一种光固化阻燃地板涂料及其制备方法与流程

1.本发明属于涂料技术领域，涉及紫外光(uv)固化涂料，是一种光固化阻燃地板涂料的组成及其制备方法


背景技术：

2.紫外光固化是辐射固化的一种，是一种环境友好型固化方式，能够大幅度降低固化能耗，能源利用率高，具有无污染、固化速度快、涂膜质量高及适合连续化大生产等优点；紫外光固化涂料作为一种快速发展的“绿色”新技术，目前已成为一种重要的地板涂料，且得到了广泛对应用。随着对紫外光固化涂料研究的深入，人们对其性能和功能的要求越来越高，紫外光固化阻燃地板涂料就是其中的一个典型；
3.为了提高紫外光固化材料的阻燃性，在最近几年成为大家对材料特性的一个特别要求，特别是在涂料领域的家具，建材领域，都希望紫外光固化涂料具有阻燃性，为了提高阻燃，在组成中冷拼无机阻燃剂是大家一贯的做法，但是过多的添加会影响成膜性能，添加量少了阻燃性能又不够，并对涂层的清晰度有较大的影响，不能显现木材的纹理；余宗萍等人的在201910670511.7中“一种含氯含磷丙烯酸酯低聚物及其制备方法”中只是提及合成了含cl,磷酸酯改性的丙烯酸酯，不含硅元素，没有有机的把这三种元素合成一种低聚物，硅元素可以在燃烧后稳定碳层，与p，n协同，阻止火势的蔓延；为了提高地板涂料阻燃性能，合成一种即可以参加紫外光固化交联，又可以具有阻燃性能是十分重要。
4.结合这两个性能我们开发具有阻燃的含cl、p、si改性丙烯酸酯树脂，制备了光固化阻燃地板涂料，具有阻燃性能好，清晰度高的特点，具有很重要的现实意义。


技术实现要素：

5.为了克服现有地板涂料阻燃性不够的技术问题，本发明的目的在于合成了一种含有 cl、p、si改性丙烯酸酯树脂搭配聚氨酯树脂，利用p，n,si元素的协同阻燃机理，制备了一种光固化阻燃地板涂料，采用的固化方式为光固化，符合绿色、环保、节能的趋势。
6.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种光固化阻燃地板涂料，原料以重量份计为：
[0007][0008][0009]
其中cl、p、si改性丙烯酸酯树脂是如下物质的反应产物，以质量百分比计：丙烯酸
羟乙酯，用量为此反应总量的10％
‑
20％，环氧氯丙烷，用量为此反应总量的10％
‑
15％，五氧化二磷，用量为此反应总量的10％
‑
20％，3
‑
缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，用量为此反应总量的10％
‑
15％，所述催化剂是三氟化硼乙醚溶液，用量为此反应总量的 0.2％
‑
0.4％，余量为溶剂四氢呋喃。
[0010]
所述6官聚氨酯丙烯酸酯为含端羟基聚酯多元醇与ipdi预接支反应，再用peta封端的合成产物。
[0011]
所述活性稀释剂为三丙二醇二丙烯酸酯、三羟基甲烷三丙烯酸酯、1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯的一种或多种。
[0012]
所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮、1
‑
羟基环己基苯基甲酮、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或多种。
[0013]
所述消光粉为赢创ok500、ok520、ok412的一种或者多种。
[0014]
所述耐磨粉为纳米二氧化硅，纳米氧化铝的一种或多种。
[0015]
所述助剂为byk2009、byk2008、byk2013、byk025的一种或者多种。
[0016]
制备所述的一种光固化阻燃地板涂料的方法，步骤为：第一步：合成cl、p、si改性丙烯酸酯树脂：
[0017]
反应在氮气保护下进行，首先将丙烯酸羟乙酯加入到含有含干燥的四氢呋喃溶剂的反应瓶中，再将环氧氯丙烷加入到反应瓶中反应，缓慢加入三氟化硼乙醚溶液约，在45℃下反应3h；再缓慢加入五氧化二磷，室温反应3h，再将3
‑
缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应瓶中反应，100℃反应4
‑
6小时,制得cl、p、si改性丙烯酸酯树脂；
[0018]
第二步：合成涂料。
[0019]
有益效果：
[0020]
本发明制备的光固化阻燃地板涂料，具有阻燃性能好，固化速度快、环保、节能的特点。当涂布在木地板上，涂布量达到300g/m2时，按照gb8624
‑
2012检测，所述光固化阻燃地板涂料组合物的阻燃达到难燃最高级别b1b级。
具体实施方式
[0021]
本发明所使用的制剂只要是合格工业品不限于厂家，皆为市售常规产品。
[0022]
通篇申请中，以下术语具有指定含义：
[0023]
代号或术语中文名称pamcl、p、si改性丙烯酸酯树脂，自制pua6官聚氨酯丙烯酸酯，得自帝斯曼agisynpeta季戊四醇三丙烯酸酯，得自台湾长兴化学公司（中国台湾地区企业）tmpta三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，得自sartomerok500二氧化硅消光粉，得自赢创bky2009哑粉分散剂，得自毕克tego451流平剂，得自赢创tego920消泡剂，得自赢创耐磨粉氧化铝耐磨粉，得自杭州万景新材料tpo2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦,得自天津久日化工
11732
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮,得自天津久日化工
[0024]
一种光固化阻燃地板涂料，其特征在于，所述光固化阻燃地板涂料由以下各重量组分制备而成：
[0025][0026]
其中cl、p、si改性丙烯酸酯树脂是如下物质的反应产物：丙烯酸羟乙酯，用量为此反应总量的20％
‑
30％，环氧氯丙烷，用量为此反应总量的20％
‑
30％，五氧化二磷，用量为此反应总量的10％
‑
20％，3
‑
缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，用量为此反应总量的10％
‑
20％，所述催化剂是三氟化硼乙醚溶液，用量为此反应总量的0.2％
‑
0.4％；
[0027]
其中cl、p、si改性丙烯酸酯树脂是如下合成的：
[0028]
反应在氮气保护下进行，首先将丙烯酸羟乙酯加入到含有含干燥的四氢呋喃溶剂的反应瓶中，再将环氧氯丙烷加入到反应瓶中反应，缓慢加入三氟化硼乙醚溶液约，在45℃下反应3h；再缓慢加入五氧化二磷，室温反应3h，再将3
‑
缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应瓶中反应，100℃反应4
‑
6小时,制得cl、p、si改性丙烯酸酯树脂；
[0029]
cl、p、si改性丙烯酸酯树脂反应式如下
[0030][0031]
cl、p、si改性丙烯酸酯树脂含量为30wt％
‑
45wt％；
[0032]
其中6官聚氨酯丙烯酸酯为含端羟基聚多元醇与异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)预接支反应，再用季戊四醇三丙烯酸酯(peta)封端的合成产物；活性稀释剂为三丙二醇二丙烯
酸酯，三羟基甲烷三丙烯酸酯，1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯的一种或多种；所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮、1
‑
羟基环己基苯基甲酮、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或多种；所述消光粉为赢创ok500、ok520、at3600、at3300的一种或者多种；所述耐磨粉为纳米二氧化硅，纳米氧化铝的一种或多种；所述助剂为byk2009、byk2008、byk2013、byk025 的一种或者多种。
[0033]
实施例1 cl、p、si改性丙烯酸酯树脂pam
[0034]
cl、p、si改性丙烯酸酯树脂的合成按表1中所列3组数据进行
[0035][0036][0037]
实施例1合成树脂
[0038]
反应在氮气保护下进行，首先将丙烯酸羟乙酯加入到含有含干燥的四氢呋喃溶剂的反应瓶中，再将环氧氯丙烷加入到反应瓶中反应，缓慢加入三氟化硼乙醚溶液约，在45℃下反应3h；再缓慢加入五氧化二磷，室温反应3h，再将3
‑
缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷加入到反应瓶中反应，100℃反应4
‑
6小时,制得cl、p、si改性丙烯酸酯树脂；
[0039]
实施例2制备光固化阻燃地板涂料
[0040]
该涂料按下表3的4组数据配方进行配置涂料。
[0041][0042]
将以上组分配制成涂料，控制相关指标；细度：<30um；固化速度：〉400mj/cm2(固化度 rau85％)。
[0043]
实施例3制备光固化阻燃地板涂料
[0044]
该涂料按下表4的3组数据配方进行配置涂料。
[0045][0046][0047]
将以上组分配制成涂料，控制相关指标；细度：<30um；固化速度：〉400mj/cm2(固化度 rau85％)。
[0048]
实施例4制备光固化阻燃地板涂料
[0049]
该涂料按下表5的3组数据配方进行配置涂料。
[0050][0051]
将以上组分配制成涂料，控制相关指标；细度：<30um；固化速度：〉400mj/cm2(固化度 rau85％)。
[0052]
实施例5阻燃性能的测试方法：
[0053]
1，一般条件确定
[0054]
环境温度20
‑
25℃；环境相对湿度40
‑
60％；环境气压1.013*1055％pa；实验室洁净度符合gb50073
‑
2001要求，万级洁净度含尘≧0.5um≤350粒/l。
[0055]
2，涂料试样的制备
[0056]
将100片120*900cm的柞木多层实木地板，先用400目砂纸处理，将试样搅拌均匀，用三辊机涂布30.0g/m2,用紫外光半固化，再涂布下道工序，一共涂布10 次，最后用3灯完全固化。采用油性记号笔在做好油漆的地板上标记，按 gb8624
‑
2012检测标准检测，通过临界辐射通量的大小来评判阻燃等级，表6 就是评判等级
[0057]
表6
[0058][0059]
表7就是上面2、3、4、三组实验的阻燃性能测试
[0060][0061][0062]
通过以上数据可以看出，添加了cl、p、si改性丙烯酸酯树脂的紫外光固化涂料，涂布在木地板上，对木材的燃烧起到了很好的保护作用，延缓了木材的燃烧，主要来源于添加了cl、p、si改性丙烯酸酯树脂及聚氨酯丙烯酸树脂在燃烧过程中，cl元素能阻止燃烧的自由基反应，并且生成hcl，稀释空气中的氧气，p
‑
n元素在高温燃烧形成稳定的碳层，隔绝了木材接触到空气中的氧气，降低木材表面的温度，并释放n2，稀释了空气中的氧气；si在高温燃烧形成了致密的阻隔层，增加了碳层的稳定性，通过cl,p,n,si 协同阻燃效应达到阻燃目的，随着p元素的添加量的增加，阻燃性能持续增加；含有可光固化的双键，参与涂层的交联反应，随着cl、p、si改性丙烯酸酯树脂的添加，附着力得到提升。