CN104194551A - 一种阻燃耐冲击涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂67-70份，ABS树脂21-24份，丙烯酸树脂9-12份，硅烷偶联剂KH7921.6-1.9份，羟丙基甲基纤维素1.1-1.4份，六偏磷酸钠4-6份，聚乙二醇脂肪酸酯2.1-2.4份，轻质碳酸钙23-26份，纳米海泡石粉9-12份，纳米凹凸棒土6-9份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)9-12份，1.5水硼酸锌23-26份，磷酸胍8-11份，增韧剂3.3-3.6份，固化剂0.6-0.9份，消泡剂1-1.3份，平流剂1.1-1.4份，防霉剂0.6-0.9份，颜料1.7-2份，溶剂58-61份。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种阻燃耐冲击涂料。
背景技术
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。涂料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。现有涂料的耐冲击性能不佳，受冲击时容易脱落，而且阻燃性能不是很理想。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种阻燃耐冲击涂料，具有优异的耐冲击和阻燃性能，而且附着力好，硬度高。
本发明提出的一种阻燃耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂67-70份，ABS树脂21-24份，丙烯酸树脂9-12份，硅烷偶联剂KH7921.6-1.9份，羟丙基甲基纤维素1.1-1.4份，六偏磷酸钠4-6份，聚乙二醇脂肪酸酯2.1-2.4份，轻质碳酸钙23-26份，纳米海泡石粉9-12份，纳米凹凸棒土6-9份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)9-12份，1.5水硼酸锌23-26份，磷酸胍8-11份，增韧剂3.3-3.6份，固化剂0.6-0.9份，消泡剂1-1.3份，平流剂1.1-1.4份，防霉剂0.6-0.9份，颜料1.7-2份，溶剂58-61份；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将81-84份聚乳酸PLA和56-59份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为5-6:7-8组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至90-93℃，再加入4-4.3份马来酸酐和1.6-1.9份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以320-340rpm的搅拌速度搅拌6-7h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为8-9:3-4构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥1.6-1.9h得到物料B，干燥温度为76-79℃；向物料B中加入第三混合溶液后以280-300rpm的搅拌速度搅拌22-25min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为2-2.3:7-10，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2-3:10-12组成，继续加入49-52份葛根淀粉和8-11份大豆蛋白并将pH值调整为4-6，接着升温至140-143℃后，以200-220rpm的搅拌速度搅拌45-48min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1-1.3h得到改性混合树脂，干燥温度为81-84℃。
所述沉淀完全为向反应容器中加入第二混合溶剂产生沉淀现象后，继续加入第二混合溶剂直至沉淀物不再增加，则称之为沉淀完全。
优选地，ABS树脂中的丙烯腈占20-25wt％。
优选地，改性混合树脂、ABS树脂和丙烯酸树脂的重量比为68-69：22-23：10-11。
优选地，其原料按重量份包括：改性混合树脂68-69份，ABS树脂22-23份，丙烯酸树脂10-11份，硅烷偶联剂KH7921.7-1.8份，羟丙基甲基纤维素1.2-1.3份，六偏磷酸钠4.2-5.6份，聚乙二醇脂肪酸酯2.2-2.3份，轻质碳酸钙24-25份，纳米海泡石粉10-11份，纳米凹凸棒土7-8份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)10-11份，1.5水硼酸锌24-25份，磷酸胍9-10份，增韧剂3.4-3.5份，固化剂0.7-0.8份，消泡剂1.1-1.2份，平流剂1.2-1.3份，防霉剂0.7-0.8份，颜料1.8-1.9份，溶剂59-60份。
优选地，改性混合树脂的制备过程中，按重量份将82-83份聚乳酸PLA和57-58份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为5.3-5.6:7.4-7.8组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至91-92℃，再加入4.1-4.2份马来酸酐和1.7-1.8份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以325-335rpm的搅拌速度搅拌6.5-6.7h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为8.2-8.4:3.3-3.5构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥1.7-1.8h得到物料B，干燥温度为77-78℃；向物料B中加入第三混合溶液后以285-295rpm的搅拌速度搅拌23-24min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为2.1-2.2:8-9，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2.3-2.5:10.5-11.3组成，继续加入50-51份葛根淀粉和9-10份大豆蛋白并将pH值调整为4.5-5.5，接着升温至141-142℃后，以205-215rpm的搅拌速度搅拌46-47min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.1-1.2h得到改性混合树脂，干燥温度为82-83℃。
本发明采用改性混合树脂与ABS树脂、丙烯酸树脂胶配合作为主料并加入溶剂，大大提高了本发明的耐磨、耐冲击、耐腐蚀和拉伸性能，而且可降低本发明的吸水性，再加入羟丙基甲基纤维素与改性混合树脂、ABS树脂、丙烯酸树脂配合使用可提高本发明的稠度，还能进一步提高本发明韧性和抗冲击性能；聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV共混后，与葛根淀粉和大豆蛋白通过马来酸酐接枝得到改性混合树脂，提高了葛根淀粉、大豆蛋白、聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸之间的相容性，而且改性混合树脂采用的均为可生物降解的材料，在细菌的作用下，可分解成为CO2和H2O，不会产生白色污染；轻质碳酸钙、纳米海泡石粉、纳米凹凸棒土、1.5水硼酸锌作为填充剂，通过硅烷偶联剂KH792与主料偶联，进一步提高上述各原料之间的相容性，而六偏磷酸钠和聚乙二醇脂肪酸酯可促进轻质碳酸钙、纳米海泡石粉、纳米凹凸棒土、1.5水硼酸锌均匀分散在主料中，保证本发明性能的均一性；双酚A-双(二苯基磷酸酯)、1.5水硼酸锌和磷酸胍配合形成阻燃体系，其中磷酸胍作为磷氮系阻燃剂，双酚A-双(二苯基磷酸酯)作为磷系阻燃剂，两者配合可大大提高了本发明的氧指数，提高本发明的阻燃性能，而1.5水硼酸锌在燃烧的过程中可分解产生水，抑制燃烧过程中的烟雾形成。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种阻燃耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂69份，ABS树脂22份，丙烯酸树脂11份，硅烷偶联剂KH7921.7份，羟丙基甲基纤维素1.3份，六偏磷酸钠4.2份，聚乙二醇脂肪酸酯2.3份，轻质碳酸钙24份，纳米海泡石粉11份，纳米凹凸棒土7份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)11份，1.5水硼酸锌24份，磷酸胍10份，增韧剂3.4份，固化剂0.8份，消泡剂1.1份，平流剂1.3份，防霉剂0.7份，颜料1.9份，溶剂59份，其中ABS树脂中的丙烯腈占20wt％；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将82份聚乳酸PLA和58份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为5.3:7.8组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至91℃，再加入4.2份马来酸酐和1.7份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以335rpm的搅拌速度搅拌6.5h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为8.4:3.3构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥1.8h得到物料B，干燥温度为77℃；向物料B中加入第三混合溶液后以295rpm的搅拌速度搅拌23min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1.1:4，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为5:21组成，继续加入51份葛根淀粉和9份大豆蛋白并将pH值调整为5.5，接着升温至141℃后，以215rpm的搅拌速度搅拌46min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.2h得到改性混合树脂，干燥温度为82℃。
实施例2
本发明提出的一种阻燃耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂67份，ABS树脂24份，丙烯酸树脂9份，硅烷偶联剂KH7921.9份，羟丙基甲基纤维素1.1份，六偏磷酸钠6份，聚乙二醇脂肪酸酯2.1份，轻质碳酸钙26份，纳米海泡石粉9份，纳米凹凸棒土9份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)9份，1.5水硼酸锌26份，磷酸胍8份，增韧剂3.6份，固化剂0.6份，消泡剂1.3份，平流剂1.1份，防霉剂0.9份，颜料1.7份，溶剂61份，其中ABS树脂中的丙烯腈占22wt％；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将84份聚乳酸PLA和56份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为6:7组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至93℃，再加入4份马来酸酐和1.9份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以320rpm的搅拌速度搅拌7h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为2:1构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥1.6h得到物料B，干燥温度为79℃；向物料B中加入第三混合溶液后以280rpm的搅拌速度搅拌25min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为1:5，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为1:6组成，继续加入49份葛根淀粉和11份大豆蛋白并将pH值调整为4，接着升温至143℃后，以200rpm的搅拌速度搅拌48min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1h得到改性混合树脂，干燥温度为84℃。
实施例3
本发明提出的一种阻燃耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂70份，ABS树脂21份，丙烯酸树脂12份，硅烷偶联剂KH7921.6份，羟丙基甲基纤维素1.4份，六偏磷酸钠4份，聚乙二醇脂肪酸酯2.4份，轻质碳酸钙23份，纳米海泡石粉12份，纳米凹凸棒土6份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)12份，1.5水硼酸锌23份，磷酸胍11份，增韧剂3.3份，固化剂0.9份，消泡剂1份，平流剂1.4份，防霉剂0.6份，颜料2份，溶剂58份，其中ABS树脂中的丙烯腈占25wt％；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将83份聚乳酸PLA和57份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为5.6:7.4组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至92℃，再加入4.1份马来酸酐和1.8份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以325rpm的搅拌速度搅拌6.7h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为8.2:3.5构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥1.7h得到物料B，干燥温度为78℃；向物料B中加入第三混合溶液后以285rpm的搅拌速度搅拌24min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为2.1:9，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2.3:11.3组成，继续加入50份葛根淀粉和10份大豆蛋白并将pH值调整为4.5，接着升温至142℃后，以205rpm的搅拌速度搅拌47min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.1h得到改性混合树脂，干燥温度为83℃。
实施例4
本发明提出的一种阻燃耐冲击涂料，其原料按重量份包括：改性混合树脂68份，ABS树脂23份，丙烯酸树脂10份，硅烷偶联剂KH7921.8份，羟丙基甲基纤维素1.2份，六偏磷酸钠5.6份，聚乙二醇脂肪酸酯2.2份，轻质碳酸钙25份，纳米海泡石粉10份，纳米凹凸棒土8份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)10份，1.5水硼酸锌25份，磷酸胍9份，增韧剂3.5份，固化剂0.7份，消泡剂1.2份，平流剂1.2份，防霉剂0.8份，颜料1.8份，溶剂60份，其中ABS树脂中的丙烯腈占24wt％；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将81份聚乳酸PLA和59份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为5:8组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至90℃，再加入4.3份马来酸酐和1.6份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以340rpm的搅拌速度搅拌6h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为3:1构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥1.9h得到物料B，干燥温度为76℃；向物料B中加入第三混合溶液后以300rpm的搅拌速度搅拌22min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为2.3:7，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为3:10组成，继续加入52份葛根淀粉和8份大豆蛋白并将pH值调整为6，接着升温至140℃后，以220rpm的搅拌速度搅拌45min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.3h得到改性混合树脂，干燥温度为81℃。
对实施例1-4进行性能测试，选取某款市售涂料作为对照组，检测结果如下：
| 检测项目 | 实施例1-4平均值 | 对照组 | 依据标准 |
| 附着力 | 1级 | 2级 | GB/T 9286-1998 |
| 硬度 | H | HB | GB/T 6739-2006 |
| 耐冲击(kg×cm) | 65 | 55 | GB/T 1732-1993 |
| 氧指数(％) | 32 | 27 | GB/T 2406.2-2009 |
由上表可知：本发明与市面上的涂料相比，附着力、硬度、耐冲击和阻燃性能均优异于市面所售涂料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种阻燃耐冲击涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性混合树脂67-70份，ABS树脂21-24份，丙烯酸树脂9-12份，硅烷偶联剂KH7921.6-1.9份，羟丙基甲基纤维素1.1-1.4份，六偏磷酸钠4-6份，聚乙二醇脂肪酸酯2.1-2.4份，轻质碳酸钙23-26份，纳米海泡石粉9-12份，纳米凹凸棒土6-9份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)9-12份，1.5水硼酸锌23-26份，磷酸胍8-11份，增韧剂3.3-3.6份，固化剂0.6-0.9份，消泡剂1-1.3份，平流剂1.1-1.4份，防霉剂0.6-0.9份，颜料1.7-2份，溶剂58-61份；
改性混合树脂的制备过程中，按重量份将81-84份聚乳酸PLA和56-59份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为5-6:7-8组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至90-93℃，再加入4-4.3份马来酸酐和1.6-1.9份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以320-340rpm的搅拌速度搅拌6-7h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为8-9:3-4构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥1.6-1.9h得到物料B，干燥温度为76-79℃；向物料B中加入第三混合溶液后以280-300rpm的搅拌速度搅拌22-25min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为2-2.3:7-10，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2-3:10-12组成，继续加入49-52份葛根淀粉和8-11份大豆蛋白并将pH值调整为4-6，接着升温至140-143℃后，以200-220rpm的搅拌速度搅拌45-48min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1-1.3h得到改性混合树脂，干燥温度为81-84℃。
2.根据权利要求1所述阻燃耐冲击涂料，其特征在于，ABS树脂中的丙烯腈占20-25wt％。
3.根据权利要求1或2所述阻燃耐冲击涂料，其特征在于，改性混合树脂、ABS树脂和丙烯酸树脂的重量比为68-69：22-23：10-11。
4.根据权利要求1-3任一项所述阻燃耐冲击涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性混合树脂68-69份，ABS树脂22-23份，丙烯酸树脂10-11份，硅烷偶联剂KH7921.7-1.8份，羟丙基甲基纤维素1.2-1.3份，六偏磷酸钠4.2-5.6份，聚乙二醇脂肪酸酯2.2-2.3份，轻质碳酸钙24-25份，纳米海泡石粉10-11份，纳米凹凸棒土7-8份，双酚A-双(二苯基磷酸酯)10-11份，1.5水硼酸锌24-25份，磷酸胍9-10份，增韧剂3.4-3.5份，固化剂0.7-0.8份，消泡剂1.1-1.2份，平流剂1.2-1.3份，防霉剂0.7-0.8份，颜料1.8-1.9份，溶剂59-60份。
5.根据权利要求1-4任一项所述阻燃耐冲击涂料，其特征在于，改性混合树脂的制备过程中，按重量份将82-83份聚乳酸PLA和57-58份聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV加入反应容器中，加入第一混合溶剂至聚乳酸PLA和聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV完全溶解，第一混合溶剂由苯和四氯化碳按体积比为5.3-5.6:7.4-7.8组成，将含有聚乳酸PLA、聚羟基丁酸戊酸共聚酯PHBV和混合溶剂的反应容器水浴加热至91-92℃，再加入4.1-4.2份马来酸酐和1.7-1.8份4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯后，以325-335rpm的搅拌速度搅拌6.5-6.7h，接着加入第二混合溶剂至沉淀完全，第二混合溶剂由乙醇和丙三醇按体积比为8.2-8.4:3.3-3.5构成，过滤得到固体物料A；将固体物料A置于烘箱中干燥1.7-1.8h得到物料B，干燥温度为77-78℃；向物料B中加入第三混合溶液后以285-295rpm的搅拌速度搅拌23-24min，物料B与第三混合溶液的质量体积比(g:L)为2.1-2.2:8-9，第三混合溶液为丙酮和二氯甲烷按体积比为2.3-2.5:10.5-11.3组成，继续加入50-51份葛根淀粉和9-10份大豆蛋白并将pH值调整为4.5-5.5，接着升温至141-142℃后，以205-215rpm的搅拌速度搅拌46-47min，冷却至室温后加入烘箱中干燥1.1-1.2h得到改性混合树脂，干燥温度为82-83℃。
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