一種高阻燃紫外光固化涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高阻燃紫外光固化涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]火災(zāi)是日常生活的安全隱患之一，由于家具大量裝飾材料的使用，導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，生產(chǎn)多種有毒氣體，威脅人身安全，目前在幾乎所有家具使用的板材表面均涂覆有涂料，這些涂料在一定的條件下能形成薄膜而起保護(hù)、裝飾或其他特殊功能的液體或固體材料，如絕緣、防銹、防霉、耐熱等，其中，阻燃涂料在涂刷一定厚度的時(shí)候可以讓物體長(zhǎng)時(shí)間防火，保護(hù)物體不被火焰損壞，同時(shí)使得板材本身不易著火從而減少火災(zāi)發(fā)生時(shí)揮發(fā)至空氣中的有毒氣體和粉塵。
[0003]紫外光固化涂料是一種受光纖照射后，能在較短的時(shí)間內(nèi)迅速發(fā)生物理和化學(xué)變化的高分子物質(zhì)，與傳統(tǒng)的自然干燥或熱固化涂料相比，能量利用率高、適用熱敏基材、無污染、成膜速度快、涂膜質(zhì)量高和適合連續(xù)化大生產(chǎn)的涂料品質(zhì)，符合當(dāng)前世界各國(guó)日益重視環(huán)保的要求，被譽(yù)為環(huán)境友好型涂料。紫外光固化涂料是經(jīng)常使用的防火涂料之一，但是隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)紫外光固化涂料的性能提出了更高的要求，目前使用的紫外光固化涂料其阻燃性能不是很理想，且使用壽命短，已不能滿足社會(huì)的要求，需要進(jìn)行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高阻燃紫外光固化涂料，其阻燃性能好，附著力強(qiáng)，綜合性能優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)。
[0005]本發(fā)明提出的一種高阻燃紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯丙烯酸酯20-35份、環(huán)氧丙烯酸酯5-15份、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯3-10份、含磷丙烯酸酯5-12份、N-乙烯基吡咯烷酮4-15份、聚乙二醇丙烯酸酯5-20份、二縮三丙二醇二丙烯酸酯3-15份、季戊四醇三丙烯酸酯1-10份、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯10-25份、二苯甲酮1_2份、2-甲基-2-羥基-1-苯基丙酮2-5份、香豆酮0.5-2份、納米二氧化硅10_25份、納米氫氧化鋁2-10份、聚磷酸銨3-10份、硅微粉2-8份、膨脹石墨1-6份、流平劑0.5-1份、消泡劑0.3-2份、潤(rùn)濕劑0.1-0.5份、分散劑0.2-1份、偶聯(lián)劑1-2.5份。
[0006]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明提出的一種高阻燃紫外光固化涂料，其原料中，聚氨酯丙烯酸酯的重量份可以為 20、23、25、26、28、29、29.3、31、32、32.6、33、33.6、34、34.6、35 份；環(huán)氧丙烯酸酯的重量份可以為 5、6、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12、12.6、13、13.4,14,14.6、15份；環(huán)氧大豆油丙烯酸酯的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、7.5、8、8.6、
9.9.4、10 份；含磷丙烯酸酯的重量份可以為 5、6、7、7.5、8、8.6、9、9.3,10,10.3、11、11.3、12份；N-乙烯基吡咯烷酮的重量份可以為4、5、6、6.3、7、7.4、8、8.6、9、9.3,10,10.3、11、11.3,12,12.6,13,13.5,14,14.6、15份;聚乙二醇丙烯酸酯的重量份可以為5、6、7、8、8.6、
9.9.3,10,10.6、11、13、15、16、18、19、19.3、20份;二縮三丙二醇二丙烯酸酯的重量份可以為 3、4、5、5.6、6、6.3、7、7.8、8、8.6、9、9.3、10、10.3、11、11.6、12、12.3、13、13.5、14、14.6、15份；季戊四醇三丙烯酸酯的重量份可以為1、1.2,1.6、2、2.3,2.8、3、3.4、4、4.6、5、5.3、
6.6.3、7、7.6、8、8.6、9、9.3、10份;三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的重量份可以為10、12、13、15、16、16.3、18、19、19.3、21、23、23.6、24、24.6、25 份;二苯甲酮的重量份可以為 1、1.2、
1.5,1.65,1.8,1.86,1.9,1.94、2份；2_甲基-2-羥基-1-苯基丙酮的重量份可以為2、2.3、
2.6、2.85、2.9、3、3.4、3.8、4、4.2、4.6、4.85、5 份；香豆酮的重量份可以為 0.5、0.8、0.9、
1、L 2,1.38,1.5,1.86,1.9,1.94、2 份；納米二氧化硅的重量份可以為 10、12、13、15、16、18,18.6,19,19.3、21、23、23.6,24,24.6、25 份;納米氫氧化鋁的重量份可以為 2,2.3,2.8、3,3.4、4、4.6、5、5.3、6、6.8、7、7.9、9、9.3、10 份;聚磷酸銨的重量份可以為 3、4、5、5.6、6、6.3、7、7.5、8、8.6、9、9.4、10 份；硅微粉的重量份可以為 2,2.6,2.8、3、3.4、4、4.5、5、5.3、
6.6.8、7、7.6、8 份；膨脹石墨的重量份可以為 Ul.2,1.8、2、2.6、3、3.4、4、4.5、5、5.8、6 份；流平劑的重量份可以為0.5,0.56,0.6,0.68,0.86,0.9,0.94、I份；消泡劑的重量份可以為0.3、0.38、0.5、0.56、0.8、0.86、0.9、1、1.2、1.26、1.3、1.5、1.85、1.9、2 份；潤(rùn)濕劑的重量份可以為0.1,0.16,0.2,0.23,0.3,0.34,0.4,0.46,0.5份；分散劑的重量份可以為0.2、
0.28、0.3、0.34、0.4、0.45、0.5、0.56、0.6、0.63、0.7、0.75、0.8、0.86、0.9、0.94、1 份；偶聯(lián)劑的重量份可以為 1、1.2、1.3、1.56、1.8、1.86、1.9、2、2.1、2.3、2.34、2.5 份。
[0007]優(yōu)選地，其原料中，聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯、含磷丙烯酸酯的重量比為27-33:8-13:6-9:7_12。
[0008]優(yōu)選地，其原料中，N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的重量比為7-13:10-16:7-12:5-10:15-22。
[0009]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯丙烯酸酯30-32份、環(huán)氧丙烯酸酯10-12份、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯8-9份、含磷丙烯酸酯9-11份、N-乙烯基吡咯烷酮9_12份、聚乙二醇丙烯酸酯12-14份、二縮三丙二醇二丙烯酸酯9-12份、季戊四醇三丙烯酸酯7-9份、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯17-20份、二苯甲酮1.5-1.8份、2-甲基-2-羥基-1-苯基丙酮3.2-4份、香豆酮1.2-1.8份、納米二氧化硅17-22份、納米氫氧化鋁7-9份、聚磷酸銨7-9份、硅微粉4-7份、膨脹石墨3-5份、流平劑0.7-1份、消泡劑1.2-1.8份、潤(rùn)濕劑0.35-0.45份、分散劑0.6-0.9份、偶聯(lián)劑1.7-2.2份。
[0010]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯丙烯酸酯31份、環(huán)氧丙烯酸酯10.6份、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯8.7份、含磷丙烯酸酯10份、N-乙烯基吡咯烷酮11份、聚乙二醇丙烯酸酯13份、二縮三丙二醇二丙烯酸酯11份、季戊四醇三丙烯酸酯8.6份、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯18份、二苯甲酮1.7份、2-甲基-2-羥基-1-苯基丙酮3.8份、香豆酮
1.6份、納米二氧化硅20份、納米氫氧化鋁8.3份、聚磷酸銨8.2份、硅微粉5.6份、膨脹石墨4.1份、流平劑0.8份、消泡劑1.6份、潤(rùn)濕劑0.4份、分散劑0.8份、偶聯(lián)劑2份。
[0011]優(yōu)選地，所述含磷丙烯酸酯按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將50-60份三氯氧磷加入30-40份乙酸乙酯中，攪拌均勻后在10-15°C下加入30-50份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30%的季戊四醇水溶液，反應(yīng)3-5h，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)節(jié)溫度為35-45°C，加入10-25份二乙醇胺和80-150份4-羥基丁基丙烯酸酯的混合液，反應(yīng)15-20h，反應(yīng)結(jié)束后過濾、洗滌、靜置分層后除去上層液體，然后真空蒸餾得到所述含磷丙烯酸酯。
[0012]優(yōu)選地，加入30-50份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-30%的季戊四醇水溶液的過程中，加入方式為滴加，滴加時(shí)間為1-2.5h。
[0013]優(yōu)選地，加入10-25份二乙醇胺和80-150份4_羥基丁基丙烯酸酯的混合液的過程中，加入方式為滴加，滴加時(shí)間為30-80min。
[0014]優(yōu)選地，所述含磷丙烯酸酯按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將53-58份三氯氧磷加入35-37份乙酸乙酯中，攪拌均勻后在12-15°C下滴加40-43份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22-28%的季戊四醇水溶液，反應(yīng)4-4.5h，其中，滴加時(shí)間為1.8-2.2h，且在反應(yīng)的過程中用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-9 %的氫氧化鈉溶液吸收氯化氫氣體，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)節(jié)溫度為39-42°C，滴加19-22份二乙醇胺和120-128份4-羥基丁基丙烯酸酯的混合液，其中，滴加時(shí)間為50-55min，反應(yīng)18-19h，反應(yīng)結(jié)束后過濾、洗滌、靜置分層后除去上層液體，然后真空蒸餾得到所述含磷丙稀酉交酷O
[0015]優(yōu)選地，所述含磷丙烯酸酯按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將55份三氯氧磷加入36份乙酸乙酯中，攪拌均勻后在14°C下滴加42份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26%的季戊四醇水溶液，反應(yīng)4.3h，其中，滴加時(shí)間為2h，且在反應(yīng)的過程中用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.6%的氫氧化鈉溶液吸收氯化氫氣體，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)節(jié)溫度為40°C，滴加20份二乙醇胺和126份4-羥基丁基丙烯酸酯的混合液，其中，滴加時(shí)間為53min，反應(yīng)18.6h，反應(yīng)結(jié)束后過濾、洗滌、靜置分層后除去上層液體，然后真空蒸餾得到所述含磷丙烯酸酯。
[0016]本發(fā)明所述高阻燃紫外光固化涂料可以按照常規(guī)的紫外光固化涂料制備工藝制備而成。
[0017]本發(fā)明中，選擇了聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯和含磷丙烯酸酯配合作為涂料的成膜物質(zhì)，賦予涂料優(yōu)異的耐磨性、附著力、柔韌性、耐低溫性、耐候性、耐水性和耐腐蝕性；添加了不同官能度的N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯配合作為活性稀釋劑，通過調(diào)節(jié)各活性稀釋劑的含量，調(diào)節(jié)了涂料的粘度，并賦予涂料優(yōu)異的柔韌性和交聯(lián)密度，防止了涂料起皺，提高了涂料的附著力；在含磷丙烯酸酯的制備過程中，選擇了季戊四醇與三氯氧磷、4-羥基丁基丙烯酸酯進(jìn)行反應(yīng)，得到的含磷丙烯酸酯官能度高，加入到涂料中交聯(lián)密度大，形成的結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀化程度高，與納米二氧化硅、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、硅微粉、膨脹石墨配合后，一方面，增加了涂膜的附著力，提高了涂膜的硬度、粘結(jié)強(qiáng)度和耐熱性，另一方面能形成阻燃膜，提高了涂料的阻燃性能。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]本發(fā)明提出的一種高阻燃紫外光固化涂料，其原料按重量份包括以下組分:聚氨酯丙烯酸酯20份、環(huán)氧丙烯酸酯15份、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯3份、含磷丙烯酸酯12份、N-乙烯基吡咯烷酮4份、聚乙二醇丙烯酸酯20份、二縮三丙二醇二丙烯酸酯3份、季戊四醇三丙烯酸酯10份、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯10份、二苯甲酮2份、2-甲基-2-羥基-1-苯基丙酮2份、香豆酮2份、納米二氧化硅10份、納米氫氧化鋁10份、聚磷酸銨3份、硅微粉8份、膨脹石墨I(xiàn)份、流平劑I份、消泡劑0.3份、潤(rùn)濕劑0.5份、分散劑0.