CN109294358A - 一种高耐候阻燃装饰涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高耐候阻燃装饰涂料及其制备方法，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂20‑40份、羧基型氯醋树脂12‑20份、双酚A型环氧树脂15‑30份、甘氨酸10‑30份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠5‑10份、氢氧化镁7‑12份、三氧化二锑4‑10份、纳米增强剂6‑13份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷3‑8份、四溴双酚S双（2,3‑二溴丙基）醚8‑15份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物2‑5份、聚二甲基硅氧烷1‑4份、硬脂酸正丁酯3‑6份、微晶石蜡2‑7份、异丙醇10‑20份、水20‑50份。本发明制得的涂料兼具阻燃和高耐候的双重性能，因此该涂料具有广泛的应用前景。

Description

一种高耐候阻燃装饰涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于装饰材料技术领域，具体涉及一种高耐候阻燃装饰涂料及其制备方法。
背景技术
阻燃涂料又称防火涂料，属于特种功能涂料，除了起到与普通饰面涂料相同的装饰、防腐以及延长被保护材料的使用寿命作用外，当基材遇到火焰或热辐射时，阻燃涂料能迅速发生物理、化学变化，从而隔绝热量，阻止火焰蔓延，起到阻燃作用。近年来阻燃涂料的应用开发在我国受到人们的高度重视，目前，国内大多采用乳液作成膜物，也有用氨基树脂作阻燃涂料的基料，配以无机阻燃剂、催化炭化剂和发泡剂等助剂，但涂料的耐酸碱性、防水性和耐老化性往往难以同时满足需要，使得涂料的耐候性较差。同时，现有阻燃高耐候涂料的制备成本高、毒性大、不利于普遍推广应用。因此，有必要对高耐候阻燃装饰涂料进行进一步研究，以同时提高涂料的阻燃性和耐候性，对装饰材料的研究具有重要的研究价值。
发明内容
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高耐候阻燃装饰涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种高耐候阻燃装饰涂料，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂20-40份、羧基型氯醋树脂12-20份、双酚A型环氧树脂15-30份、甘氨酸10-30份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠5-10份、氢氧化镁7-12份、三氧化二锑4-10份、纳米增强剂6-13份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3-8份、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚8-15份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物2-5份、聚二甲基硅氧烷1-4份、硬脂酸正丁酯3-6份、微晶石蜡2-7份、异丙醇10-20份、水20-50份。
优选的，本发明所述的一种高耐候阻燃装饰涂料，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂30份、羧基型氯醋树脂16份、双酚A型环氧树脂23份、甘氨酸20份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠8份、氢氧化镁10份、三氧化二锑7份、纳米增强剂10份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚12份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物3.5份、聚二甲基硅氧烷2.5份、硬脂酸正丁酯4.5份、微晶石蜡5份、异丙醇15份、水35份。
进一步的，所述纳米增强剂为质量比为（2-5）:（1-3）:（1-4）的氧化石墨烯、膨胀珍珠岩和二氧化钛组成的混合物。
本发明所述的一种高耐候阻燃装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甘氨酸溶解到水溶液中，在搅拌的条件下依次加入羟基丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、双酚A型环氧树脂、和异丙胺十二烷基苯磺酸钠，将温度缓慢升至75-85℃，保持此温度在搅拌混合2-4h，制得混合物A；
（2）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到异丙醇溶液中混合均匀，用碱液调节溶液pH到7.5-8.0，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物搅拌混合5-10min，最后在搅拌的条件下加入氢氧化镁、三氧化二锑和纳米增强剂，将温度缓慢升至40-60℃，制得混合物B；
（3）将混合物B加入到混合物A中，然后依次加入聚二甲基硅氧烷、硬脂酸正丁酯和微晶石蜡，在70-80℃的温度下于高速分子分散机中充分混合1-2h，即得高耐候阻燃装饰涂料。
进一步的，所述的高速分子分散机的搅拌转速为3000-5000r/min。
进一步的，所述的碱液为NaOH或KOH的水溶液。
有益效果：本发明提供了一种高耐候阻燃装饰涂料及其制备方法，本发明通过甘氨酸修饰羟基丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂和双酚A型环氧树脂，提高树脂材料在原料体系中的相容性，将氢氧化镁、三氧化二锑、纳米增强剂通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行修饰，提供填料表面的氨基基团，从而促进填料在树脂表面的结合能力，同时提高材料在体系中的分散性，在与四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚8-15进行复配，协同提高涂料的阻燃性。本发明制得的涂料具有较高的极限氧指数，同时涂料具有优良的力学性能、耐水性、耐冲击性、耐酸碱性、耐高温性、耐光照性和耐盐雾性，因此本发明制得的涂料兼具阻燃和高耐候的双重性能，该涂料具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种高耐候阻燃装饰涂料，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂30份、羧基型氯醋树脂16份、双酚A型环氧树脂23份、甘氨酸20份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠8份、氢氧化镁10份、三氧化二锑7份、纳米增强剂10份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚12份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物3.5份、聚二甲基硅氧烷2.5份、硬脂酸正丁酯4.5份、微晶石蜡5份、异丙醇15份、水35份。
所述纳米增强剂为质量比为3.5:2:2.5的氧化石墨烯、膨胀珍珠岩和二氧化钛组成的混合物。
本发明所述的一种高耐候阻燃装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甘氨酸溶解到水溶液中，在搅拌的条件下依次加入羟基丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、双酚A型环氧树脂、和异丙胺十二烷基苯磺酸钠，将温度缓慢升至80℃，保持此温度在搅拌混合3h，制得混合物A；
（2）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到异丙醇溶液中混合均匀，用NaOH水溶液调节溶液pH到7.8，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物搅拌混合8min，最后在搅拌的条件下加入氢氧化镁、三氧化二锑和纳米增强剂，将温度缓慢升至50℃，制得混合物B；
（3）将混合物B加入到混合物A中，然后依次加入聚二甲基硅氧烷、硬脂酸正丁酯和微晶石蜡，在75℃的温度下于高速分子分散机中充分混合1.5h，即得高耐候阻燃装饰涂料。
所述的高速分子分散机的搅拌转速为4000r/min。
实施例2
一种高耐候阻燃装饰涂料，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂20份、羧基型氯醋树脂12份、双酚A型环氧树脂15份、甘氨酸10份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠5份、氢氧化镁7份、三氧化二锑4份、纳米增强剂6份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚8份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物2份、聚二甲基硅氧烷1份、硬脂酸正丁酯3份、微晶石蜡2份、异丙醇10份、水20份。
所述纳米增强剂为质量比为2:1:1的氧化石墨烯、膨胀珍珠岩和二氧化钛组成的混合物。
本发明所述的一种高耐候阻燃装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甘氨酸溶解到水溶液中，在搅拌的条件下依次加入羟基丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、双酚A型环氧树脂、和异丙胺十二烷基苯磺酸钠，将温度缓慢升至75℃，保持此温度在搅拌混合2h，制得混合物A；
（2）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到异丙醇溶液中混合均匀，用NaOH水溶液调节溶液pH到7.5，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物搅拌混合5min，最后在搅拌的条件下加入氢氧化镁、三氧化二锑和纳米增强剂，将温度缓慢升至40℃，制得混合物B；
（3）将混合物B加入到混合物A中，然后依次加入聚二甲基硅氧烷、硬脂酸正丁酯和微晶石蜡，在70℃的温度下于高速分子分散机中充分混合1h，即得高耐候阻燃装饰涂料。
所述的高速分子分散机的搅拌转速为3000r/min。
实施例3
一种高耐候阻燃装饰涂料，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂25份、羧基型氯醋树脂14份、双酚A型环氧树脂20份、甘氨酸15份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠6份、氢氧化镁8份、三氧化二锑5份、纳米增强剂8份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚10份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物3份、聚二甲基硅氧烷2份、硬脂酸正丁酯4份、微晶石蜡5份、异丙醇12份、水30份。
所述纳米增强剂为质量比为3:1.5:2的氧化石墨烯、膨胀珍珠岩和二氧化钛组成的混合物。
本发明所述的一种高耐候阻燃装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甘氨酸溶解到水溶液中，在搅拌的条件下依次加入羟基丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、双酚A型环氧树脂、和异丙胺十二烷基苯磺酸钠，将温度缓慢升至78℃，保持此温度在搅拌混合2.5h，制得混合物A；
（2）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到异丙醇溶液中混合均匀，用KOH水溶液调节溶液pH到7.6，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物搅拌混合6min，最后在搅拌的条件下加入氢氧化镁、三氧化二锑和纳米增强剂，将温度缓慢升至45℃，制得混合物B；
（3）将混合物B加入到混合物A中，然后依次加入聚二甲基硅氧烷、硬脂酸正丁酯和微晶石蜡，在76℃的温度下于高速分子分散机中充分混合1.3h，即得高耐候阻燃装饰涂料。
所述的高速分子分散机的搅拌转速为3500r/min。
实施例4
一种高耐候阻燃装饰涂料，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂40份、羧基型氯醋树脂20份、双酚A型环氧树脂30份、甘氨酸30份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠10份、氢氧化镁12份、三氧化二锑10份、纳米增强剂13份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷8份、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚15份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物5份、聚二甲基硅氧烷4份、硬脂酸正丁酯6份、微晶石蜡7份、异丙醇20份、水50份。
所述纳米增强剂为质量比为5:3:4的氧化石墨烯、膨胀珍珠岩和二氧化钛组成的混合物。
本发明所述的一种高耐候阻燃装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甘氨酸溶解到水溶液中，在搅拌的条件下依次加入羟基丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、双酚A型环氧树脂、和异丙胺十二烷基苯磺酸钠，将温度缓慢升至85℃，保持此温度在搅拌混合4h，制得混合物A；
（2）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到异丙醇溶液中混合均匀，用KOH水溶液调节溶液pH到8.0，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物搅拌混合10min，最后在搅拌的条件下加入氢氧化镁、三氧化二锑和纳米增强剂，将温度缓慢升至60℃，制得混合物B；
（3）将混合物B加入到混合物A中，然后依次加入聚二甲基硅氧烷、硬脂酸正丁酯和微晶石蜡，在80℃的温度下于高速分子分散机中充分混合2h，即得高耐候阻燃装饰涂料。
所述的高速分子分散机的搅拌转速为5000r/min。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中未添加甘氨酸。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2中未添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
将实施例1-4和对比例1-2制得的涂料进行以下性能测试。测定结果如表1所示，从表1中得出，本发明制得的涂料具有较高的极限氧指数，同时涂料具有优良的力学性能、耐水性、耐冲击性、耐酸碱性、耐高温性、耐光照性和耐盐雾性，因此本发明制得的涂料兼具阻燃和高耐候的双重性能，该涂料具有广泛的应用前景。
表1

Claims (6)

1.一种高耐候阻燃装饰涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂20-40份、羧基型氯醋树脂12-20份、双酚A型环氧树脂15-30份、甘氨酸10-30份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠5-10份、氢氧化镁7-12份、三氧化二锑4-10份、纳米增强剂6-13份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3-8份、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚8-15份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物2-5份、聚二甲基硅氧烷1-4份、硬脂酸正丁酯3-6份、微晶石蜡2-7份、异丙醇10-20份、水20-50份。
2.根据权利要求1所述的一种高耐候阻燃装饰涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而：羟基丙烯酸树脂30份、羧基型氯醋树脂16份、双酚A型环氧树脂23份、甘氨酸20份、异丙胺十二烷基苯磺酸钠8份、氢氧化镁10份、三氧化二锑7份、纳米增强剂10份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚12份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物3.5份、聚二甲基硅氧烷2.5份、硬脂酸正丁酯4.5份、微晶石蜡5份、异丙醇15份、水35份。
3.根据权利要求1所述的一种高耐候阻燃装饰涂料，其特征在于，所述纳米增强剂为质量比为（2-5）:（1-3）:（1-4）的氧化石墨烯、膨胀珍珠岩和二氧化钛组成的混合物。
4.权利要求1-3任一项所述的一种高耐候阻燃装饰涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将甘氨酸溶解到水溶液中，在搅拌的条件下依次加入羟基丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、双酚A型环氧树脂、和异丙胺十二烷基苯磺酸钠，将温度缓慢升至75-85℃，保持此温度在搅拌混合2-4h，制得混合物A；
（2）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到异丙醇溶液中混合均匀，用碱液调节溶液pH到7.5-8.0，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物搅拌混合5-10min，最后在搅拌的条件下加入氢氧化镁、三氧化二锑和纳米增强剂，将温度缓慢升至40-60℃，制得混合物B；
（3）将混合物B加入到混合物A中，然后依次加入聚二甲基硅氧烷、硬脂酸正丁酯和微晶石蜡，在70-80℃的温度下于高速分子分散机中充分混合1-2h，即得高耐候阻燃装饰涂料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的高速分子分散机的搅拌转速为3000-5000r/min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的碱液为NaOH或KOH的水溶液。
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