一种高阻燃稳定性的阻燃涂料及其制备方法及其应用与流程

1.本发明涉及ipc分类的c09d领域，尤其涉及一种高阻燃稳定性的阻燃涂料及其制备方法及其应用。


背景技术：

2.随着社会的进步和经济的发展，越来越多的涂料被应用到人们的生产生活进程当中。并且随着近些年来，一些火灾事件为人们敲响了防火的警钟，导致阻燃涂料这一产品受到了比其同类型产品更广泛的关注度。但是，现有的一些阻燃涂料中，通常加入了是一些金属氧化物，金属氢氧化物，卤素阻燃剂和氮、磷化物作为涂料的阻燃剂，虽然这些阻燃剂能够起到良好的阻燃效果，但是通常会在高温阻隔，耐水性，稳定性以及使用寿命和贮存寿命上带来负面的影响。
3.现有技术(cn201711246622.2)提供了一种阻燃水性聚氨酯涂料，其原料中主要包含聚氨酯树脂，改性石英砂，改性剥离纤维以及亚麻油等物质，其主要以阻燃剂和二氧化硅的阻燃效果进行涂层的阻燃，虽然能顾形成较强的纤维网络增加其涂层强度，但是其涂料的高温隔绝，以及对于保护基体的保护性能较差，容易出现阻燃但保护基体热熔开裂的现象，并且相容性较差，不具有广谱性。
4.因此，亟需一种不仅具有优异的阻燃效果，还能够有效地阻隔高温传递，有效保护基体，并且能够具有优异长期贮存性和使用寿命的阻燃涂料。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种高阻燃稳定性的阻燃涂料，以重量份计，原料包括以下成分：聚多元醇类80～120份，功能助剂30～80份，酸酯40～80份、溶剂100～200份。
6.作为一种优选的方案，所述聚多元醇类为聚酯多元醇、生物类多元醇、聚醚多元醇中的至少一种。
7.作为一种优选的方案，所述聚多元醇类为聚醚多元醇。
8.作为一种优选的方案，所述功能助剂为催化剂、偶联剂、扩链剂、中和剂、阻燃剂、紫外吸收剂、防水解剂、防滴落剂、抗氧化剂、填料中的至少三种。
9.作为一种优选的方案，所述功能助剂为催化剂，偶联剂，扩链剂，中和剂和阻燃剂。
10.作为一种优选的方案，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
11.作为一种优选的方案，所述偶联剂为kh-550、kh-560、kh-570中的任一种。
12.作为一种优选的方案，所述扩链剂为二羟甲基丙酸、二氨基苯甲酸中的至少一种。
13.作为一种优选的方案，所述扩链剂为二羟甲基丙酸。
14.作为一种优选的方案，所述中和剂为醋酸、三乙醇二胺、氨水中的至少一种。
15.作为一种优选的方案，所述填料为硫酸钡。
16.作为一种优选的方案，所述硫酸钡为前处理改性硫酸钡，改性步骤包括以下步骤：
(1)将硫酸钡与氨水混合搅拌，之后加入到乙醇溶液中，搅拌混合均匀；(2)将正硅酸乙酯与乙醇配置成滴加液，边搅拌边滴加至步骤(1)中的混合液中，滴加反应时间为3～5小时；(3)反应完成后过滤烘干，即得。
17.作为一种优选的方案，所述溶剂为有机酮、有机醇、有机酰胺中的至少一种。
18.作为一种优选的方案，所述溶剂为丙酮。
19.作为一种优选的方案，所述阻燃剂为氮磷类阻燃剂、金属氧化物阻燃剂、卤素类阻燃剂中的至少一种。
20.作为一种优选的方案，所述氮磷复合阻燃剂与聚多元醇类的质量比为2～3:10～11。
21.作为一种优选的方案，氮磷复合阻燃剂的制备方法步骤包含以下几步：(以质量份计)(1)在反应容器中加入10～15份多聚磷酸，之后加入6～8份三聚氰胺和80～100份去离子水，搅拌均匀；(2)再加入20～24份对苯二酚和8～10份乙二醇，升温至50～60℃搅拌加快反应；(3)待反应完成，冷却至室温并加入氨水调节ph至7，过滤洗涤；(4)将得到的固体物质与5～8份蜜胺焦磷酸盐以及10～15份季戊四醇，共同均匀粉碎，即得。
22.作为一种优选的方案，所述酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任一种。
23.作为一种优选的方案，所述酸酯与聚多元醇类的质量比为5～7:10～11。
24.作为一种优选的方案，所述酸酯与聚多元醇类的质量比为6:10.5。
25.本技术中，通过加入特定改性的硫酸钡填料，除了能够有效地提高阻燃涂料的涂层力学性能和辐射防护效果，其加入还能够有效提高涂料体系的整体的长期储存稳定性和使用寿命。本技术人推测为：改性后的硫酸钡表面的不定性氧化物膜层能够具有良好的低表面能，使得硫酸钡在树脂体系中具有良好分散性的同时，还能够实现硫酸钡与氮磷复合阻燃剂的直接接触，从而避免氮磷复合材料中多酸源与硫酸钡的反应现象，从而稳定氮磷复合材料整体的酯化反应进程，减少涂料的失活现象。
26.本发明第二方面提供一种上述高阻燃稳定性的阻燃涂料的制备方法，其特征在于：步骤包含以下几步：(1)称取所有所需原料加入反应容器，并升温至40～60℃搅拌混合均匀，得混合物；(2)保持反应6～10小时，最后加入去离子水搅拌乳化，抽真空去除溶剂，即得。
27.本发明第三方面提供了一种上述高阻燃稳定性的阻燃涂料的应用，包括该高阻燃稳定性的阻燃涂料在太阳能光伏组件中的应用。
28.有益效果：
29.1、本技术中提供的一种阻燃涂料，其具有优异的阻燃性能和高温阻隔性能，尤其能够在阻燃的同时防止被保护基体收到高温的热影响现象，当阻燃涂料被使用在软塑基体的表面时候，形成的发泡层通过空气隔绝以及碳隔绝，阻隔高温传播，从而避免软塑材料因为达到自身的热熔温度而出现熔融和冷却开裂现象。
30.2、本技术中提供的一种阻燃漆料，其通过特定的氮磷复合材料能够在高温和燃烧环境下通过其碳、酸、气源的酯化作用，在漆层表面形成发泡碳层，空气隔绝燃烧的同时，通过不良导体进行高温阻隔。
31.3、本技术中提供的一种阻燃漆料，其通过对于填料硫酸钡的改性处理，有效地提
高阻燃涂料的涂层力学性能和辐射防护效果，其加入还能够有效提高涂料体系的整体的长期储存稳定性和使用寿命。
具体实施方式
32.实施例1
33.实施例1第一方面提供了一种高阻燃稳定性的阻燃涂料，以重量份计，聚多元醇类105份，功能助剂70份，酸酯70份、溶剂120份。
34.其中，聚多元醇类为聚醚多元醇。
35.功能助剂为催化剂，偶联剂，扩链剂，中和剂和阻燃剂以及，质量比为3:7:10:5:25:20。
36.偶联剂为kh-570；催化剂为二月桂酸二丁基锡；扩链剂为二羟甲基丙酸，中和剂为醋酸；阻燃剂为氮磷复合阻燃剂；填料为改性硫酸钡。
37.酸酯为甲苯二异氰酸酯。
38.溶剂为丙酮。
39.氮磷复合阻燃剂的制备方法步骤包括以下几步：(以质量份计)(1)在反应容器中加入13份多聚磷酸，之后加入6份三聚氰胺和100份去离子水，搅拌均匀；(2)再加入22份对苯二酚和10份乙二醇，升温至55℃搅拌加快反应；(3)待反应完成，冷却至室温并加入氨水调节ph至7，过滤洗涤；(4)将得到的固体物质与6份蜜胺焦磷酸盐以及12份季戊四醇，共同均匀粉碎，即得。
40.改性硫酸钡的制备步骤包括以下几步：(以质量份计)(1)将2份硫酸钡与10份氨水混合搅拌，之后加入到100份乙醇溶液中，搅拌混合均匀；(2)将15份正硅酸乙酯与60份乙醇配置成滴加液，边搅拌边滴加至步骤(1)中的混合液中，滴加反应时间为3.5小时；(3)反应完成后过滤烘干，即得。
41.本实施例第二方面提供一种上述涂料的制备方法，步骤包括以下几步：(1)称取聚多元醇类和功能助剂以及溶剂加入反应容器升温至55℃搅拌混合均匀，得混合物；(2)向混合物中加入酸酯，升温至80℃并氮气保护下搅拌反应，反应时间8小时，降温至室温，加入去离子水搅拌乳化，抽真空去除溶剂，即得。
42.本实施例中，聚醚多元醇为济南洪旺化工有限公司出售的评分分子量为5000级的工业级聚醚多元醇产品。
43.实施例2
44.本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：聚多元醇类为50份
45.对比例1
46.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：改性硫酸钡为10份。
47.对比例2
48.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：普通硫酸钡代替改性硫酸钡加入体系当中。
49.性能评价
50.储存稳定性：将所有实施例和对比例制得的涂料取样，40℃置入恒温箱，搅拌速率100rpm/min，放置7天后取出，观察是否有杂质颗粒析出以及乳白絮状物流出，若有则记为
不合格，每个实施例和对比例测试100个试样，0～10个不合格为a，10～20为b，20以上为c。
51.阻燃性测试：实施例和对比例制得的漆料敞口搅拌后存放3个月后,进行背板表面的刷涂，后喷灯火焰垂直角度接触漆料层(厚度为1mm)的表面，以火焰外部蓝色火焰(约600℃)接触被测试样品。火焰接触阻燃漆料层后开始记录背板的温度随时间变化的数据，记录10min后背板的温度，并观察是否有开裂熔融现象，每个实施例和对比例测试的试样为100个，0～5个不合格为a，5～15为b，多出15个为c。
52.表1
53.实施例储存稳定性阻燃性实施例1aa实施例2aa对比例1bb对比例2bb
54.通过实施例1～2、对比例1～2和表1可以得知，本发明提供的一种高阻燃稳定性的阻燃涂料，具有良好的阻燃性能的同时，还能够有效的防止高温的传导，进一步的有效保护基体材料，并且在使用的过程中具有良好的存放稳定性，具有广阔的发展前景。其中实施例1在具有最佳的制备原料配比和制备工艺等因素下获得了最佳性能指数。