申请日2015.09.14
公开(公告)日2015.12.16
IPC分类号C09D4/02; C09D4/06; C09D5/18; C09D7/12; C08F220/28; C08F230/02; C08F220/14; C08F212/08; C08F220/18
摘要
本发明一种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-羟乙酯单磷酸酯0.01-10份、氢氧化铝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、丙烯酸羟丙酯1-10份、引发剂0.1-3份、助剂0.5-4分、氨水0-5份、氨基硅油乳液1-25份、水30-100份。本发明还提供了上述涂料的制备方法。本发明添加氨基硅油乳液能产生良好的抗粘附效果，甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯能够和氢氧化铝产生协同阻燃性能，阻燃剂和乳液有机核形成化学连接，乳液更加均匀稳定，本发明涂料粘结性好、耐候性强、阻燃性能优。
权利要求书
1.一种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-羟乙酯单磷酸酯0.01-10份，
氢氧化铝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，
丙烯酸羟丙酯1-10份，
引发剂0.1-3份，
助剂0.5-4分，
氨水0-5份，
氨基硅油乳液1-25份，
水30-100份。
2.根据权利要求1所述的一种抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的氢氧化铝和滑石粉均为微米级。
3.根据权利要求1所述的一种抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的引发剂是指可以产生自由基从而引发单体发生自由基聚合的化合物。
4.根据权利要求1所述的一种抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等过氧化物中的任意一种，或者其中任意一种与硫代硫酸铵、硫代硫酸钾、硫代硫酸钠等还原剂中任意一种所组成的混合引发体系。
5.根据权利要求1所述的一种抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的助剂为阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂或者前两者的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的阴离子型乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、或者十八烷基磺酸钠，非离子性乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、或者脂肪醇聚氧乙烯醚。
7.根据权利要求5所述的一种抗粘污水性阻燃涂料，其特征在于：所述的非离子性乳化剂选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.权利要求书1所述的一种抗粘污水性阻燃涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
按照重量比称取甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯、氢氧化铝、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、丙烯酸羟丙酯、引发剂、助剂、氨水、氨基硅油乳液和水;
一个制备涂料乳液组分的步骤，将甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸羟丙酯、40～60%的助剂、40～60%的水投入反应釜中，搅拌混合，加入氨水调节pH值到4-7之间，充分乳化分散，然后升温至45～90oC，分批次投入引发剂，聚合完全后，降温到室温，得到涂料的乳液组分;
一个制备阻燃组分的步骤，将氢氧化铝、滑石粉、甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯、氨基硅油乳液、剩下的助剂、剩下的水投入调制釜中，用高剪切分散机充分分散，得到分散的阻燃组分;
将乳液组分和阻燃组分混合，搅拌充分混合，即得到所述的抗粘污水性阻燃涂料。
说明书
一种抗粘污水性阻燃涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种涂料，具体来说是一种抗粘污水性阻燃涂料及其制备方法。
背景技术
水性涂料是目前涂料领域发展较快的一个方向。相对于溶剂型油漆涂料，水性涂料以水作溶剂，节省大量有机溶剂，减少了碳排放，消除了施工时火灾危险性，改善了作业环境条件。水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工，对多孔的天然基材如金属、纺织品、纸张、皮革、木材等材质表面适应性优越，涂层附着力强。水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。
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。发展具无卤阻燃材料，进一步优化阻燃性能，开发粘结性好、色度低、耐候性强、阻燃性能优良、价格低、使用范围广泛的水性阻燃涂料具有明显的技术优势。
水性涂料通常具有较大的表面能，涂层表面与粘性物体如胶带、胶粘剂等接触时表现为剥离力大，容易产生粘结。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种抗粘污水性阻燃涂料及其制备方法，所述的这种抗粘污水性阻燃涂料及其制备方法解决了现有技术中的水性涂料因为具有较大的表面能，容易产生粘结的技术问题。
本发明提供了一种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-羟乙酯单磷酸酯0.01-10份，
氢氧化铝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，
丙烯酸羟丙酯1-10份，
引发剂0.1-3份，
助剂0.5-4分，
氨水0-5份，
氨基硅油乳液1-25份，
水30-100份。
进一步的，所述的氢氧化铝和滑石粉均为微米级。
进一步的，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等过氧化物中的任意一种，或者其中任意一种与硫代硫酸铵、硫代硫酸钾、硫代硫酸钠等还原剂中任意一种所组成的混合引发体系。单一的或者两种混合的引发体系均应采用新鲜配制的水溶液使用。
进一步的，所述的助剂为阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂或者前两者的混合物。
进一步的，所述的阴离子型乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、或者十八烷基磺酸钠，非离子性乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、或者脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述的非离子性乳化剂选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。
本发明还提供了上述的一种抗粘污水性阻燃涂料的制备方法，包括如下步骤：
1)按照重量比称取甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯、氢氧化铝、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、丙烯酸羟丙酯、引发剂、助剂、氨水、氨基硅油乳液和水;
2)一个制备涂料乳液组分的步骤，将甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸羟丙酯、40～60%的助剂、40～60%的水投入反应釜中，搅拌混合，加入氨水调节pH值到4-7之间，充分乳化分散，然后升温至45～90o℃，分批次投入引发剂，聚合完全后，降温到室温，得到涂料的乳液组分;
3)一个制备阻燃组分的步骤，将氢氧化铝、滑石粉、甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯、氨基硅油乳液、剩下的助剂、剩下的水投入调制釜中，用高剪切分散机充分分散，得到分散的阻燃组分;
4)将乳液组分和阻燃组分混合，搅拌充分混合，即得到所述的抗粘污水性阻燃涂料。
本发明采用的甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯在整个涂料体系中至少发挥下列三种但不限于下列三种作用之一：
1)在丙烯酸类单体混和时起到乳液分散的作用，在乳液液滴表面形成一层可聚合的表面活性剂膜。
2)在氢氧化铝分体分散时与氢氧化铝发生部分反应形成包覆结构。
3)磷酸酯和磷酸铝结构的存在强化了涂料的协同阻燃性能。
本发明采用的氨基硅油乳液在整个涂料体系中起到降低固化后涂层的表面张力，从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热性能，提高涂层不燃性能。
本发明采用的微米级的氢氧化铝和滑石粉作为阻燃和不燃成份。
本发明在应用时，可以采用喷涂、淋涂、刷涂等方式涂布于纺织品、无纺布、纸张上，然后需要在150oC-200oC高温下，保温5分钟到1小时进行涂膜的固化。所述的高温固化工艺既可以是间歇分批地固化工艺，也可以是连续式固化工艺。典型的连续式固化生产线包含料桶、滚涂机或者淋涂机、自动的隧道窑。
本发明通过在丙烯酸酯类单体乳液聚合和氢氧化铝阻燃剂分散的过程中引入具有阻燃效果的甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯，在复配过程中引入氨基硅油乳液，使得阻燃剂的分布更加均匀并与氢氧化铝阻燃剂形成协同阻燃效应，同时利用氨基硅油强化涂料的难燃性。丙烯酸酯类单磷酸酯还是一种常用的附着力促进剂，尤其对于金属、天然纺织品、木器、皮革、纸张等多孔天然材料具有非常优异的粘附力，整个涂料价格低，适应范围广。
本发明在复配过程中引入氨基硅油乳液，氨基硅油乳液能够在涂层表面形成一层有机硅氧烷的薄膜，从而显著降低涂层的剥离力，涂层防粘附性能增加。由于氨基硅油乳液能够在整个涂层中几乎均匀分布，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，既可以保持与乳液的相容性，又能够在固化以后显著降低乳液的表面张力，还可以利用硅油耐高温的性质增进水性涂料的阻燃性能。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。发明添加氨基硅油乳液能产生良好的抗粘附效果，甲基丙烯酸-β-羟乙酯单磷酸酯能够和氢氧化铝产生协同阻燃性能，而且使阻燃剂和乳液有机核形成化学连接，使乳液更加均匀稳定，应用于材料表层后，得到的涂料粘结性好、耐候性强、阻燃性能优良、手感爽滑、抗水油粘污能力强，价格低，使用范围广泛。