CN115820100A - 一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料及其制备方法，具体地涉及一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，以重量份计，其包括：25‑45份聚氨酯丙烯酸酯，10‑30份水性丙烯酸树脂，1‑10份稀释剂，1‑5份分散剂，1‑5份消泡剂，1‑5份二氧化钛，1‑5份聚磷酸铵，1‑10份阻燃剂，和1‑10份式(I)所示的化合物。本发明的阻燃涂料，阻燃性能好。

Description

一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料材料技术领域，具体涉及一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料及其制备方法。

背景技术

涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。涂料往往为化学混合物制成，作用主要有四点：保护，装饰，掩饰产品的缺陷和其他特殊作用，以提升产品的价值。涂料按其性能来分，可分为：防腐蚀涂料、防锈涂料、绝缘涂料、耐高温涂料、耐老化涂料、耐酸碱涂料、耐化学介质涂料等。

聚氨酯丙烯酸酯中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，其中丙烯酸官能团具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料，已被广泛应用于涂料领域中，但是聚氨酯丙烯酸酯固化物的阻燃性能较差，限制了其应用。因此需要开发新的含聚氨酯丙烯酸酯的涂料以提高其阻燃性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料及其制备方法。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，以重量份计，其包括：

25-45份聚氨酯丙烯酸酯，10-30份水性丙烯酸树脂，1-10份稀释剂，1-5份分散剂，1-5份消泡剂，1-5份二氧化钛，1-5份聚磷酸铵，1-10份阻燃剂，和1-10份式(I)所示的化合物，其中式(I)所述的化合物具有如下所示的结构：

在一些优选的实施例中，本发明所述的聚氨酯丙烯酸酯官能度为6，且相对分子质量在1000-3000之间。

在一些优选的实施例中，本发明所述的稀释剂选自醋酸丁酯、二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇甲醚中的一种或多种。

在一些优选的实施例中，本发明所述的分散剂为羟丙基甲基纤维素。

在一些优选的实施例中，本发明所述的消泡剂为有机硅消泡剂SD998。

在一些优选的实施例中，本发明所述的阻燃剂选自硼酸锌、氢氧化铝和氢氧化镁中的一种或多种。

在一些优选的实施例中，本发明提供一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，以重量份计，其包括：30-45份聚氨酯丙烯酸酯，10-20份水性丙烯酸树脂，5-10份稀释剂，3-5份分散剂，1-3份消泡剂，1-3份二氧化钛，1-3份聚磷酸铵，1-5份阻燃剂，和5-10份如上所示的式(I)所示的化合物。

在一些优选的实施例中，本发明提供一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，以重量份计，其包括：30-35份聚氨酯丙烯酸酯，10-15份水性丙烯酸树脂，5-8份稀释剂，3份分散剂，2份消泡剂，2份二氧化钛，2份聚磷酸铵，3-5份阻燃剂，和5-8份如上所示的式(I)所示的化合物。

在一些优选的实施例中，本发明提供一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，以重量份计，其包括：30份聚氨酯丙烯酸酯，15份水性丙烯酸树脂，5份稀释剂，3份分散剂，2份消泡剂，2份二氧化钛，2份聚磷酸铵，5份阻燃剂，和8份如上所示的式(I)所示的化合物。

本发明还提供一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料的制备方法，包括：

1)按照上述重量百分比分别称取聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，稀释剂，分散剂，消泡剂，二氧化钛，聚磷酸铵，阻燃剂，和如上所示的式(I)所示的化合物；

2)将聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，稀释剂，分散剂，如上所示的式(I)所示的化合物加入到搅拌机内进行混合搅拌处理，转速为400-600r/min，搅拌时长为20-30min；

3)加入消泡剂，二氧化钛，聚磷酸铵，阻燃剂，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时长为15-30min，搅拌结束，得到阻燃涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的发明人意外地发现，本发明的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料通过加入了结构新颖的式(I)所示的化合物，而具有更强的阻燃性能，可以应用于建筑、涂层、塑料、电线电缆、木材等领域。

具体实施方式

下面代表性的实施例是为了更好地说明本发明，而非用于限制本发明的保护范围。以下实施例中使用的材料如无特殊说明均为商购获得。

部分原料的来源：

聚氨酯丙烯酸酯选用广州三旺化工材料有限公司的具有阻燃性的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，牌号为SW3675；

水性丙烯酸树脂选用帝斯曼利康水性丙烯酸树脂NeoCryIxk 61。

上述原料厂家型号仅为支撑实施例中的原料而具体选择，为实验所采用，在实际生产制备过程中，原料的来源不仅限于上述厂家型号。

制备例式(I)所示的化合物的制备

将2-(1,2,3,4-四氢萘-1-基)乙酸(CAS:63328-17-6,19.02g,0.10mol)溶于N,N-二甲基甲酰胺(300mL)中，加入碳酸钾(41.5g,0.30mol)、溴乙基二苯乙腈(CAS:39186-58-8,36.02g,0.12mol)。25℃反应过夜。反应液加水200mL，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗2次，无水硫酸钠干燥，旋干，制得式(I)所示的化合物。MS m/z(ESI)：410.2[M+H]⁺。

实施例1

一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，按照重量份的原料包括：30份聚氨酯丙烯酸酯，15份水性丙烯酸树脂，5份醋酸丁酯，3份羟丙基甲基纤维素，2份有机硅消泡剂SD998，2份二氧化钛，2份聚磷酸铵，5份硼酸锌，和8份制备例制备的式(I)所示的化合物。

1)按照上述重量百分比分别称取聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，醋酸丁酯，羟丙基甲基纤维素，有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，和制备例制备的式(I)所示的化合物；

2)将聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，醋酸丁酯，羟丙基甲基纤维素，制备例制备的式(I)所示的化合物加入到搅拌机内进行混合搅拌处理，转速为400r/min，搅拌时长为30min；

3)加入有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，搅拌速度为1000r/min，搅拌时长为30min，搅拌结束，得到阻燃涂料。

实施例2

一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，按照重量份的原料包括：35份聚氨酯丙烯酸酯，20份水性丙烯酸树脂，10份二丙二醇甲醚，5份羟丙基甲基纤维素，3份有机硅消泡剂SD998，3份二氧化钛，3份聚磷酸铵，5份硼酸锌，和10份制备例制备的式(I)所示的化合物。

1)按照上述重量百分比分别称取聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，二丙二醇甲醚，羟丙基甲基纤维素，有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，和制备例制备的式(I)所示的化合物；

2)将聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，二丙二醇甲醚，羟丙基甲基纤维素，制备例制备的式(I)所示的化合物加入到搅拌机内进行混合搅拌处理，转速为400r/min，搅拌时长为30min；

3)加入有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，搅拌速度为1000r/min，搅拌时长为30min，搅拌结束，得到阻燃涂料。

实施例3

一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，按照重量份的原料包括：30份聚氨酯丙烯酸酯，10份水性丙烯酸树脂，8份二醇甲醚醋酸酯，5份羟丙基甲基纤维素，1份有机硅消泡剂SD998，1份二氧化钛，1份聚磷酸铵，1份硼酸锌，和5份制备例制备的式(I)所示的化合物。

1)按照上述重量百分比分别称取聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，二醇甲醚醋酸酯，羟丙基甲基纤维素，有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，和制备例制备的式(I)所示的化合物；

2)将聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，二醇甲醚醋酸酯，羟丙基甲基纤维素，制备例制备的式(I)所示的化合物加入到搅拌机内进行混合搅拌处理，转速为600r/min，搅拌时长为20min；

3)加入有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，搅拌速度为1500r/min，搅拌时长为15min，搅拌结束，得到阻燃涂料。

实施例4

一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，按照重量份的原料包括：35份聚氨酯丙烯酸酯，10份水性丙烯酸树脂，8份二醇甲醚醋酸酯，5份羟丙基甲基纤维素，2份有机硅消泡剂SD998，3份二氧化钛，2份聚磷酸铵，2份氢氧化铝，和7份制备例制备的式(I)所示的化合物。

1)按照上述重量百分比分别称取聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，二醇甲醚醋酸酯，羟丙基甲基纤维素，有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，氢氧化铝，和制备例制备的式(I)所示的化合物；

2)将聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，二醇甲醚醋酸酯，羟丙基甲基纤维素，制备例制备的式(I)所示的化合物加入到搅拌机内进行混合搅拌处理，转速为600r/min，搅拌时长为20min；

3)加入有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，氢氧化铝，搅拌速度为1500r/min，搅拌时长为30min，搅拌结束，得到阻燃涂料。

对比例1

一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，按照重量份的原料包括：30份聚氨酯丙烯酸酯，15份水性丙烯酸树脂，5份醋酸丁酯，3份羟丙基甲基纤维素，2份有机硅消泡剂SD998，2份二氧化钛，2份聚磷酸铵，和5份硼酸锌。

1)按照上述重量百分比分别称取聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，醋酸丁酯，羟丙基甲基纤维素，有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，和硼酸锌；

2)将聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，醋酸丁酯，羟丙基甲基纤维素加入到搅拌机内进行混合搅拌处理，转速为400r/min，搅拌时长为30min；

3)加入有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，搅拌速度为1000r/min，搅拌时长为30min，搅拌结束，得到阻燃涂料。

实验例性能测试

将实施例1至4和对比例1制得的阻燃涂料涂覆在长宽高为200*200*10的板材，并将板材于50℃烘箱中充分干燥后，以己烷喷枪对制备的板材进行烧蚀试验，并通过对板材单面加热测试其背面温度评估隔热效果；根据GB/T 9754-2007采用60°角WGG60-E4型光泽度计测定涂膜光泽；结果如表1所示：

表1性能测试结果

因此，本发明的阻燃涂料与对比例相对比，阻燃性更好，且具有涂膜光泽度更高的优点。

尽管以上已经对本发明作了详细描述，但是本领域技术人员理解，在不偏离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明进行各种修改和改变。发明不受上述实施例所约束其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，以重量份计，其包括：

25-45份聚氨酯丙烯酸酯，10-30份水性丙烯酸树脂，1-10份稀释剂，1-5份分散剂，1-5份消泡剂，1-5份二氧化钛，1-5份聚磷酸铵，1-10份阻燃剂，和1-10份式(I)所示的化合物，其中式(I)所述的化合物具有如下所示的结构：

2.根据权利要求1所述的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，所述的稀释剂选自醋酸丁酯、二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇甲醚中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，所述的分散剂为羟丙基甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，所述的消泡剂为有机硅消泡剂SD998。

5.根据权利要求1所述的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，所述的阻燃剂选自硼酸锌、氢氧化铝和氢氧化镁中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，以重量份计，其包括：30-45份聚氨酯丙烯酸酯，10-20份水性丙烯酸树脂，5-10份稀释剂，3-5份分散剂，1-3份消泡剂，1-3份二氧化钛，1-3份聚磷酸铵，1-5份阻燃剂，和5-10份如权利要求1所示的式(I)所示的化合物。

7.根据权利要求1所述的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，以重量份计，其包括：30-35份聚氨酯丙烯酸酯，10-15份水性丙烯酸树脂，5-8份稀释剂，3份分散剂，2份消泡剂，2份二氧化钛，2份聚磷酸铵，3-5份阻燃剂，和5-8份如权利要求1所示的式(I)所示的化合物。

8.根据权利要求1所述的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料，其特征在于，以重量份计，其包括：30份聚氨酯丙烯酸酯，15份水性丙烯酸树脂，5份稀释剂，3份分散剂，2份消泡剂，2份二氧化钛，2份聚磷酸铵，5份阻燃剂，和8份如权利要求1所示的式(I)所示的化合物。

9.一种权利要求1-8所述的一种含聚氨酯丙烯酸酯的阻燃涂料的制备方法，包括：

1)按照权利要求1-8所述的重量百分比分别称取聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，醋酸丁酯，羟丙基甲基纤维素，有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，和如权利要求1所示的式(I)所示的化合物；

2)将聚氨酯丙烯酸酯，水性丙烯酸树脂，醋酸丁酯，羟丙基甲基纤维素，如权利要求1所示的式(I)所示的化合物加入到搅拌机内进行混合搅拌处理，转速为400r/min，搅拌时长为30min；

3)加入有机硅消泡剂SD998，二氧化钛，聚磷酸铵，硼酸锌，搅拌速度为1000r/min，搅拌时长为30min，搅拌结束，得到阻燃涂料。