CN113372787B - 阻燃粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

阻燃粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种阻燃粉末涂料及其制备方法，其中阻燃粉末涂料包括以下重量份组分：环氧树脂28‑32份、聚酯树脂28‑32份、颜料5‑10份、硫酸钡30‑40份、钛白粉0.5‑5份、阻燃剂2‑8份、阻燃助剂0.1‑0.5份、流平剂0.5‑2份、膨润土0.5‑1份、固化促进剂0.01‑0.05份。本申请通过阻燃剂和阻燃助剂的加入，使得粉末涂料具有阻燃特性，成为功能性涂料，它的特点是耐高温烘烤时间长，隔热且不易燃烧，用该产品喷涂的基材，可以提高材料的耐火能力，减缓火焰燃烧的传播速度，从而达到了阻燃效果，给消防工作赢取了时间，减少了火灾损失。

Description

阻燃粉末涂料及其制备方法
技术领域
本申请属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种阻燃粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同，它的分散介质不是溶剂和水，而是空气。它具有无溶剂污染，100％成膜，能耗低的特点。
常规的粉末涂料不具有阻燃性，耐高温烘烤时间短；对于有隔热不易燃烧要求的情况，常规的粉末涂料不能满足要求，需要开发有阻燃性能的粉末涂料。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种阻燃粉末涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种阻燃粉末涂料，包括以下重量份组分：
Figure BDA0002390936520000011
Figure BDA0002390936520000021
通过阻燃剂和阻燃助剂的加入，使得粉末涂料具有阻燃特性，成为功能性涂料，它的特点是耐高温烘烤时间长，隔热且不易燃烧，用该产品喷涂的基材，可以提高材料的耐火能力，减缓火焰燃烧的传播速度，从而达到了阻燃效果，给消防工作赢取了时间，减少了火灾损失。
优选的，阻燃助剂由以下质量百分数原料制成：
苯并咪唑羧酸类金属配合物 55％-65％；
石墨烯 35％-45％。
苯并咪唑衍生物水解氧化可得到咪唑多羧酸类有机配体，咪唑多羧酸类有机配体中存在的氢键、孤对电子的亲核性和π-π相互作用能够和其他体系聚合。根据去质子的程度的不同，羧基本身也可同时作为氢键受体或给体，给予配位模式多样，容易产生不同结构；苯并咪唑羧酸类作为有机配体与金属离子自组装过程中配齿间空间取向不易发生改变，构筑的配合物通常具有较高的热稳定性和较好的刚性，能够很好的改性石墨烯，二者相互作用可以成为很好的阻燃助剂。
优选的，苯并咪唑羧酸类金属配合物为2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物。
优选的，阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌阻燃剂中的一种或几种组合。氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌阻燃剂都是常规的阻燃剂，阻燃过程中会脱水，能够与阻燃助剂协同作用，促进阻燃助剂中未反应的苯并咪唑基水解氧化。
优选的，流平剂为丙烯酸酯类流平剂，如二氧化硅吸附的聚丙烯酸酯流平剂。
优选的，聚酯树脂为饱和端羧基聚酯树脂。
优选的，固化促进剂为具有环脒化学结构的咪唑啉。
优选的，颜料为本领域常用颜料，如炭黑、中黄、铁红等；在此特别说明，配方中的“颜料”组分不包括钛白粉，钛白粉是单独计量的组分。
第二方面，本申请还提供一种上述阻燃粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
预混：按比例将各组分投入预混器中，充分混合得到混合物；
挤出：利用双螺杆或单螺杆挤出机使混合物均匀地通过通有冷却水的对辊挤压成片；
研磨：将挤出的物料均匀地粗破碎，保证破碎料片的大小相仿，然后再将破碎料片研磨成粉体，过筛、分级后即得到阻燃粉末涂料。
优选的，阻燃助剂的制备方法包括以下步骤：
将占阻燃剂质量比55％-65％的苯并咪唑羧酸类金属配合物和35％-45％的石墨烯在乙醇中混合均匀，蒸除溶剂，放入真空干燥箱中100℃干燥12h，得到阻燃助剂。
优选的，苯并咪唑羧酸类金属配合物的制备方法包括以下步骤：
将2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸与二水合醋酸锌按照摩尔比2:1加入到装有乙腈溶剂的反应釜中，120℃下反应72h，冷却后得到2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物。
本申请具有的优点和积极效果是：通过阻燃剂和阻燃助剂的加入，使得粉末涂料具有阻燃特性，成为功能性涂料，它的特点是耐高温烘烤时间长，隔热且不易燃烧，用该产品喷涂的基材，可以提高材料的耐火能力，减缓火焰燃烧的传播速度，从而达到了阻燃效果，给消防工作赢取了时间，减少了火灾损失。
除了上面所描述的本申请解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本申请所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征所带来的优点，将在下文中作进一步详细的说明。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供一种阻燃粉末涂料，包括以下重量份组分：
Figure BDA0002390936520000041
其中，阻燃剂为硼酸锌阻燃剂；流平剂为二氧化硅吸附的聚丙烯酸酯流平剂；聚酯树脂为饱和端羧基聚酯树脂；固化促进剂为具有环脒化学结构的咪唑啉；颜料为本领域常用的颜料碳黑；阻燃助剂由以下质量百分数原料制成：
2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物 55％；
石墨烯 45％。
本实施例还提供一种上述阻燃粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
预混：按比例将各组分投入预混器中，充分混合得到混合物；
挤出：利用双螺杆或单螺杆挤出机使混合物均匀地通过通有冷却水的对辊挤压成片；
研磨：将挤出的物料均匀地粗破碎，保证破碎料片的大小相仿，然后再将破碎料片研磨成粉体，过筛、分级后即得到阻燃粉末涂料。
本实施例使用的阻燃助剂的制备方法为：将苯并咪唑羧酸类金属配合物和石墨烯按照质量比11:9在乙醇中混合均匀，蒸除溶剂至呈粘稠状，放入真空干燥箱中100℃干燥12h，得到阻燃助剂。
其中苯并咪唑羧酸类金属配合物的制备方法为：将2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸与二水合醋酸锌按照摩尔比2:1加入到装有乙腈溶剂的反应釜中，120℃下反应72h，冷却后得到2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物。
实施例2
本实施例提供一种阻燃粉末涂料，包括以下重量份组分：
Figure BDA0002390936520000051
其中，阻燃剂为氢氧化镁阻燃剂；流平剂为二氧化硅吸附的聚丙烯酸酯流平剂；聚酯树脂为饱和端羧基聚酯树脂；固化促进剂为具有环脒化学结构的咪唑啉；颜料为本领域常用的颜料中黄；阻燃助剂由以下质量百分数原料制成：
2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物 65％；
石墨烯 35％。
本实施例还提供一种上述阻燃粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
预混：按比例将各组分投入预混器中，充分混合得到混合物；
挤出：利用双螺杆或单螺杆挤出机使混合物均匀地通过通有冷却水的对辊挤压成片；
研磨：将挤出的物料均匀地粗破碎，保证破碎料片的大小相仿，然后再将破碎料片研磨成粉体，过筛、分级后即得到阻燃粉末涂料。
本实施例使用的阻燃助剂的制备方法为：将苯并咪唑羧酸类金属配合物和石墨烯按照质量比13:7在乙醇中混合均匀，蒸除溶剂至呈粘稠状，放入真空干燥箱中100℃干燥12h，得到阻燃助剂。
其中苯并咪唑羧酸类金属配合物的制备方法为：将2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸与二水合醋酸锌按照摩尔比2:1加入到装有乙腈溶剂的反应釜中，120℃下反应72h，冷却后得到2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物。
实施例3
本实施例提供一种阻燃粉末涂料，包括以下重量份组分：
Figure BDA0002390936520000061
其中，阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂；流平剂为二氧化硅吸附的聚丙烯酸酯流平剂；聚酯树脂为饱和端羧基聚酯树脂；固化促进剂为具有环脒化学结构的咪唑啉；颜料为本领域常用的颜料铁红；阻燃助剂由以下质量百分数原料制成：
2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物 60％；
石墨烯 40％。
本实施例还提供一种上述阻燃粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
预混：按比例将各组分投入预混器中，充分混合得到混合物；
挤出：利用双螺杆或单螺杆挤出机使混合物均匀地通过通有冷却水的对辊挤压成片；
研磨：将挤出的物料均匀地粗破碎，保证破碎料片的大小相仿，然后再将破碎料片研磨成粉体，过筛、分级后即得到阻燃粉末涂料。
本实施例使用的阻燃助剂的制备方法为：将苯并咪唑羧酸类金属配合物和石墨烯按照质量比3:2在乙醇中混合均匀，蒸除溶剂至呈粘稠状，放入真空干燥箱中100℃干燥12h，得到阻燃助剂。
其中苯并咪唑羧酸类金属配合物的制备方法为：将2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸与二水合醋酸锌按照摩尔比2:1加入到装有乙腈溶剂的反应釜中，120℃下反应72h，冷却后得到2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物。
对比例
市售粉末涂料。
测试分析
对实施例1-实施例3和对比例进行性能测试，测试参照标准和测试结果如表1所示。
表1性能测试
Figure BDA0002390936520000071
本申请提供的阻燃粉末涂料可以应用于室内外各种金属材料表面，效果明显。如门窗，家居装饰，窗帘盒，家具，家用电器，文件柜，配电箱等等。应用领域广泛。阻燃粉末有很多特点：1.施工简单，便于推广使用。2.可以按照客户要求制作各种类型和颜色及不同效果涂料。3.涂料贮藏稳定性好，易于保存。4.由于其独特的功能，市场前景有很大拓展空间。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种阻燃粉末涂料，其特征在于，包括以下重量份组分：
Figure FDA0003714855370000011
Figure FDA0003714855370000012
其中，所述阻燃助剂由以下质量百分数原料制成：
苯并咪唑羧酸类金属配合物 55％-65％；
石墨烯 35％-45％；
所述苯并咪唑羧酸类金属配合物为2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物。
2.根据权利要求1所述的阻燃粉末涂料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌中的一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的阻燃粉末涂料，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂。
4.根据权利要求1所述的阻燃粉末涂料，其特征在于，所述聚酯树脂为饱和端羧基聚酯树脂。
5.根据权利要求1所述的阻燃粉末涂料，其特征在于，所述固化促进剂为具有环脒化学结构的咪唑啉。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的阻燃粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
预混：按比例将各组分投入预混器中，充分混合得到混合物；
挤出：利用双螺杆或单螺杆挤出机使混合物均匀地通过通有冷却水的对辊挤压成片；
研磨：将挤出的物料均匀地粗破碎，保证破碎料片的大小相仿，然后再将破碎料片研磨成粉体，过筛、分级后即得到所述阻燃粉末涂料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述阻燃助剂的制备方法包括以下步骤：
将占阻燃剂质量比55％-65％的苯并咪唑羧酸类金属配合物和35％-45％的石墨烯在乙醇中混合均匀，蒸除溶剂，放入真空干燥箱中100℃干燥12h，得到所述阻燃助剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述苯并咪唑羧酸类金属配合物的制备方法包括以下步骤：
将2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸与二水合醋酸锌按照摩尔比2:1加入到装有乙腈溶剂的反应釜中，120℃下反应72h，冷却后得到2-(2-甲基-苯并咪唑)苯甲酸锌配合物。
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