一种耐磨阻燃油漆的制备方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种耐磨阻燃油漆的制备方法，属于油漆领域。
【背景技术】
[0003] 油漆是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混 合物涂料。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的："涂料是一种材料，这种 材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄 膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。"属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属 于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现代的 涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。
[0004] 防火涂料或阻燃涂料是指涂覆于可燃性基材表面，能够改变材料表面燃烧特性， 阻滞火灾迅速蔓延，或在火灾时能形成隔热层使底材与热源隔离，或提高结构的耐火极限 的一类功能涂料。随着建筑物高层化、集群化和可燃有机合成材料的广泛应用，火灾的隐 患变得突出，防火涂料作为防火的有效措施之一，得到广泛应用。防火涂料的阻燃机理为： (1)涂料本身不易燃，使被保护的基材不直接与空气接触而延迟基材着火；（2)防火涂料 受热分解出不燃性气体(这种分解反应如是吸热反应还会降低体系温度)，冲淡被保护基材 受热分解出的易燃气体和空气中的氧气，抑制燃烧；（3)防火涂料预热能生成减缓及终止 燃烧连锁反应的自由基；（4)防火涂料遇热膨胀，形成隔热隔氧的膨胀炭层，阻止燃烧的进 行。涂料用聚合物基料多为易燃物，将P、Si、B或N等元素改性到碳链聚合物材料中，可以 得到具有较好阻燃性能的材料，而用阻燃剂经过一定的工艺来改善聚合物的燃烧性是一种 低成本且有效的方法，得到了广泛应用。Serge Bourbigot和Sophie Duquesne对阻燃聚合 物，特别是阻燃剂、纳米填料和表面处理改善聚合物的燃烧性做了详细总结。
[0005] 随着油漆在日常生活中的广泛应用，对其阻燃性能的要求越来越高，然而现有技 术中具有优良耐磨性能的油漆，其阻燃性能仍不能满足要求，因此制备兼具优良的耐磨性 能和阻燃性能的油漆显得尤为必要。
【发明内容】
[0006] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐磨阻燃油漆的制备方法， 简单易操作，反应条件温和易控制，所得油漆具有良好的耐磨阻燃性能。
[0007] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案： 一种耐磨阻燃油漆的制备方法，包括以下步骤： (1) 将主体树脂和活性单体经恒温干燥预处理，备用； (2) 将步骤（1)中预处理后原料加入反应容器中混合，超声振荡，备用； (3) 将步骤（2)中混合物高速搅拌后，加入引发齐?、耐磨齐?、阻燃齐?、促进剂和稀释剂，搅 拌加热至125°C?135°C，反应3?6h ; (4) 降温至100°C?IKTC，加入消泡剂和流平剂，反应Ih ; (5) 降温至85°C?90°C，加入颜料，反应2?3h，缓慢降至室温即得。
[0008] 进一步地，包括以下步骤： (1) 将主体树脂和活性单体在KKTC?105°C下恒温干燥24h?36h，备用； (2) 将步骤（1)中预处理后原料加入反应容器中混合，超声振荡45min?90min，备用； (3) 将步骤（2)中混合物以1500r/min?2000r/min高速搅拌30min?45min后，加入 引发剂、耐磨剂、阻燃剂、促进剂和稀释剂，搅拌加热至125 °C?135 °C，反应3?6h ; (4) 降温至100°C?IKTC，加入消泡剂和流平剂，反应Ih ; (5) 降温至85°C?90°C，加入颜料，反应2?3h，缓慢降至室温即得。
[0009] 进一步地，包括以下步骤： (1)将主体树脂和活性单体经l〇〇°C下恒温干燥24h预处理，备用； (2 )将步骤（1)中预处理后原料加入反应容器中混合，超声振荡60min，备用； (3) 将步骤（2)中混合物以1800r/min高速搅拌40min后，加入引发剂、耐磨剂、阻燃 齐U、促进剂和稀释剂，搅拌加热至130°C，反应4. 5h ; (4) 降温至105°C，加入消泡剂和流平剂，反应Ih ; (5) 降温至85°C，加入颜料，反应2. 5h，缓慢降至室温即得。
[0010] 前述制备方法中，主体树脂为醇酸树脂，活性单体为乙酸乙烯酯。
[0011] 前述制备方法中，引发剂为过硫酸铵，耐磨剂为纳米级氧化铝或纳米二氧化硅， 阻燃剂为二溴新戊二醇、三溴新戊二醇或四溴双酚A中的一种或多种，促进剂为EP2220、 EP3350或EP-DS1300,稀释剂为二季戊四醇五丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯或季戊四醇 四丙烯酸酯中的一种或多种。
[0012] 前述制备方法中，消泡剂为ST-50或TZ-30,流平剂为有机硅流平剂，颜料为氧化 铁红或钴绿。
[0013] 前述制备方法中，按重量份数计，主体树脂100?110份、活性单体份78?88份、 引发剂3?5份、耐磨剂27?38份、阻燃剂27?32份、促进剂22?29份、稀释剂24? 28份、消泡剂15?22份、流平剂15?22份和颜料3?8份。
[0014] 进一步地，前述制备方法中，按重量份数计，主体树脂100?105份、活性单体份 78?84份、引发剂4?5份、耐磨剂33?38份、阻燃剂29?32份、促进剂22?26份、稀 释剂24?26份、消泡剂15?20份、流平剂19?22份和颜料3?6份。
[0015] 进一步地，前述制备方法中，按重量份数计，主体树脂102份、活性单体份80份、弓丨 发剂4份、耐磨剂35份、阻燃剂31份、促进剂23份、稀释剂25份、消泡剂18份、流平剂20 份和颜料5份。
[0016] 本发明中使用的耐磨剂、阻燃剂、促进剂、稀释剂、消泡剂和流平剂，其中，耐磨剂： 有利于提高耐磨损性能，以及防止材料表面划伤，提高滑动性，降低材料间的摩擦，噪音及 黏附性。
[0017] 阻燃剂：是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃 设计的。添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的。反 应型阻燃剂则是作为一种单体参加聚合反应，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其优点 是对聚合物材料使用性能影响较小，阻燃性持久。
[0018] 促进剂：是一种用于改善本体或者溶剂体系的改善附着力的通用型助剂，用以提 高环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸等涂料、油墨、胶粘剂对于玻璃、金属的附着力和粘接剪切强 度。可增进涂膜的延展性与耐冲击性。
[0019] 稀释剂：又称反应性溶剂。既能溶解或分散成膜物质，又能在涂料成膜过程中参与 成膜反应，形成不挥发组分而留在涂膜中。
[0020] 消泡剂：具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广，甚至苛刻介质环 境如高温、强酸和强碱的特点。
[0021] 流平剂：它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
[0022] 本发明的有益之处在于：本发明提供的一种耐磨阻燃油漆的制备方法，方法操 作步骤简单易行，反应条件温和易控制，所得耐磨阻燃油漆固化时间短，涂膜的硬度高；能 耐受上百次的丙酮溶剂的擦拭，耐溶剂擦拭性能远高于市售产品；附着力好，具有高耐磨性 和耐刮擦性，具有优良的阻燃性能，为涂覆的可燃材料提供很好的阻隔防护作用，极大地扩 展了其适用的范围。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合具体实施例对本发明作进一步的介绍。
[0024] 实施例1 一种耐磨阻燃油漆的制备方法，包括以下步骤： (1) 将主体树脂和活性单体在l〇〇°C下恒温干燥24h，备用； (2) 将步骤（1)中预处理后主体树脂IOOg和活性单体78g加入反应容器中混合，超声 振荡45min，备用； (3) 将步骤（2)中混合物以1500r/min高速搅拌30min后，加入引发剂3g、耐磨剂27g、 阻燃剂27g、促进剂22g和稀释剂24g，搅拌加热至125°C，反应3h ; (4) 降温至100°C，加入消泡剂15g和流平剂19g，反应Ih ; (5) 降温至85°C，加入颜料3g，反应2h，缓慢降至室温即得。
[0025] 实施例2 一种耐磨阻燃油漆的制备方法，包括以下步骤： (1) 将主体树脂和活性单体在105°c下恒温干燥36h，备用； (2) 将步骤（1)中预处理后主体树脂IlOg和活性单体88g加入反应容器中混合，超声 振荡90min，备用； (3) 将步骤（2)中混合物以2000r/min高速搅拌4