CN114874687A - 一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，属于工业涂料领域，其组分按重量百分比由以下成分组成：高交联水性聚酯树脂40～60份、氨基树脂5～15份、颜料5～20份、表面改性的防火隔热填料5～20份、催化剂0.2～1份、流平剂0.1～0.6份、附着力促进剂0.1～0.8份、去离子水10～35份、分散剂2～6份、成膜助剂1～10份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、pH调节剂1～6份。此涂料既具有普通卷钢涂料没有的防火隔热效果，又具有良好的耐盐雾、耐老化、耐折弯等性能，还有非常好的环保性，采用本发明涂料制成的卷钢板材比普通卷钢板材可以有效降低室内温度8到20度，是一款非常适合于金属卷材用的水性防护涂料。
Description
技术领域
本发明属于工业涂料技术领域，具体涉及到一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料及其制备方法
背景技术
钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要；还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲，拉伸的缺陷。因此钢材受到了建筑行业的青睐，单层、多层、摩天大楼、厂房、库房、候车室、候机厅等采用钢材都很普遍。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点，抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。钢结构通常在400～600℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为10分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。
在钢结构上涂布一种专用的卷钢涂料，是针对钢结构防火最便捷有效的措施之一。目前，耐高温涂料主要可分为无机耐高温涂料和有机耐高温涂料两大类，而且基本都是以油性产品为主。其中，无机防火涂料具有耐火时间长、低成本、绿色环保、耐候性良好等优点，但涂层厚且不膨胀、施工不便、耐折性能较差。有机防火涂料的涂层薄、施工便利、具有良好的装饰性，但遇火阻隔效果有点差。将有机材料和无机材料结合起来的防火涂料可兼顾有机防火涂料和无机防火涂料的优点。另外，用钢结构做成的***护墙体和屋面，其传热散热非常快，不利于建筑的节能。当前市场上的卷钢涂料仍不能兼顾涂层的防火、隔热及其加工适应性能，为卷钢材料的发展与应用带来一定的影响。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明要解决的技术问题在于提供一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料及其制备方法，一种兼具防火和隔热的特性涂料产品，以解决背景技术中所遇到的各种问题。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：按重量百分比计，其组成为：高交联水性聚酯树脂40～60份、氨基树脂5～15份、颜料5～20份、表面改性的防火隔热填料5～20份、催化剂0.2～1份、流平剂0.1～0.6份、附着力促进剂0.1～0.8份、去离子水10～35份、分散剂2～6份、成膜助剂1～10份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、pH调节剂1～6份。
上述方案中，选用的防火隔热填料粒径为30-200nm之间。
上述方案中，选用的水性聚酯树脂羟值范围为100～350mgKOH/g。
上述方案中，水性聚酯树脂与填料的比例约为4:1～2:1之间。
上述方案中，水性聚酯树脂与氨基树脂的比例约为5:1～3:1之间。
上述的一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份依次称取高交联水性聚酯树脂30～50份、分散剂2～6份、水15～40份、消泡剂0.2～0.5份、二甲基乙醇胺1～4份到分散缸里面，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀；
(2)将颜料10～20份加入以上分散好的物料中，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1500转/分的搅拌条件下按重量份依次称取高交联水性聚酯树脂20～40份、10～25份氨基树脂、1～6份二甲基乙醇胺、0.2～1份催化剂、0.3～1份润湿流平剂、0.3～1份附着力促进剂、0.3～1份消泡剂、纳米改性氢氧化铝5～8份、有机无机杂化陶瓷微粉3～10份、1～3份成膜助剂、10～30份水，将以上物料分散约40分钟左右直到分散均匀；
(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的混合物料按照一定的比例进行混合，并分散均匀，再用1～5份水、0.1～0.6份二甲基乙醇胺将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料。
本发明提供的一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料，既可以提高钢材的防火隔热效果，又可以有效降低涂料VOC的排放，且具有良好的耐酸耐碱性能、良好的耐uv、高耐T弯、高涂布率等性能，而且成本很低，非常适合于大面积的推广。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，下面将结合本发明实施例中的例子，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方法，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
(1)按重量份依次称取羟值为150mgKOH/g的水性聚酯树脂15份、羟值为200mgKOH/g的水性聚酯树脂25份、分散剂2份、水30份、消泡剂0.2份、二甲基乙醇胺2份到分散缸里面，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀；
(2)将蓝色颜料10份加入以上分散好的物料中，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1500转/分的搅拌条件下按重量份依次称取羟值为200mgKOH/g的水性聚酯树脂40份、10份氨基树脂、3份二甲基乙醇胺、1份催化剂、0.3份润湿流平剂、1份附着力促进剂、0.3份消泡剂、纳米改性氢氧化铝5份、有机无机杂化陶瓷微粉8份、3份成膜助剂、26份水，将以上物料分散约40分钟左右直到分散均匀；
(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的混合物料按照3:7的比例进行混合，并分散均匀，再用2份水、0.3份二甲基乙醇胺将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料。
实施例二：
(1)按重量份依次称取羟值为170mgKOH/g的水性聚酯树脂18份、羟值为220mgKOH/g的水性聚酯树脂23份、分散剂3份、水30份、消泡剂0.2份、一乙醇胺2份到分散缸里面，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀；
(2)将红色颜料12份加入以上分散好的物料中，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1500转/分的搅拌条件下按重量份依次称取羟值为220mgKOH/g的水性聚酯树脂38份、9份氨基树脂、3份一乙醇胺、1份催化剂、0.3份润湿流平剂、1份附着力促进剂、0.3份消泡剂、纳米改性氢氧化铝6份、纳米级云母粉8份、3份成膜助剂、26份水，将以上物料分散约40分钟左右直到分散均匀；
(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的混合物料按照3:7的比例进行混合，并分散均匀，再用2份水、0.3份一乙醇胺将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料。
实施例三：
(1)按重量份依次称取羟值为185mgKOH/g的水性聚酯树脂16份、羟值为240mgKOH/g的水性聚酯树脂26份、分散剂3份、水30份、消泡剂0.2份、氨水2份到分散缸里面，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀；
(2)将黄色颜料10份加入以上分散好的物料中，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1500转/分的搅拌条件下按重量份依次称取羟值为240mgKOH/g的水性聚酯树脂37份、9份氨基树脂、3份氨水、1份催化剂、0.3份润湿流平剂、1份附着力促进剂、0.3份消泡剂、纳米级石墨烯6份、纳米级云母粉9份、3份成膜助剂、25份水，将以上物料分散约40分钟左右直到分散均匀；
(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的混合物料按照4:6的比例进行混合，并分散均匀，再用2份水、0.5份氨水将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料。
实施例四：
(1)按重量份依次称取羟值为190mgKOH/g的水性聚酯树脂17份、羟值为250mgKOH/g的水性聚酯树脂29份、分散剂4份、水28份、消泡剂0.2份、2份AMP95到分散缸里面，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀；
(2)将白色颜料30份加入以上分散好的物料中，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1500转/分的搅拌条件下按重量份依次称取羟值为250mgKOH/g的水性聚酯树脂38份、10份氨基树脂、3份AMP95、1份催化剂、0.3份润湿流平剂、1份附着力促进剂、0.3份消泡剂、有机无机杂化陶瓷微粉6份、纳米级云母粉9份、3份成膜助剂、25份水，将以上物料分散约40分钟左右直到分散均匀；
(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的混合物料按照4:6的比例进行混合，并分散均匀，再用2份水、0.5份AMP95将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料。
对照例一：
(1)按重量份依次称取普通的水性聚酯树脂40份、分散剂4份、水28份、消泡剂0.2份、2份AMP95到分散缸里面，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀；
(2)将蓝色颜料10份加入以上分散好的物料中，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1500转/分的搅拌条件下按重量份依次称取普通的水性聚酯树脂38份、10份氨基树脂、3份AMP95、1份催化剂、0.3份润湿流平剂、1份附着力促进剂、0.3份消泡剂、云母粉15份、3份成膜助剂、25份水，将以上物料分散约40分钟左右直到分散均匀；
(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的混合物料按照3:7的比例进行混合，并分散均匀，再用2份水、0.5份AMP95将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种水性聚酯体系卷钢涂料。
对照例二：
(1)按重量份依次称取普通的水性聚酯树脂37份、分散剂3份、水29份、消泡剂0.2份、2份一乙醇胺到分散缸里面，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀；
(2)将白色颜料30份加入以上分散好的物料中，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1500转/分的搅拌条件下按重量份依次称取水性聚酯树脂40份、10份氨基树脂、2.5份一乙醇胺、0.8份催化剂、0.3份润湿流平剂、1份附着力促进剂、0.3份消泡剂、硫酸钡16份、3份成膜助剂、25份水，将以上物料分散约40分钟左右直到分散均匀；
(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的混合物料按照3:7的比例进行混合，并分散均匀，再用2份水、0.5份一乙醇胺将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种水性聚酯卷钢涂料。
对实施例一～四与对照例一～二所述产品制得漆膜涂层的性能进行对比测试，测试结果如附表1所示，在隔热及防火等性能上，实施例明显好于对照例。
附表一
上述实施例仅仅是为更加清楚地说明本发明所作的举例，而非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的相关技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变动、修改，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于：按重量百分比计，其组成为：高交联水性聚酯树脂40～60份、氨基树脂5～15份、颜料5～20份、表面改性的防火隔热填料5～20份、催化剂0.2～1份、流平剂0.1～0.6份、附着力促进剂0.1～0.8份、去离子水10～35份、分散剂2～6份、成膜助剂1～10份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、pH调节剂1～6份。
2.根据权利要求1所述的一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于包括以下重量份的原料：高交联水性聚酯树脂40份、氨基树脂10份、颜料8份、纳米改性氢氧化铝8份、有机无机杂化陶瓷微粉9份、催化剂0.3份、流平剂0.1份、附着力促进剂0.3份、去离子水35份、分散剂2份、成膜助剂2份、消泡剂0.1份、润湿剂0.2份、pH调节剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述高交联水性聚酯树脂为：羟值范围为100～350mgKOH/g的水性聚酯树脂。
4.根据权利要求1所述的一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述防火隔热填料为：纳米改性氢氧化铝、有机无机杂化陶瓷微粉、纳米级石墨烯、纳米级云母粉、表面杂化改性硫酸钡中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述氨基树脂为：脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂以及共缩聚树脂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述颜料为：有机胺黄、酞青蓝颜料、酞青绿颜料、大红有机颜料、铁红颜料、铁黄颜料、钛白粉、碳黑中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述催化剂为：改性异辛酸、改性对甲苯磺酸、改性十二烷基苯磺酸、改性二壬基萘二磺酸、改性二壬基萘磺酸中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述附着力促进剂为：环氧改性偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任意一种或多种混合。
9.根据权利要求1所述的一种防火隔热的水性聚酯卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，所述pH调节剂为：二甲基乙醇胺、一乙醇胺、氨水、AMP95中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9所述的一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份依次称取高交联水性聚酯树脂30～50份、分散剂2～6份、水15～40份、消泡剂0.2～0.5份、二甲基乙醇胺1～4份到分散缸里面，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀；
(2)将颜料10～20份加入以上分散好的物料中，在800～1200r/min的条件下将以上物料分散30min左右直到将其分散均匀。之后将以上物料用砂磨机研磨到细度≤15μm；
(3)在转速为800～1500转/分的搅拌条件下按重量份依次称取高交联水性聚酯树脂20～40份、10～25份氨基树脂、1～6份二甲基乙醇胺、0.2～1份催化剂、0.3～1润湿流平剂、0.3～1附着力促进剂、0.3～1消泡剂、纳米改性氢氧化铝5～8份、有机无机杂化陶瓷微粉3～10份、1～3份成膜助剂、10～30水，将以上物料分散约40分钟左右直到分散均匀；
(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的混合物料按照一定的比例进行混合，并分散均匀，再用1～5份水、0.1～0.6份二甲基乙醇胺将以上物料调节到一定粘度及pH，即得到一种防火隔热的水性聚酯体系卷钢涂料。
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2022
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