CN1903955A - 高密度板材专用涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高密度板材专用涂料及其制备方法，由高分子成膜物、颜料、助剂及溶剂混合组成；其特征在于该涂料(按重量份数)高分子成膜物主要成份由丙烯酸单体：甲基丙烯酸丁酯(BMA)40－50份、苯乙烯(ST)30－40份、甲基丙烯酸羟乙酯(HPMA)10－20份、甲基丙烯酸(MAA)0.1－0.5份及引发剂过氧化二叔丁基(DTBP)1－5份，有机硅化合物1－5份、氯化聚丙烯1－5份组成；混合溶剂包括醋酸丁酯60－90份、环己酮20－28份、柠檬烯1－6份；并加入为树脂量5－15％的阻燃剂以及为树脂量0.5－1％的紫外线吸收剂。该涂料有效增加平滑性和抗粉化力，显著提高涂膜的抗氧化能力，附着力、耐候、耐水性强，阻燃性好；不含苯类溶剂且制备简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法，特别涉及一种高密度板材专用涂料及其制备方法。
背景技术
涂料是建筑物及各类物具所需涂覆的基面材料。目前，建筑装修、装潢等领域大多采用的均为含有化学成份的涂料，这种涂料涂覆后，会不断的挥发出有机化合物和游离体，因此会对自然界产生较大的污染，并会导致人体的各种不适，如头痛、全身麻痹、贫血，以至于癌症等疾病的发生；尤其是在制备生产及使用过程中，更易造成对操作者身体的侵害。现在，建筑装修、装潢等领域通常均采用普通涂料，尚无针对高密度板材的专用涂料，没有根据高密度板材的特性进行合理配料，如附着性、阻燃性、紫外线吸收性能均较差，因此涂覆和使用效果均不够理想。鉴于上述问题，如何有效降低涂料的污染，并提高涂料的内在质量，降低生产和使用成本，为市场提供一种高密度板材的专用涂料及其制备的方法，将是该领域当前急待解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种工艺简单、性能优良、降低污染的高密度板材专用涂料及其制备方法。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种高密度板材专用涂料，该涂料由高分子成膜物、颜料、助剂及溶剂混合组成；其特征在于该涂料(按重量份数)高分子成膜物主要成份由丙烯酸单体：甲基丙烯酸丁酯(BMA)40-50份、苯乙烯(ST)30-40份、甲基丙烯酸羟乙酯(HPMA)10-20份、甲基丙烯酸(MAA)0.1-0.5份及引发剂过氧化二叔丁基(DTBP)1-5份，有机硅化合物1-5份，氯化聚丙烯1-5份组成；混合溶剂为醋酸丁酯60-90份、环己酮20-28份、柠檬烯1-6份；助剂包括阻燃剂及紫外线吸收剂。
所述阻燃剂采用磷酸三(乙-氯乙基)酯TCEP，为树脂量的5-15％。
所述紫外线吸收剂采用苯丙三氮唑衍生物Tinuvin.P及Irganox1010或选用两者之一，为树脂量的0.5-1％。
一种根据权利要求1所述的高密度板材专用涂料的制备方法，其特征在于将上述配比的原料备齐，其制备方法依次为下列步骤：
(1)在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和N2进口管的反应器中；通入2-3m3/h的N2保护，将混合溶剂中的醋酸丁酯加入反应器搅拌，升温到回流温度130-140℃；
(2)分别滴加上述混合单体及引发剂，聚合反应5-10h；
(3)当转化率≥95％、粘度为15-25s时，降温至50-60℃，加入有机硅化合物苯氧基二甲基硅烷；反应30-40分钟，降至室温后加入氯化聚丙烯树脂，即得到改性丙烯酸树脂(BSW)；
(4)按树脂量限定加入助剂阻燃剂及分散剂，搅拌均匀；
(5)按常规比例加入颜料分散至细度≤20μm，按树脂量限定加入紫外线吸收剂，并用混合溶剂调整粘度为(涂-4杯)≥35s即可。
制备树脂通常采用的是共聚合反应，在反应过程中控制各成份的加入方式和工艺条件尤为重要，因为反应条件体系中引发剂和单体浓度的不同，反应速率不同而导致转化率的差别和树脂相对分子质量及其分布的不同。本发明选用的是起始反应器中加有一定的溶剂，在较高反应温度下，引发剂和单体分别以较小的流率缓慢滴加，由于引发剂和单体的流率均很小，而反应温度较高，引发剂和单体在瞬间就基本上反应完毕，此时反应器中反应物料的浓度趋近于零。反应器对反应物料呈“饥饿状态”。它比一般聚合工艺所制得的丙烯酸树脂的相对分子质量高，且分布窄。单体转化率高、聚合较为均匀，所制得的树脂综合性能非常优异。
本发明的有益效果是：高密度板材专用涂料具有优良的耐候性、耐水性，共聚合树脂之所以选用多种单体加以组合，主要是综合利用各自的特点使制成的树脂具有最符合理想并能满足各方面需求的性能。通过多种单体共聚可以达到多种目的，如：调整树脂的玻璃化温度以获得理想的柔韧性和脆性；给以固化交联所需要的活性官能团；改良耐光性或耐热性以及耐寒性；改进极性以获得所需要的溶解性及附着力；改进耐油性、抗水性或耐化学药品性，由于加入了一定量的苯氧基二甲基硅烷使涂膜极易与无机底材表面形成交联网状结构，从而附以涂料更优异的附着力，增加平滑性和抗粉化力，能显著提高涂膜的抗氧化能力，增加涂料的保光保色性能，从而附以涂料优良的耐候性。另外，若进一步提高耐水性还可将氯化聚丙烯用柠檬烯配成浓度为5-10％的溶液，单独施工于底材上，再涂一道或多道高密度板材专用涂料，性能稳定，同样可达到预期的优良效果。
总之，该涂料有效增加平滑性和抗粉化力，能显著提高涂膜的抗氧化能力，附着力强，增加涂料的保光、保色性能，从而附以涂料优良的耐候性、耐水性；特别是在高密度特殊板材具有很高的附着性，且具有一定的阻燃效果；该涂料为不含苯类溶剂的环保型涂料，有效降低污染，有利于环境保护；使用时，遮盖率高、涂布面积大，单位使用量降低，故有效降低使用成本。本发明制备工艺简单，操作简便，生产环境条件宽松，具有显著的实用价值和经济效益。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：
实施例1
称取高分子成膜物主要成份(按重量份数)：甲基丙烯酸丁酯(BMA)40kg、苯乙烯(ST)30kg、甲基丙烯酸羟乙酯(HPMA)10kg、甲基丙烯酸(MAA)0.1kg及引发剂过氧化二叔丁基(DTBP)1kg，并加入有机硅化合物1kg、氯化聚丙烯1kg组成；混合溶剂由醋酸丁酯60kg、环己酮20kg、柠檬烯1kg混合组成；助剂包括阻燃剂及紫外线吸收剂。
所述阻燃剂采用磷酸三(乙-氯乙基)酯TCEP为8.3kg。
所述紫外线吸收剂采用苯丙三氮唑衍生物Tinuvin.P及Irganox1010或选用两者之一为0.84kg。
制备方法是将上述配比的原料备齐，依次进行下列步骤：
(1)在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和N2进口管的反应器中；通入2-3m3/h的N2保护，将混合溶剂中的醋酸丁酯加入反应器搅拌，升温到回流温度130-140℃；
(2)分别滴加上述混合单体及引发剂，聚合反应5-10h；
(3)当转化率≥95％、粘度为15-25s时，降温至50-60℃，加入有机硅化合物苯氧基二甲基硅烷；反应30-40分钟，降至室温后加入氯化聚丙烯树脂，即得到改性丙烯酸树脂(BSW)；
(4)按树脂量限定加入助剂阻燃剂及分散剂，搅拌均匀，分散剂加入量为颜料的0.1-1％，如可加入0.3％的德谦904s分散剂；
(5)按常规比例加入颜料分散至细度≤20μm，按比例加入紫外线吸收剂，并用混合溶剂调整粘度为(涂-4杯)≥35s，再加入催干剂，为树脂量的0.1-0.5％，如采用为树脂量0.1％的锡类T-12催干剂0.168kg，搅拌均匀即可。
实施例2
称取高分子成膜物主要成份(按重量份数)：甲基丙烯酸丁酯(BMA)50kg、苯乙烯(ST)40kg、甲基丙烯酸羟乙酯(HPMA)20kg、甲基丙烯酸(MAA)0.5kg及引发剂过氧化二叔丁基(DTBP)5kg，并加入有机硅化合物5kg、氯化聚丙烯5kg组成；混合溶剂由醋酸丁酯90kg、环己酮28kg、柠檬烯6kg混合组成；助剂包括阻燃剂及紫外线吸收剂。
所述阻燃剂采用磷酸三(乙-氯乙基)酯TCEP为37.2kg。
所述紫外线吸收剂采用苯丙三氮唑衍生物Tinuvin.P及Irganox1010或选用两者之一为2.48kg。
制备方法是将上述配比的原料备齐，依次进行下列步骤：
(1)在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和N2进口管的反应器中；通入2-3m3/h的N2保护，将混合溶剂中的醋酸丁酯加入反应器搅拌，升温到回流温度130℃；
(2)分别滴加上述混合单体及引发剂，聚合反应5-10h；
(3)当转化率≥95％、粘度为15-25s时，降温至50℃，加入苯氧基二甲基硅烷，反应30分钟，降至室温后加入氯化聚丙烯树脂，即得到改性丙烯酸树脂(BSW)；
(4)按树脂量限定加入助剂阻燃剂及分散剂，搅拌均匀，分散剂可采用德谦904s；
(5)按常规比例加入颜料分散至细度≤20μm，按比例加入紫外线吸收剂，并用混合溶剂调整粘度为(涂-4杯)≥35s，再加入催干剂，为树脂量的0.1-0.5％，如采用为树脂量0.5％的锡类T-12催干剂0.84kg，搅拌均匀即可。
其它同实施例1。
实施例3
称取高分子成膜物主要成份(按重量kg数)：甲基丙烯酸丁酯(BMA)45kg、苯乙烯(ST)35kg、甲基丙烯酸羟乙酯(HPMA)15kg、甲基丙烯酸(MAA)0.25kg及引发剂过氧化二叔丁基(DTBP)2.5kg，并加入有机硅化合物2.5kg、氯化聚丙烯2.5kg组成；混合溶剂由醋酸丁酯75kg、环己酮22kg、柠檬烯3kg混合组成；助剂包括阻燃剂及紫外线吸收剂。
所述阻燃剂采用磷酸三(乙-氯乙基)酯TCEP为20kg。
所述紫外线吸收剂采用苯丙三氮唑衍生物Tinuvin.P及Irganox1010或选用两者之一为1.5kg。
制备方法是将上述配比的原料备齐，依次进行下列步骤：
(1)在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和N2进口管的反应器中；通入2-3m3/h的N2保护，将混合溶剂中的醋酸丁酯加入反应器搅拌，升温到回流温度140℃；
(2)分别滴加上述混合单体及引发剂，聚合反应5-10h；
(3)当转化率≥95％、粘度为15-25s时，降温至60℃，加入有机硅化合物苯氧基二甲基硅烷；反应40分钟，降至室温后加入氯化聚丙烯树脂，即得到改性丙烯酸树脂(BSW)；
(4)按树脂量限定加入助剂阻燃剂及分散剂，搅拌均匀，分散剂可采用德谦904s，加入量为颜料的0.4％；
(5)按常规比例加入颜料分散至细度≤20μm，按比例加入紫外线吸收剂，并用混合溶剂调整粘度为(涂-4杯)≥35s，再加入催干剂，为树脂量的0.1-0.5％，如采用为树脂量0.2％的锡类T-12催干剂0.336kg，搅拌均匀即可。
其它同实施例1。
以下为高密度板材专用涂料的制备及部分检测结果。
首先将以上所得树脂加入部分混合型阻燃剂、紫外线吸收剂、耐晒着色颜料、分散剂及催干剂，分散剂为颜料的0.1-1％，如采用为颜料0.3％的德谦904s分散剂；催干剂为树脂量的0.1-0.5％，如采用为树脂量0.2％的锡类T12催干剂。以三木BS-962(1#)、灯塔树脂(2#)、BSW(本发明)为基料，颜料为二氧化钛，加入溶剂和助剂，用高速分散机分散至细度≤20μm，制成白色磁漆，采用德国拜耳N75固化剂，控制n(-OH)/n(-NCO)为1∶1。样板在恒温恒湿条件下干燥7d进行性能测试。
本发明与现有涂料检测项目结果对比表(涂膜性能)
| 项目 | 性能 | 检验方法 | ||
| 1# | 2# | 本发明 | ||
| 容器中状态 | 良好 | 良好 | 良好 | 目测 |
| 涂膜外观 | 平整光滑 | 平整光滑 | 平整光滑 | 目测 |
| 干燥时间/h表干实干 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | GB/T1728-1979(89) |
| 24 | 24 | 24 | ||
| 60°光泽％ | 88 | 90 | 92.5 | GB/T9754-1988 |
| 铅笔硬度(铁板) | 4H | 4H | 4H | GB/T6739-1996 |
| 耐冲击性/cm | 50 | 50 | 50 | GB/T1732-1993 |
| 胶带附着力/级(板材) | 3级 | 3级 | 0级 | 目测 |
| 耐水性h | 48 | 96 | 150 | GB/T9274-1988 |
| 阻燃时间min | 1.5 | 1.5 | 3 | -- |
试验证明：用BSW树脂制成的色漆，光泽、耐水性高于其它类型色漆，特别是在高密度板材上具有优良的附着力，由于阻燃时间的延长，改善了板材的防火性能。本发明的研制成功为涂料在新材料上的应用开辟了一条新的途径。
上述参照实施例对本发明进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，按照组分配比限定范围可列举若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1、一种高密度板材专用涂料，该涂料由高分子成膜物、颜料、助剂及溶剂混合组成；其特征在于该涂料(按重量份数)高分子成膜物主要成份由丙烯酸单体：甲基丙烯酸丁酯(BMA)40-50份、苯乙烯(ST)30-40份、甲基丙烯酸羟乙酯(HPMA)10-20份、甲基丙烯酸(MAA)0.1-0.5份及引发剂过氧化二叔丁基(DTBP)1-5份，有机硅化合物1-5份，氯化聚丙烯1-5份组成；混合溶剂为醋酸丁酯60-90份、环己酮20-28份、柠檬烯1-6份；助剂包括阻燃剂及紫外线吸收剂。
2、根据权利要求1所述的一种高密度板材专用涂料，其特征在于所述阻燃剂采用磷酸三(乙-氯乙基)酯TCEP，为树脂量的5-15％。
3、根据权利要求1所述的一种高密度板材专用涂料，其特征在于所述紫外线吸收剂采用苯丙三氮唑衍生物Tinuvin.P及Irganox1010或选用两者之一，为树脂量的0.5-1％。
4、一种根据权利要求1所述的高密度板材专用涂料的制备方法，其特征在于将上述配比的原料备齐，其制备方法依次为下列步骤：
(1)在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和N2进口管的反应器中；通入2-3m3/h的N2保护，将混合溶剂中的醋酸丁酯加入反应器搅拌，升温到回流温度130-140℃；
(2)分别滴加上述混合单体及引发剂，聚合反应5-10h；
(3)当转化率≥95％、粘度为15-25s时，降温至50-60℃，加入有机硅化合物苯氧基二甲基硅烷；反应30-40分钟，降至室温后加入氯化聚丙烯树脂，即得到改性丙烯酸树脂(BSW)；
(4)按树脂量限定加入助剂阻燃剂及分散剂，搅拌均匀；
(5)按常规比例加入颜料分散至细度≤20μm，按树脂量限定加入紫外线吸收剂，并用混合溶剂调整粘度为(涂-4杯)≥35s即可。
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