：添加0.74重量份的增稠剂和1重量份的水，分散机分散10分钟，充分分散混合增稠剂，增加混合物的粘稠度并对混合物进行二次稀释，使用使用DVS+粘度计测试粘稠度达到6200至8500之间；
S8：添加0.23重量份的氨水，分散机分散10分钟，测试pH值在8.5至9.5之间的弱碱性。
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