一种自修复阻燃水性涂料的制作方法

本发明涉及建筑涂料领域，具体涉及一种自修复阻燃水性涂料。


背景技术：

目前，涂料的使用与界面关系密切，涂料是一种多组分体系，包括树脂(基料)、颜填料、溶剂和助剂等。在体系内部存在很多界面，特别是颜填料和树脂、溶剂之间存在一定界面；同时涂料是一种半成品，必须涂覆在工件、产品、结构上，才能提供保护、装饰、功能等作用，因此必然会存在一定界面状态，同时也为涂料使用提出了一定要求。此外，在涂料经施工后，有一个干燥、固化的过程，其中必然要考虑到涂膜(湿)表面和空气之间的接触，以保证能提供良好的涂膜外观，防止表面缺陷的出现。木制品本身因为其低燃点易燃的特性，容易引发火灾，为避免这种弊病，目前采用的方法主要是向木材中添加阻燃药水或涂装阻燃涂料。然而，现有的阻燃涂料无法对木质品进行有效的隔热保护，也没有防烟效果，甚至有些阻燃材料在分解时会释放含卤素的有毒气体。且涂布阻燃涂料建材在使用过程中发生涂料破损，剥离会使阻燃效果失效。同时，现有的阻燃涂料，也无法满足流水线上的生产需求。因此，为保证以及提高漆膜的附着力和耐冲击性，实现流水线上防火木制品的生产需求，并使木制品具有隔热和防烟效果。必须对现有技术予以改进。


技术实现要素：

3.要解决的技术问题：本发明针对目前阻燃材料在分解时会释放含卤素的有毒气体。且涂布阻燃涂料建材在使用过程中发生涂料破损，剥离会使阻燃效果失效的技术问题，本发明采用聚氨酯乳液，提高了木制品漆膜的附着力和耐冲击性，并采用气干性醇酸树脂修修复微囊，使固化后的涂层在受到轻微磨损时，气干醇酸树脂渗出，与空气反应成膜，及时修补微观破损处，使得涂层破裂处不会继续延伸，避免了涂层接下来的破裂，起皮，延长了阻燃涂层的使用寿命。
4.技术方案：一种自修复阻燃水性涂料，由聚氨酯乳液、无卤膨胀型魔芋阻燃剂和气干性醇酸树脂自修复微囊制备而成。一种自修复阻燃水性涂料，由下述重量百分比含量的组分构成：
所述聚氨酯乳液为有机硅改性聚氨酯乳液。优选的，所述无卤膨胀型魔芋阻燃剂的步骤如下：s1：魔芋粉改性成磷酸化物：在40～60℃的反应条件下，按重量份计：魔芋粉:磷酸＝10:(1～2)将魔芋粉加入到磷酸中，在氮气保护环境下机械搅拌反应2～4h，反应结束后用二甲基甲酰胺洗涤，抽滤，在60～80℃下真空干燥12～24h，得磷酸化物；s2：磷酸化物酰氯化：将重量份为磷酸化物:甲苯＝(1～2):10的磷酸化物加入甲苯中，然后分别加入重量份1～2份的氯化亚砜和重量份5～6份的乙醇，在25～55℃下搅拌反应2～6h，整个反应在氮气条件下进行，将所得酰氯化产物用甲苯、乙醇洗涤，抽滤，在60～80℃下真空干燥12～24h，得到酰氯化产物；s3：尿酸磷酸酯：将重量份为酰氯化产物:吡啶＝(1～2):5的酰氯化产物加入到吡啶中溶胀，在氮气保护下，再滴入重量份1～2份的尿素溶液，反应2～6h，反应完冷却到室温，依次用n,n-二甲基甲酰胺、甲醇洗涤，抽滤，干燥后用甲醇溶解产物，然后用旋转蒸发仪使产物稳定，即得到魔芋阻燃剂。优选的，所述气干性醇酸树脂自修复微囊的制备方法为：将10g明胶液和20g气干型醇酸树脂，加入反应釜中，在转速400r/min，温度60℃条件下搅拌90min，加入3g硫酸钠溶液，在冰水浴条件下，继续搅拌30min，加入3g戊二醛，继续搅拌3min后，静置10min，过滤并烘干即得。优选的，所述分散剂为byk-192。上述自修复阻燃水性涂料的使用方法，包括以下步骤：步骤1：将自修复阻燃水性涂料涂布于木制品表面；步骤2：采用热风机固化；步骤3：继续涂布紫外光固化涂料于其上，然后固化；步骤4：流水线上成品包装。优选的，所述涂布方式包括辊涂、静电喷涂、真空喷涂、淋涂、浸涂、旋涂和抽涂。优选的，所述步骤2中固化温度为50-70℃，固化时间为20-40s。优选的，所述步骤3中紫外光固化条件为：紫外光固化条件为：固化能量为100-1000mj/cm2。有益效果：1.本发明涂料使用聚氨酯乳液，能够提高木制品漆膜的附着力和耐冲击性。2.本发明涂料隔热效果好，可以拖延或防止火势扩散，当涂层表面温度400℃以下，中空玻璃能阻隔热传导，防止木材中水汽或其他物质爆腾引起涂层崩裂，从而避免内部
木材接触热源；当涂层表面温度超过400℃时，涂料开始液化，不断膨胀，形成较厚的隔热保护层，增加隔热效果。3.本发明涂料采用韧性隔热层和不断生成的膨胀层来阻隔热量传导，没有采用含卤材料的挥发吸热降温防火原理，避免了有毒气体和烟的产生，防止火势蔓延的同时具有抑烟效果，为火场内人员获得更好的逃生条件。4.本发明采用气干性醇酸树脂修修复微囊，使固化后的涂层在受到轻微磨损时，气干醇酸树脂渗出，与空气反应成膜，及时修补微观破损处，使得涂层破裂处不会继续延伸，避免了涂层接下来的破裂，起皮，延长了阻燃涂层的使用寿命。5.本发明涂料能在流水线上使用，制成具有防火性能的木制品，适合快速生产，大大提高了生产效率。
具体实施方式
实施例1一种自修复阻燃水性涂料，由下述重量百分比含量的组分构成：将所有成分混合搅拌获得自修复阻燃水性涂料。所述无卤膨胀型魔芋阻燃剂的步骤如下：s1：魔芋粉改性成磷酸化物：在40℃的反应条件下，按重量份计：魔芋粉:磷酸＝10:1将魔芋粉加入到磷酸中，在氮气保护环境下机械搅拌反应2h，反应结束后用二甲基甲酰胺洗涤，抽滤，在60℃下真空干燥12h，得磷酸化物；s2：磷酸化物酰氯化：将重量份为磷酸化物:甲苯＝1:10的磷酸化物加入甲苯中，然后分别加入重量份1份的氯化亚砜和重量份5份的乙醇，在25℃下搅拌反应2h，整个反应在氮气条件下进行，将所得酰氯化产物用甲苯、乙醇洗涤，抽滤，在60℃下真空干燥12h，得到酰氯化产物；s3：尿酸磷酸酯：将重量份为酰氯化产物:吡啶＝1:5的酰氯化产物加入到吡啶中溶胀，在氮气保护下，再滴入重量份1份的尿素溶液，反应2h，反应完冷却到室温，用n,n-二甲基甲酰胺、甲醇洗涤，抽滤，干燥后用甲醇溶解产物，然后用旋转蒸发仪使产物稳定，即得到魔芋阻燃剂。所述气干性醇酸树脂自修复微囊的制备方法为：将10g明胶液和20g气干型醇酸树脂，加入反应釜中，在转速400r/min，温度60℃条件下搅拌90min，加入3g硫酸钠溶液，在冰水浴条件下，继续搅拌30min，加入3g戊二醛，继续搅拌3min后，静置10min，过滤并烘干即
得。上述自修复阻燃水性涂料的使用方法，包括以下步骤：步骤1：将自修复阻燃水性涂料辊涂于木制品表面；步骤2：采用热风机固化，固化温度为50℃，固化时间为40s；步骤3：继续涂布紫外光固化涂料于其上，然后固化，紫外光固化条件为：紫外光固化条件为：固化能量为100-1000mj/cm2；步骤4：流水线上成品包装。实施例2一种自修复阻燃水性涂料，由下述重量百分比含量的组分构成：将所有成分混合搅拌获得自修复阻燃水性涂料。所述无卤膨胀型魔芋阻燃剂的步骤如下：s1：魔芋粉改性成磷酸化物：在50℃的反应条件下，按重量份计：魔芋粉:磷酸＝10:1.5将魔芋粉加入到磷酸中，在氮气保护环境下机械搅拌反应3h，反应结束后用二甲基甲酰胺洗涤，抽滤，在70℃下真空干燥18h，得磷酸化物；s2：磷酸化物酰氯化：将重量份为磷酸化物:甲苯＝1.5:10的磷酸化物加入甲苯中，然后分别加入重量份1.5份的氯化亚砜和重量份5.5份的乙醇，在40℃下搅拌反应4h，整个反应在氮气条件下进行，将所得酰氯化产物用甲苯、乙醇洗涤，抽滤，在70℃下真空干燥18h，得到酰氯化产物；s3：尿酸磷酸酯：将重量份为酰氯化产物:吡啶＝1.5:5的酰氯化产物加入到吡啶中溶胀，在氮气保护下，再滴入重量份1.5份的尿素溶液，反应4h，反应完冷却到室温，用n,n-二甲基甲酰胺、甲醇洗涤，抽滤，干燥后用甲醇溶解产物，然后用旋转蒸发仪使产物稳定，即得到魔芋阻燃剂。所述气干性醇酸树脂自修复微囊的制备方法为：将10g明胶液和20g气干型醇酸树脂，加入反应釜中，在转速400r/min，温度60℃条件下搅拌90min，加入3g硫酸钠溶液，在冰水浴条件下，继续搅拌30min，加入3g戊二醛，继续搅拌3min后，静置10min，过滤并烘干即得。上述自修复阻燃水性涂料的使用方法，包括以下步骤：步骤1：将自修复阻燃水性涂料静电喷涂于木制品表面；步骤2：采用热风机固化，固化温度为60℃，固化时间为30s；步骤3：继续涂布紫外光固化涂料于其上，然后固化，紫外光固化条件为：紫外光固化条件为：固化能量为100-1000mj/cm2；步骤4：流水线上成品包装。
实施例3一种自修复阻燃水性涂料，由下述重量百分比含量的组分构成：将所有成分混合搅拌获得自修复阻燃水性涂料。所述无卤膨胀型魔芋阻燃剂的步骤如下：s1：魔芋粉改性成磷酸化物：在60℃的反应条件下，按重量份计：魔芋粉:磷酸＝10:2将魔芋粉加入到磷酸中，在氮气保护环境下机械搅拌反应4h，反应结束后用二甲基甲酰胺洗涤，抽滤，在80℃下真空干燥24h，得磷酸化物；s2：磷酸化物酰氯化：将重量份为磷酸化物:甲苯＝2:10的磷酸化物加入甲苯中，然后分别加入重量份2的氯化亚砜和重量份6的乙醇，在55℃下搅拌反应6h，整个反应在氮气条件下进行，将所得酰氯化产物用甲苯、乙醇洗涤，抽滤，在80℃下真空干燥24h，得到酰氯化产物；s3：尿酸磷酸酯：将重量份为酰氯化产物:吡啶＝2:5的酰氯化产物加入到吡啶中溶胀，在氮气保护下，再滴入重量份2的尿素溶液，反应6h，反应完冷却到室温，用n,n-二甲基甲酰胺、甲醇洗涤，抽滤，干燥后用甲醇溶解产物，然后用旋转蒸发仪使产物稳定，即得到魔芋阻燃剂。所述气干性醇酸树脂自修复微囊的制备方法为：将10g明胶液和20g气干型醇酸树脂，加入反应釜中，在转速400r/min，温度60℃条件下搅拌90min，加入3g硫酸钠溶液，在冰水浴条件下，继续搅拌30min，加入3g戊二醛，继续搅拌3min后，静置10min，过滤并烘干即得。上述自修复阻燃水性涂料的使用方法，包括以下步骤：步骤1：将自修复阻燃水性涂料真空喷涂于木制品表面；步骤2：采用热风机固化，固化温度为70℃，固化时间为20s；步骤3：继续涂布紫外光固化涂料于其上，然后固化，紫外光固化条件为：紫外光固化条件为：固化能量为100-1000mj/cm2；步骤4：流水线上成品包装。对比例1本对比例与实施例3的差别在于不含有气干性醇酸树脂自修复微囊，具体如下：一种阻燃水性涂料，由下述重量百分比含量的组分构成：
将所有成分混合搅拌获得自修复阻燃水性涂料。所述无卤膨胀型魔芋阻燃剂的步骤如下：s1：魔芋粉改性成磷酸化物：在60℃的反应条件下，按重量份计：魔芋粉:磷酸＝10:2将魔芋粉加入到磷酸中，在氮气保护环境下机械搅拌反应4h，反应结束后用二甲基甲酰胺洗涤，抽滤，在80℃下真空干燥24h，得磷酸化物；s2：磷酸化物酰氯化：将重量份为磷酸化物:甲苯＝2:10的磷酸化物加入甲苯中，然后分别加入重量份2的氯化亚砜和重量份6的乙醇，在55℃下搅拌反应6h，整个反应在氮气条件下进行，将所得酰氯化产物用甲苯、乙醇洗涤，抽滤，在80℃下真空干燥24h，得到酰氯化产物；s3：尿酸磷酸酯：将重量份为酰氯化产物:吡啶＝2:5的酰氯化产物加入到吡啶中溶胀，在氮气保护下，再滴入重量份2的尿素溶液，反应6h，反应完冷却到室温，用n,n-二甲基甲酰胺、甲醇洗涤，抽滤，干燥后用甲醇溶解产物，然后用旋转蒸发仪使产物稳定，即得到魔芋阻燃剂。上述自修复阻燃水性涂料的使用方法，包括以下步骤：步骤1：将自修复阻燃水性涂料真空喷涂于木制品表面；步骤2：采用热风机固化，固化温度为70℃，固化时间为20s；步骤3：继续涂布紫外光固化涂料于其上，然后固化，紫外光固化条件为：紫外光固化条件为：固化能量为100-1000mj/cm2；步骤4：流水线上成品包装。本发明实施例的各项性能指标如下：表1技术指标标准实施例1实施例2实施例3对比例1附着力astmd3359b5b5b5b5耐划痕iso15182500g2500g2500g2500g微划伤en16094a4a4a4a4初始光泽astmd-52360606060微划伤后5min内光泽astmd-52350525545微划伤24h后光泽astmd-52355575845