一种阻燃塑料涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料制备技术领域，特别涉及一种阻燃塑料涂料及其制备方法。

背景技术：

阻燃涂料是应用于可燃基材表面，具有隔热隔质、推迟着火时间、延缓燃烧发展等阻燃性能的一类特种涂料，是目前涂料行业的研究热点。现有阻燃涂料主要为适用于金属材料表面、木材表面或建筑材料表面的阻燃涂料，塑胶材料相比于金属材料、木质材料或建筑材料，在涂料的选择方面具有一定的局限性，主要是塑料涂料对涂料附着力的要求较高，同时对阻燃性能也有一定的要求。

针对塑料材料，为了达到阻燃目的，可以在塑料本体中添加阻燃剂，也可以在其表面涂覆阻燃涂层，但相对于在本体中添加阻燃剂，在其表面涂覆阻燃涂层既不受塑料成型加工工艺的限制，也有效避免了对塑料机械性能的影响。

目前，传统的塑料涂料存在以下缺点：如涂料附着力不够、易出现起层脱落现象，使用寿命短、阻燃性能差。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阻燃塑料涂料及其制备方法，所制备的涂料附着力强、阻燃性能显著。

本发明的技术方案为：一种阻燃塑料涂料，包括以下重量份计的原料：环氧树脂-e44为5～20份、填料为1～10份、防火助剂为5～30份、乙二醇单丁醚为1～20份、改性助剂为3～20份、固化剂为1～10份；

所述填料由空心玻璃微珠、云母粉以及滑石粉按照2～5：2～5:1～3配比混合而成；

所述防火助剂由三氧化二锑和氯化石蜡按照1～3:2～5配比混合而成；

所述改性助剂为磷酸三丁酯；

所述固化剂为三乙烯四胺。

进一步地，一种阻燃塑料涂料，包括以下重量份计的原料：环氧树脂-e44为8～15份、填料为2～8份、防火助剂为5～20份、乙二醇单丁醚为1～15份、改性助剂为5～15份、固化剂为1～8份。

一种阻燃塑料涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述配比将环氧树脂-e44溶于乙二醇单丁醚，并在防爆分散机下搅拌3～5h,得到环氧树脂-e44溶液；

（2）在行星式球磨机中分别加入空心玻璃微珠、云母粉、滑石粉以及三氧化二锑，研磨15～20h；

（3）将步骤（2）研磨好的混合粉末加入到步骤（1）的环氧树脂-e44溶液，并在防爆分散机中搅拌5～8h，防爆分散机转速为1500～1800r/min；

（4）往步骤（3）中加入磷酸三丁酯搅拌3～5h后，再加入三乙烯四胺搅拌15～30min，即可制得阻燃塑料涂料。

本发明的有益效果：

（1）本发明制备的阻燃塑料涂料，制备方法简单、成本低；

（2）该阻燃塑料涂料具有优质高效、阻燃性能优异的特点，燃烧时放出三氯化锑气体，具有稀释火源周围氧气浓度的作用，且燃烧时形成疏松隔绝层，可以抑制基体材料与氧气的接触，从而达到阻燃效果，同时可以抑制温度的过快上升导致基体材料分解和降解。

（3）该涂层阻燃性能良好，其应用于pc、环氧树脂及abs板材上具有广阔的前景。

附图说明

图1为本发明阻燃塑料涂料燃烧前微观形貌图。

图2为本发明阻燃塑料涂料燃烧后微观形貌图。

图3为本发明阻燃塑料涂料与基材燃烧后微观形貌图。

图4为本发明阻燃塑料涂料的t份-dsc曲线图。

图5为本发明阻燃塑料涂料的附着力测试图。

附图标记：a-燃烧后阻燃塑料涂料；b-环氧树脂基材。

具体实施方式

实施例1

一种阻燃塑料涂料，包括以下重量份计的原料：环氧树脂-e44为10份、填料为5份、防火助剂为10份、乙二醇单丁醚为5份、改性助剂为10份、固化剂为2份；

其中，填料具体配比为，空心玻璃微珠为2份，云母粉为2份，滑石粉为1份；防火助剂具体配比为，三氧化二锑为2份，氯化石蜡为8份。

该阻燃塑料涂料其制备方法如下：

（1）按上述配比将环氧树脂-e44溶于乙二醇单丁醚，并在防爆分散机下搅拌3h,得到环氧树脂-e44溶液；

（2）在行星式球磨机中分别加入空心玻璃微珠、云母粉、滑石粉以及三氧化二锑，研磨16h；

（3）将步骤（2）研磨好的混合粉末加入到步骤（1）的环氧树脂-e44溶液，并在防爆分散机中搅拌5h，防爆分散机转速为1500r/min；

（4）往步骤（3）中加入磷酸三丁酯搅拌3h后，加入三乙烯四胺搅拌15min，即可制得阻燃塑料涂料。

实施例2

一种阻燃塑料涂料，包括以下重量份计的原料：环氧树脂-e44为13份、填料为6份、防火助剂为15份、乙二醇单丁醚为8份、改性助剂为12份、固化剂为3份；

其中，填料具体配比为，空心玻璃微珠为2.5份，云母粉为2.5份，滑石粉为1份；防火助剂具体配比为，三氧化二锑为5份，氯化石蜡为10份。

该阻燃塑料涂料其制备方法如下：

（1）按上述配比将环氧树脂-e44溶于乙二醇单丁醚，并在防爆分散机下搅拌4h,得到环氧树脂-e44溶液；

（2）在行星式球磨机中分别加入空心玻璃微珠、云母粉、滑石粉以及三氧化二锑，研磨18h；

（3）将步骤（2）研磨好的混合粉末加入到步骤（1）的环氧树脂-e44溶液，并在防爆分散机中搅拌6h，防爆分散机转速为1650r/min；

（4）往步骤（3）中加入磷酸三丁酯搅拌4h后，再加入三乙烯四胺搅拌20min，即可制得阻燃塑料涂料。

实施例3

一种阻燃塑料涂料，包括以下重量份计的原料：环氧树脂-e44为15份、填料为8份、防火助剂为18份、乙二醇单丁醚为10份、改性助剂为15份、固化剂为4份；

其中，填料具体配比为，空心玻璃微珠为3份，云母粉为3份，滑石粉为2份；防火助剂具体配比为，三氧化二锑为3份，氯化石蜡为15份。

该阻燃塑料涂料其制备方法如下：

（1）按上述配比将环氧树脂-e44溶于乙二醇单丁醚，并在防爆分散机下搅拌5h,得到环氧树脂-e44溶液；

（2）在行星式球磨机中分别加入空心玻璃微珠、云母粉、滑石粉以及三氧化二锑，研磨20h；

（3）将步骤（2）研磨好的混合粉末加入到步骤（1）的环氧树脂-e44溶液，并在防爆分散机中搅拌7h，防爆分散机转速为1700r/min；

（4）往步骤（3）中加入磷酸三丁酯搅拌5h后，再加入三乙烯四胺搅拌25min，即可制得阻燃塑料涂料。

针对实施例1制备的阻燃塑料涂料进行结构表征和性能测试，结果见表1和图1～图5所示。

图1为本发明阻燃塑料涂料燃烧前微观形貌图；从图1可以看出，燃烧前阻燃塑料涂料表面平整致密，能隔绝空气与基材接触，从而更好地保护和装饰基材。

图2为本发明阻燃塑料涂料燃烧后微观形貌图；从图2可以看出，燃烧后阻燃塑料涂料的残余物呈蜂窝状，疏松多孔，具有隔热效果，从而起阻燃作用；

图3为本发明阻燃塑料涂料与基体燃烧后微观形貌图；从图3可以看出，燃烧后阻燃塑料涂料a与环氧树脂基材b的结合良好，没有出现起层脱落现象。

图4为本发明阻燃塑料涂料的t份-dsc曲线图；从曲线中可以看出，阻燃塑料涂料在250℃和300℃均有分解，主要是因为本发明涂料是一个复杂的混合体系，残余物剩余30%。塑料燃烧分为三个阶段，首先是常温至200℃阶段,这个阶段损失量在10%左右，主要是样品中所含的水分和溶剂受热挥发造成的；其次是200～400℃阶段，这个阶段损失量最大，损失量在50%左右，这个阶段主要是环氧树脂、氯化石蜡以及三氧化二锑受热分解造成的，有机物环氧树脂燃烧后只剩下炭类残余物，氯化石蜡和三氧化二锑在高温下受热分解成三氯化锑气体放出；最后是400～700℃阶段，这个阶段损失量比较少，为10%，主要是碳层形成阶段。

图5为本发明阻燃塑料涂料的附着力测试图，表1为不同塑料表面阻燃涂料的性能测试。采用划格法对阻燃塑料涂料进行试验，参照国标份b/t9286-1998，可知阻燃塑料涂料附着力等级为0级;采用铅笔硬度计对涂料的硬度进行试验，参照国标份b/t6739-1996，可知阻燃涂料硬度为3b；采用指触法和刀片法对涂料表干时间和实干时间进行试验，参照国标份b/t1728-1979,可知阻燃涂料的表干时间为4h，实干时间为8h。

表1不同塑料表面阻燃涂料的性能测试

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或简单替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。