申請日2015.09.14
公開(公告)日2015.12.16
IPC分類號C09D4/02; C09D4/06; C09D5/18; C09D7/12; C08F220/28; C08F230/02; C08F220/14; C08F212/08; C08F220/18
摘要
本發(fā)明一種抗粘污水性阻燃涂料，由下列重量份的原料制成：甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯0.01-10份、氫氧化鋁1-40份、滑石粉0-15份、甲基丙烯酸甲酯5-15份、丙烯酸乙酯5-20份、丙烯酸丁酯2-15份、苯乙烯2-15份、醋酸乙烯1-25份、丙烯酸羥丙酯1-10份、引發(fā)劑0.1-3份、助劑0.5-4分、氨水0-5份、氨基硅油乳液1-25份、水30-100份。本發(fā)明還提供了上述涂料的制備方法。本發(fā)明添加氨基硅油乳液能產(chǎn)生良好的抗粘附效果，甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯能夠和氫氧化鋁產(chǎn)生協(xié)同阻燃性能，阻燃劑和乳液有機核形成化學(xué)連接，乳液更加均勻穩(wěn)定，本發(fā)明涂料粘結(jié)性好、耐候性強、阻燃性能優(yōu)。
權(quán)利要求書
1.一種抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：
甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯0.01-10份，
氫氧化鋁1-40份，
滑石粉0-15份，
甲基丙烯酸甲酯5-15份，
丙烯酸乙酯5-20份，
丙烯酸丁酯2-15份，
苯乙烯2-15份，
醋酸乙烯1-25份，
丙烯酸羥丙酯1-10份，
引發(fā)劑0.1-3份，
助劑0.5-4分，
氨水0-5份，
氨基硅油乳液1-25份，
水30-100份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的氫氧化鋁和滑石粉均為微米級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的引發(fā)劑是指可以產(chǎn)生自由基從而引發(fā)單體發(fā)生自由基聚合的化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉等過氧化物中的任意一種，或者其中任意一種與硫代硫酸銨、硫代硫酸鉀、硫代硫酸鈉等還原劑中任意一種所組成的混合引發(fā)體系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的助劑為陰離子型乳化劑、非離子型乳化劑或者前兩者的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的陰離子型乳化劑選自十二烷基苯磺酸鈉、雙十二烷基苯基醚二磺酸鈉、或者十八烷基磺酸鈉，非離子性乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚、或者脂肪醇聚氧乙烯醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的非離子性乳化劑選自壬基酚的聚氧乙烯醚、辛基酚的聚氧乙烯醚、或者月桂醇聚氧乙烯醚。
8.權(quán)利要求書1所述的一種抗粘污水性阻燃涂料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
按照重量比稱取甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯、氫氧化鋁、滑石粉、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸羥丙酯、引發(fā)劑、助劑、氨水、氨基硅油乳液和水;
一個制備涂料乳液組分的步驟，將甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸羥丙酯、40～60%的助劑、40～60%的水投入反應(yīng)釜中，攪拌混合，加入氨水調(diào)節(jié)pH值到4-7之間，充分乳化分散，然后升溫至45～90oC，分批次投入引發(fā)劑，聚合完全后，降溫到室溫，得到涂料的乳液組分;
一個制備阻燃組分的步驟，將氫氧化鋁、滑石粉、甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯、氨基硅油乳液、剩下的助劑、剩下的水投入調(diào)制釜中，用高剪切分散機充分分散，得到分散的阻燃組分;
將乳液組分和阻燃組分混合，攪拌充分混合，即得到所述的抗粘污水性阻燃涂料。
說明書
一種抗粘污水性阻燃涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種涂料，具體來說是一種抗粘污水性阻燃涂料及其制備方法。
背景技術(shù)
水性涂料是目前涂料領(lǐng)域發(fā)展較快的一個方向。相對于溶劑型油漆涂料，水性涂料以水作溶劑，節(jié)省大量有機溶劑，減少了碳排放，消除了施工時火災(zāi)危險性，改善了作業(yè)環(huán)境條件。水性涂料在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工，對多孔的天然基材如金屬、紡織品、紙張、皮革、木材等材質(zhì)表面適應(yīng)性優(yōu)越，涂層附著力強。水性涂料涂裝工具可用水清洗，大大減少清洗溶劑的消耗。
以前使用的含鹵素阻燃劑由于受熱燃燒時會產(chǎn)生有毒氣體，受到國家環(huán)保和消防法規(guī)日益嚴(yán)格的限制。發(fā)展具無鹵阻燃材料，進(jìn)一步優(yōu)化阻燃性能，開發(fā)粘結(jié)性好、色度低、耐候性強、阻燃性能優(yōu)良、價格低、使用范圍廣泛的水性阻燃涂料具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。
水性涂料通常具有較大的表面能，涂層表面與粘性物體如膠帶、膠粘劑等接觸時表現(xiàn)為剝離力大，容易產(chǎn)生粘結(jié)。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種抗粘污水性阻燃涂料及其制備方法，所述的這種抗粘污水性阻燃涂料及其制備方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的水性涂料因為具有較大的表面能，容易產(chǎn)生粘結(jié)的技術(shù)問題。
本發(fā)明提供了一種抗粘污水性阻燃涂料，由下列重量份的原料制成：
甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯0.01-10份，
氫氧化鋁1-40份，
滑石粉0-15份，
甲基丙烯酸甲酯5-15份，
丙烯酸乙酯5-20份，
丙烯酸丁酯2-15份，
苯乙烯2-15份，
醋酸乙烯1-25份，
丙烯酸羥丙酯1-10份，
引發(fā)劑0.1-3份，
助劑0.5-4分，
氨水0-5份，
氨基硅油乳液1-25份，
水30-100份。
進(jìn)一步的，所述的氫氧化鋁和滑石粉均為微米級。
進(jìn)一步的，所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉等過氧化物中的任意一種，或者其中任意一種與硫代硫酸銨、硫代硫酸鉀、硫代硫酸鈉等還原劑中任意一種所組成的混合引發(fā)體系。單一的或者兩種混合的引發(fā)體系均應(yīng)采用新鮮配制的水溶液使用。
進(jìn)一步的，所述的助劑為陰離子型乳化劑、非離子型乳化劑或者前兩者的混合物。
進(jìn)一步的，所述的陰離子型乳化劑選自十二烷基苯磺酸鈉、雙十二烷基苯基醚二磺酸鈉、或者十八烷基磺酸鈉，非離子性乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚、或者脂肪醇聚氧乙烯醚。
進(jìn)一步的，所述的非離子性乳化劑選自壬基酚的聚氧乙烯醚、辛基酚的聚氧乙烯醚、或者月桂醇聚氧乙烯醚。
本發(fā)明還提供了上述的一種抗粘污水性阻燃涂料的制備方法，包括如下步驟：
1)按照重量比稱取甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯、氫氧化鋁、滑石粉、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸羥丙酯、引發(fā)劑、助劑、氨水、氨基硅油乳液和水;
2)一個制備涂料乳液組分的步驟，將甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸羥丙酯、40～60%的助劑、40～60%的水投入反應(yīng)釜中，攪拌混合，加入氨水調(diào)節(jié)pH值到4-7之間，充分乳化分散，然后升溫至45～90o℃，分批次投入引發(fā)劑，聚合完全后，降溫到室溫，得到涂料的乳液組分;
3)一個制備阻燃組分的步驟，將氫氧化鋁、滑石粉、甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯、氨基硅油乳液、剩下的助劑、剩下的水投入調(diào)制釜中，用高剪切分散機充分分散，得到分散的阻燃組分;
4)將乳液組分和阻燃組分混合，攪拌充分混合，即得到所述的抗粘污水性阻燃涂料。
本發(fā)明采用的甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯在整個涂料體系中至少發(fā)揮下列三種但不限于下列三種作用之一：
1)在丙烯酸類單體混和時起到乳液分散的作用，在乳液液滴表面形成一層可聚合的表面活性劑膜。
2)在氫氧化鋁分體分散時與氫氧化鋁發(fā)生部分反應(yīng)形成包覆結(jié)構(gòu)。
3)磷酸酯和磷酸鋁結(jié)構(gòu)的存在強化了涂料的協(xié)同阻燃性能。
本發(fā)明采用的氨基硅油乳液在整個涂料體系中起到降低固化后涂層的表面張力，從而得到抗粘污的表面。而且硅油乳液的引入可以改善乳液的耐熱性能，提高涂層不燃性能。
本發(fā)明采用的微米級的氫氧化鋁和滑石粉作為阻燃和不燃成份。
本發(fā)明在應(yīng)用時，可以采用噴涂、淋涂、刷涂等方式涂布于紡織品、無紡布、紙張上，然后需要在150oC-200oC高溫下，保溫5分鐘到1小時進(jìn)行涂膜的固化。所述的高溫固化工藝既可以是間歇分批地固化工藝，也可以是連續(xù)式固化工藝。典型的連續(xù)式固化生產(chǎn)線包含料桶、滾涂機或者淋涂機、自動的隧道窯。
本發(fā)明通過在丙烯酸酯類單體乳液聚合和氫氧化鋁阻燃劑分散的過程中引入具有阻燃效果的甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯，在復(fù)配過程中引入氨基硅油乳液，使得阻燃劑的分布更加均勻并與氫氧化鋁阻燃劑形成協(xié)同阻燃效應(yīng)，同時利用氨基硅油強化涂料的難燃性。丙烯酸酯類單磷酸酯還是一種常用的附著力促進(jìn)劑，尤其對于金屬、天然紡織品、木器、皮革、紙張等多孔天然材料具有非常優(yōu)異的粘附力，整個涂料價格低，適應(yīng)范圍廣。
本發(fā)明在復(fù)配過程中引入氨基硅油乳液，氨基硅油乳液能夠在涂層表面形成一層有機硅氧烷的薄膜，從而顯著降低涂層的剝離力，涂層防粘附性能增加。由于氨基硅油乳液能夠在整個涂層中幾乎均勻分布，因而具有持久的抗粘污效果。
水性乳液涂料中引入低表面能的氨基硅油乳液，既可以保持與乳液的相容性，又能夠在固化以后顯著降低乳液的表面張力，還可以利用硅油耐高溫的性質(zhì)增進(jìn)水性涂料的阻燃性能。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。發(fā)明添加氨基硅油乳液能產(chǎn)生良好的抗粘附效果，甲基丙烯酸-β-羥乙酯單磷酸酯能夠和氫氧化鋁產(chǎn)生協(xié)同阻燃性能，而且使阻燃劑和乳液有機核形成化學(xué)連接，使乳液更加均勻穩(wěn)定，應(yīng)用于材料表層后，得到的涂料粘結(jié)性好、耐候性強、阻燃性能優(yōu)良、手感爽滑、抗水油粘污能力強，價格低，使用范圍廣泛。
