專利名稱：一種節(jié)能保溫阻燃防水防腐功能涂料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化工領域，具體涉及一種保溫阻燃防水耐腐蝕功能涂料及其制備方法。
背景技術：
節(jié)能減排已成為我國的基本國策，建筑節(jié)能是其中的一項重要組成部分。在建筑圍護結構節(jié)能的設計中，隨著外墻外保溫系統(tǒng)的廣泛應用，對飾面材料也提出了更嚴格的要求，以往常用的瓷磚、石材等重質材料被棄用，而與外保溫系統(tǒng)相容性和匹配性好、防水性和透氣性優(yōu)、耐沾污性和耐久性佳的功能性飾面涂料受到青睞。但現(xiàn)有的功能性飾面涂料均未涉及阻燃、耐化學介質等有關飾面涂料的關鍵性能。因此，如何提高功能性飾面涂料保溫性能的同時提高阻燃性能、防水、耐化學介質、降低污染等綜合性能是保溫性涂料發(fā)展的關鍵問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有保溫涂料耐化學介質差、污染環(huán)境、功能單一等問題，提供一種具有低煙、低毒、難燃、防水、耐化學介質等優(yōu)點于一體的節(jié)能新型保溫阻燃防水耐腐蝕功能涂料。本發(fā)明的另一目的是提供該節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料的制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的—種節(jié)能新型保溫阻燃防水耐腐蝕功能涂料，該涂料由以下組分制備得到100份水性聚氨酯分散體，5-30份阻燃劑，1-10份阻燃消煙劑，40-100份空心玻璃微珠，0. 1-2份潤濕分散劑，0. 1-2份防沉劑，1-5份增稠劑，10-50份水，0. 1-1份流平劑和0. 1-2份消泡劑。該涂料優(yōu)選由以下組分制備得到100份水性聚氨酯分散體，15-25份阻燃劑，5-8份阻燃消煙劑，60-90份空心玻璃微珠，1-2份潤濕分散劑，0. 5-1. 5份防沉劑，2-4份增稠劑，20-50份水，0. 4-1份流平劑和0. 5-1份消泡劑。所述的水性聚氨酯分散體的主要性能指標為固含量為20-40%，粘度為ll_20s/(涂-4杯，25°C)。阻燃劑優(yōu)選為十溴二苯乙烷與三氧化二銻的混合物，質量比為1:5-5: I。所述的阻燃消煙劑優(yōu)選為氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅中一種。優(yōu)選空心玻璃微珠的導熱系數(shù)為0. 03-0. 08ff/m K，粒徑1000-5000目。所述的潤濕分散劑、防沉劑、增稠劑、流平劑和消泡劑均為市售產(chǎn)品。潤濕分散劑優(yōu)選德國畢克化學公司生產(chǎn)的潤濕分散劑BYK-AT204，防沉劑優(yōu)選德國畢克化學公司生產(chǎn)的防沉劑BYK-410，增稠劑優(yōu)選廣州科鳴化工科技有限公司生產(chǎn)的增稠劑K-800，流平劑優(yōu)選德國畢克化學公司生產(chǎn)的流平劑BYK-307，消泡劑優(yōu)選廣州宣寧化工科技有限公司生產(chǎn)的消泡劑CA-2011。上述水性聚氨酯分散體可以通過以下方法制備得到將聚醚多元醇在100-110°c下抽真空脫水0. 5-2小時，降溫至50°C以下，加入按官能團摩爾比-NC0/-0H=2-5的脂肪族、或脂環(huán)族二異氰酸酯，在70-80°C下反應1-2小時，然后加入二羥甲基丙酸、低分子多元醇擴鏈劑，以上原料按官能團摩爾比-NC0/-0H=1. 1-1. 5在催化劑存在下進行反應，反應溫度70-80°C，反應時間2-4小時，在反應過程中通過加入丙酮控制反應物粘度在4000mPa. s以下，制得了端基以異氰酸酯基團為主、羧基含量為0. 7-2. 0%的聚氨酯預聚體；將上述制得的聚氨酯預聚體降溫至30-50°C，加入三乙胺使預聚體中和成鹽得到預聚物，中和度優(yōu)選80-110%;預聚物出料，在攪拌下加入去離子水進行分散，升溫蒸出70-90%的丙酮，即制得水性聚氨酯分散體。 所述聚醚多元醇分子量在400-5000之間，優(yōu)選1500-2500 ;所述的脂肪族或脂環(huán)族二異氰酸酯為1，6_己二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯中一種或幾種的混合。所述的低分子多元醇擴鏈劑為三羥甲基丙烷、甘油、乙二醇、1，4-丁二醇、1,6-己二醇、2，3-丁二醇、二甘醇中一種或幾種的混合；所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中一種。本發(fā)明所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐蝕功能涂料的制備方法包括以下步驟(I)將潤濕分散劑、防沉劑、流平劑、消泡劑加入水中攪拌10-30分鐘，優(yōu)選攪拌速度為600-1200轉/分；(2)加入阻燃劑、阻燃消煙劑攪拌30-60分鐘；優(yōu)選攪拌速度為1000-2000轉/分；(3)加入水性聚氨酯分散體，攪拌10-30分鐘；優(yōu)選攪拌速度為600-1200轉/分；(4)保持轉速不變，加入空心玻璃微珠、增稠劑攪拌均勻即可。與現(xiàn)有技術比較本發(fā)明的有益效果I、與目前市場上廣泛使用的溶劑型聚氨酯涂料相比，本發(fā)明配方采用一定量的水性聚氨酯分散體使得水性聚氨酯涂料使用時具有不易黃變、安全可靠、性能優(yōu)良、與顏料染料的相容性好、不易損傷被涂飾表面、易于改性、無毒、使用安全、不污染環(huán)境等優(yōu)點。2、采用反應性阻燃劑與阻燃消煙劑相結合，使之起到阻燃協(xié)同作用，使得本發(fā)明涂料具有低煙、低毒、難燃等特點。3、本發(fā)明聚氨酯涂料配方中通過加入一定量的空心玻璃微珠增加了涂料的隔熱作用，降低密度，同時結合阻燃劑和阻燃消煙劑，使水性聚氨酯涂料具有保溫、阻燃、防水、防腐等多功能于一體，適合內外墻涂裝、木器家具涂裝、裝修涂裝、化學防腐涂裝等領域。
具體實施例方式下面就本發(fā)明舉例說明，但不是對本發(fā)明的限制。其中例1-4為水性聚氨酯分散體的制備，例5-8為功能涂料的制備。實施例I在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器的反應器中，加入聚醚多元醇(分子量為2300)40g, 110°C下抽真空脫水I小時，降溫至50°C以下加入異氟爾酮二異氰酸酯18g，升溫至80°C，反應2小時，加入二羥甲基丙酸3g，I, 4- 丁二醇I. 2g，三羥甲基丙烷0. 3g，辛酸亞錫
0.12g，在攪拌下繼續(xù)反應2小時，在反應過程中通過加入丙酮控制反應物粘度在4000mPa.s以下，得到預聚體，然后降溫至40°C左右，加入2g三乙胺使預聚體中和成鹽得到預聚物；預聚物出料至分散器中，在高速剪切下加入去離子水117g，蒸出90%體積的丙酮得到水性聚氨酯分散體。其性能如下固含量33.2% ;PH值6. 7 ;粘度(涂-4杯/25°C) :15秒。實施例2在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器的反應器中，加入聚醚多元醇(分子量為2100)40g, 105°C下抽真空脫水I小時，降溫至50°C以下加入異氟爾酮二異氰酸酯12. 5g，1，6_己二異氰酸酯6. 2g，升溫至80°C，反應I小時，加入二羥甲基丙酸2. 3g，I, 4- 丁二醇2. 3g，甘油0. 3g，二月桂酸二丁基錫0. 13g，在攪拌下繼續(xù)反應3小時，在反應過程中通過加入丙酮控制反應物粘度在4000mPa. s以下，得到預聚體，然后降溫至35°C左右，加入I. 5g三乙胺使 蒸出90%體積的丙酮得到水性聚氨酯分散體。其性能如下固含量32. 3% ;PH值7. I ;粘度(涂-4 杯/25°C) :17 秒。實施例3在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器的反應器中，加入聚醚多元醇(分子量為1800)40g，105°C下抽真空脫水I小時，降溫至50°C以下加入二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯18g，升溫至75°C，反應I小時，加入二羥甲基丙酸3. 5g，1,4-丁二醇1.78，辛酸亞錫0. 2g，在攪拌下繼續(xù)反應3小時，得到預聚體，在反應過程中通過加入丙酮控制反應物粘度在4000mPa. s以下，然后降溫至35°C左右，加入3. 2g三乙胺使預聚體中和成鹽；出料至分散器中，在高速剪切下加入去離子水101g，蒸出90%體積的丙酮得到水性聚氨酯分散體。其性能如下固含量37.3% ;PH 值7.2 ;粘度(涂-4 杯/25°C) :18 秒。實施例4在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器的反應器中，加入聚醚多元醇(分子量為2200)40g, 105°C下抽真空脫水I小時，降溫至50°C以下加入甲基環(huán)己基二異氰酸酯20g，升溫至75°C，反應I小時，加入二羥甲基丙酸3. 2g，l，4-丁二醇1.2g，三羥甲基丙烷0. 3g，二月桂酸二丁基錫0. 12g，在攪拌下繼續(xù)反應4小時，得到預聚體，在反應過程中通過加入丙酮控制反應物粘度在4000mPa. s以下，然后降溫至35°C左右，加入2. 3g三乙胺使預聚體中和成鹽；出料至分散器中，在高速剪切下加入去離子水213g，蒸出80%體積的丙酮得到水性聚氨酯分散體。其性能如下固含量22. I % ;PH值6. 5;粘度(涂-4杯/25°C):14秒。實施例5功能涂料的配方100g實施例I所制備的水性聚氨酯分散體，IOg十溴二苯乙烷，IOg三氧化二銻，5g硼酸鋅，70g空心玻璃微珠(導熱系數(shù)為0. 03-0. 08ff/m K，粒徑1000-5000目)，Ig潤濕分散劑(德國畢克化學公司，BYK-AT204)，Ig防沉劑(德國畢克化學公司，BYK-410)，2g增稠劑(廣州科鳴化工科技有限公司，K-800)，30g水，0. 5g流平劑(德國畢克化學公司，BYK-307)和Ig消泡劑(廣州宣寧化工科技有限公司，CA-2011)。其具體制備步驟如下(I)將潤濕分散劑、防沉劑、流平劑、消泡劑加入水中，攪拌速度600-1200轉/分，攪拌10-30分鐘；(2)加入阻燃劑、阻燃消煙劑，攪拌速度1000-2000轉/分，攪拌30_60分鐘；(3)降低攪拌速度至600-1200轉/分，加入水性聚氨酯分散體，攪拌10-30分鐘；(4)保持轉速不變，加入空心玻璃微珠、增稠劑，最后調節(jié)涂料顏色。所得到的功能涂料涂層的物理性能如下表所示
權利要求
1.一種節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于該涂料由以下組分制備得到100份水性聚氨酯分散體，5-30份阻燃劑，1-10份阻燃消煙劑，40-100份空心玻璃微珠，0. 1-2份潤濕分散劑，0. 1-2份防沉劑，1-5份增稠劑，10-50份水，0. 1-1份流平劑和0. 1-2份消泡劑。
2.根據(jù)權利要求I所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于該涂料由以下組分制備得到100份水性聚氨酯分散體，15-25份阻燃劑，5-8份阻燃消煙劑，60-90份空心玻璃微珠，1-2份潤濕分散劑，0. 5-1. 5份防沉劑，2-4份增稠劑，20-50份水，0. 4_1份流平劑和0. 5-1份消泡劑。
3.根據(jù)權利要求I所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于所述的水性聚氨酯分散體的主要性能指標為固含量為20-40%，粘度為11-20S。
4.根據(jù)權利要求I所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于所述的阻燃劑為十溴二苯乙烷與三氧化二銻的混合物，質量比為1:5-5: I。
5.根據(jù)權利要求I所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于所述的阻燃消煙劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅中一種。
6.根據(jù)權利要求I所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于所述的空心玻璃微珠的導熱系數(shù)為0. 03-0. 08ff/m K，粒徑1000-5000目。
7.根據(jù)權利要求I所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于所述的水性聚氨酯分散體是通過以下方法制備得到的將聚醚多元醇在100-110°c下抽真空脫水0. 5-2小時，降溫至50°C以下，加入按官能團摩爾比-NCO/-OH=2-5的脂肪族或脂環(huán)族二異氰酸酯，在70-80°C下反應1-2小時，然后加入二羥甲基丙酸、低分子多元醇擴鏈劑，以上原料按官能團摩爾比-NCO/-OH=l. 1-1. 5在催化劑存在下進行反應，反應溫度70-80°C，反應時間2-4小時，在反應過程中通過加入丙酮控制反應物粘度在4000mPa. s以下，制得聚氨酯預聚體；將上述制得的聚氨酯預聚體降溫至30-50°C，加入三乙胺使預聚體中和成鹽得到預聚物；預聚物出料，在攪拌下加入去離子水進行分散，升溫蒸出70-90%的丙酮，即制得水性聚氨酯分散體。
8.根據(jù)權利要求7所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于所述聚醚多元醇分子量在400-5000之間，優(yōu)選1500-2500 ;所述的脂肪族或脂環(huán)族二異氰酸酯為1，6-己二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯中一種或幾種的混合。
9.根據(jù)權利要求7所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料，其特征在于所述的低分子多元醇擴鏈劑為三羥甲基丙烷、甘油、乙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、2，3- 丁二醇、二甘醇中一種或幾種的混合；所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中一種。
10.一種權利要求I所述的節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟 (1)將潤濕分散劑、防沉劑、流平劑、消泡劑加入水中攪拌10-30分鐘； (2)加入阻燃劑、阻燃消煙劑攪拌30-60分鐘； (3)加入水性聚氨酯分散體攪拌10-30分鐘； (4)保持轉速不變，加入空心玻璃微珠、增稠劑攪拌均勻即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能保溫阻燃防水耐腐功能涂料及其制備方法，該功能涂料以水性聚氨酯分散體、阻燃劑、阻燃消煙劑、空心玻璃微珠、潤濕分散劑、防沉劑、增稠劑、水、流平劑和消泡劑為原料制備而成；該功能涂料具有保溫、阻燃、防水和耐腐蝕等功能，使用時不易黃變、安全可靠、性能優(yōu)良、與顏料染料的相容性好、不易損傷被涂飾表面、易于改性、無毒、使用安全、不污染環(huán)境，適合內外墻涂裝、管道涂裝、木器家具涂裝、裝修涂裝、化學防腐涂裝等領域。
文檔編號C08G18/66GK102746784SQ20121026608
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權日2012年7月30日
發(fā)明者杜峰, 項尚林 申請人:江蘇瑞豐科技實業(yè)有限公司