环境友好的阻燃涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境友好的阻燃涂料及其制备方法，属于阻燃涂料技术领域。
技术背景
[0002]紫外光固化涂料利用紫外光的能量，引发涂料中的低分子预聚体或齐聚体及作为活性稀释剂的单体分子之间的聚合及交联反应，得到硬化漆膜。紫外光固化涂料具有节省能源，能量利用率高，无溶剂排放，安全无污染，固化速度快，生产效率高，可涂装对热敏感的基材，涂膜质量高，涂层性能优异等优点，在过去的几年中，UV固化涂料在木地板与、木器家具、光纤涂层、电子产业、信用卡、饮料罐、食品包装、杂志封面、医疗器械和汽车行业中都有着十分迅速的发展。
[0003]以前使用的紫外光固化涂料多采用聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯等作为主体树脂，其主链主要是酯、醚、氨基甲酸酯等基团，颜料润湿性较差，价格也较高。且聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯均完全来自于石油化工产品，生物相容性较差。
[0004]以前使用的紫外光固化涂料一般选择单纯的滑石粉或者透明粉，虽然具有惰性不燃的性质，但不能发挥阻燃剂所具有的分解吸收热量、捕捉自由基、膨胀隔离火焰和基材等阻止火焰发生的作用。
[0005]以前使用的含卤素阻燃剂由于受热燃烧时会产生有毒气体，受到国家环保和消防法规日益严格的限制。发展具有无卤阻燃材料，进一步优化阻燃性能，开发底漆附着力好，耐候性强，阻燃性能优良，价格低，使用范围广泛的紫外光固化阻燃底漆涂料具有明显的技术优势。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于，提供一种阻燃涂料及其制备方法。本发明不仅具有无污染、无毒害、绿色环保的特点，而且本发明还具有良好的填料润湿性、柔韧性，生物相容性好。
[0007]本发明的技术方案:环境友好的阻燃涂料，按质量份主要包括以下原料；
[0008]环氧大豆油丙烯酸酯15-75份，
[0009]活性稀释剂5-30份，
[0010]马来酸酐0.卜5份，
[0011]氢氧化铝1-20份，
[0012]氢氧化镁1-15份，
[0013]催化剂0.2-1份，
[0014]光引发剂0.5-5份，
[0015]阻聚剂0.05-0.5份，
[0016]防腐剂0.1-1份。
[0017]上述的环境友好的阻燃涂料中，按质量份主要包括以下原料；
[0018]环氧大豆油丙烯酸酯45-75份，
[0019]活性稀释剂10-25份，
[0020]马来酸酐0.5-5份，
[0021]氢氧化铝10-25份，
[0022]氢氧化镁5-15份，
[0023]催化剂0.5-1份，
[0024]光引发剂2-5份，
[0025]阻聚剂0.1-0.5份，
[0026]防腐剂0.1-0.5份。
[0027]前述的环境友好的阻燃涂料中，所述的环氧大豆油丙烯酸酯的粘度在8000-30000cps，酸值小于 12mg KOH/g。
[0028]前述的环境友好的阻燃涂料中，所述的活性稀释剂选自丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种混合。
[0029]前述的环境友好的阻燃涂料中，所述的氢氧化铝和氢氧化镁的粒径在0.5微米以上。
[0030]前述的环境友好的阻燃涂料中，所述的催化剂选自钛酸正丁酯、三乙胺或三苯基膦。
[0031]前述的环境友好的阻燃涂料中，所述的光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、1-(4-吗啉苯基)-2-( 二甲基胺)-2-苄基-1-丁酮或者二苯甲酮中的一种或几种混合。
[0032]前述的环境友好的阻燃涂料中，所述的阻聚剂为叔丁基对苯二酚或二叔丁基对苯二酚。
[0033]前述的环境友好的阻燃涂料中，所述的防腐剂选自山梨酸、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯或对羟基苯甲酸丁酯。
[0034]前述的环境友好的阻燃涂料的制备方法，称取环氧大豆油丙烯酸酯、催化剂和阻聚剂混合，加入活性稀释剂溶解的马来酸酐溶液，升温酯化反应，然后按照重量比称取其他原材料投入设置有高剪切分散机的混合釜中，先搅拌、润湿混合，所有固体粉末均充分润湿，然后提高转速高剪切分散，卸料得到环境友好的阻燃涂料。
[0035]与现有技术比较，本发明采用马来酸酐改性的环氧丙烯酸酯树脂为主单体，采用无挥发的双官能团丙烯酸酯或者三官能团单体丙烯酸酯调节涂料粘度和固化后的硬度，采用传统的无污染、无毒害的氢氧化铝和氢氧化镁粉体作为阻燃剂，生产环保型阻燃涂料。同时本发明中马来酸酐改性的环氧大豆油丙烯酸酯具有良好的填料润湿性、柔韧性，生物相容性好，并能与金属和木制品表面的羟基产生偶联作用，得到的漆膜柔韧性佳，无机阻燃剂氢氧化铝和氢氧化镁产生协同阻燃作用，此外本发明涂料附着力好，色度低，阻燃性能优良，价格低。
【具体实施方式】
[0036]下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
[0037]实施例1:一种环境友好的阻燃涂料，由下列重量份的原料制成:环氧大豆油丙烯酸酯50份(环氧大豆油丙烯酸酯的粘度在20000cpS，酸值为1mg KOH/g。)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯20份、马来酸酐I份、氢氧化铝12份、氢氧化镁5份、钛酸正丁酯0.6份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮3份、二叔丁基对苯二酚0.2份、山梨酸0.4份。氢氧化铝和氢氧化镁的粒径为I微米。
[0038]本发明的紫外光固化阻燃底漆涂料的制备方法为:
[0039]将环氧大豆油丙烯酸酯50份、二叔丁基对苯二酚0.2份混合，加入钛酸正丁酯0.6份，升高反应温度到90°C。马来酸酐I份溶解于二缩三丙二醇二丙烯酸酯20份中，缓慢投入上述溶液中，反应2小时后降温到30°C。投入氢氧化铝15份、氢氧化镁5份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮3份、对羟基苯甲酸丁酯0.2份，先低速搅拌，润湿混合5分钟，将所有固体粉末均充分润湿。提高转速到1500转以上，分散60分钟，检测涂料细度小于40微米，停止分散。卸料得到需要的环境友好的阻燃涂料。
[0040]上述环境友好的阻燃涂料在应用时，采用淋涂方式涂布于平面的金属卷材、木地板、家具木器、皮革、纸张上，采用紫外光照射方式使涂膜固化。
[0041]本发明所述环境友好的阻燃涂料价格低，生物相容性好，黏度低，对底材和固体粉末的润湿性好，经光固化后得到的涂层附着力可以达到I级，硬度小于4B，柔韧性好，可以做到低发烟或者少发烟，适用面广。
[0042]实施例2
[0043]一种环境友好的阻燃涂料由下列重量份的原料制成:环氧大豆油丙烯酸酯70份(环氧大豆油丙烯酸酯的粘度在15000cpS，酸值为8mg KOH/g。)、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯10份、马来酸酐5份、氢氧化铝20份、氢氧化镁10份、钛酸正丁酯0.75份、1-羟基环己基苯基甲酮3份、叔丁基对苯二酚0.4份、对羟基山梨酸0.2份。氢氧化铝和氢氧化镁的粒径为1.2微米。
[0044]本发明的紫外光固化阻燃底漆涂料的制备方法为:
[0045]将环氧大豆油丙烯酸酯70份、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯10份、二叔丁基对苯二酚0.4份混合，加入钛酸正丁酯0.75份，升高反应温度到85 °C。马来酸酐3份溶解于二缩三丙二醇二丙烯酸酯10份中，缓慢投入上述溶液中，反应2小时后降温到45°C。投入氢氧化铝20份、氢氧化镁10份、1-羟基环己基苯基甲酮4份、山梨酸0.4份，先低速搅拌，润湿混合5分钟，将所有固体粉末均充分润湿。提高转速到1200转以上，分散60分钟，检测涂料细度小于40微米，停止分散。卸料得到需要的环境友好的阻燃涂料。
[0046]上述环境友好的阻燃涂料在应用时，采用辊涂方式涂布于平面的金属卷材、木地板、家具木器、皮革、纸张上，采用紫外光照射方式使涂膜固化。
[0047]本发明所述环境友好的阻燃涂料价格低，生物相容性好，黏度低，对底材和固体粉末的润湿性好，经光固化后得到的涂层附着力可以达到I级，硬度小于4B，柔韧性好，可以做到低发烟或者少发烟，适用面广。
【主权项】
1.环境友好的阻燃涂料，其特征在于:按质量份主要包括以下原料； 环氧大豆油丙烯酸酯15-75份， 活性稀释剂5-30份， 马来酸酐0.1-5份， 氢氧化铝1-20份， 氢氧化镁1-15份， 催化剂0.2-1份， 光引发剂0.5-5份， 阻聚剂0.05-0.5份， 防腐剂0.1-1份。2.根据权利要求1所述的环境友好的阻燃涂料，其特征在于:按质量份主要包括以下原料； 环氧大豆油丙烯酸酯45-75份， 活性稀释剂10-25份， 马来酸酐0.5-5份， 氢氧化铝10-25份， 氢氧化镁5-15份， 催化剂0.5-1份， 光引发剂2-5份， 阻聚剂0.1-0.5份， 防腐剂0.1-0.5份。3.根据权利要求1所述的环境友好的阻燃涂料，其特征在于:所述的环氧大豆油丙烯酸酯的粘度在8000-30000cps，酸值小于12mg KOH/g。4.根据权利要求1或2所述的环境友好的阻燃涂料，其特征在于:所述的活性稀释剂选自丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种混合。5.根据权利要求1或2所述的环境友好的阻燃涂料，其特征在于:所述的氢氧化铝和氢氧化镁的粒径在0.5微米以上。6.根据权利要求1或2所述的环境友好的阻燃涂料，其特征在于:所述的催化剂选自钛酸正丁酯、三乙胺或三苯基膦。7.根据权利要I或2所述的环境友好的阻燃涂料，其特征在于:所述的光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、1-(4-吗啉苯基)-2-( 二甲基胺)-2-苄基-1-丁酮或者二苯甲酮中的一种或几种混合。8.根据权利要求1或2所述的环境友好的阻燃涂料，其特征在于:所述的阻聚剂为叔丁基对苯二酚或二叔丁基对苯二酚。9.根据权利要求1或2所述的环境友好的阻燃涂料，其特征在于:所述的防腐剂选自山梨酸、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯或对羟基苯甲酸丁酯。10.根据权利要求1至9任一项所述的环境友好的阻燃涂料的制备方法，其特征在于:称取环氧大豆油丙烯酸酯、催化剂和阻聚剂混合，加入活性稀释剂溶解的马来酸酐溶液，升温酯化反应，然后按照重量比称取其他原材料投入设置有高剪切分散机的混合釜中，先搅拌、润湿混合，所有固体粉末均充分润湿，然后提高转速高剪切分散，卸料得到环境友好的阻燃涂料。
【专利摘要】本发明公开的是环境友好的阻燃涂料及其制备方法，它按质量份主要包括以下原料；环氧大豆油丙烯酸酯15-75份，活性稀释剂5-30份，马来酸酐0.1-5份，氢氧化铝1-20份，氢氧化镁1-15份，催化剂0.2-1份，光引发剂0.5-5份，阻聚剂0.05-0.5份，防腐剂0.1-1份。本发明不仅具有无污染、无毒害、绿色环保的特点，而且本发明还具有良好的填料润湿性、柔韧性，生物相容性好。
【IPC分类】C09D5/18, C09D4/02, C09D4/06, C09D7/12
【公开号】CN105647259
【申请号】
【发明人】翟忠杰, 王振卫, 赵俊焕, 王晓芳
【申请人】湖州睿高新材料有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年4月14日