一种阻燃性水性涂料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种阻燃性水性涂料的制备方法，加入水、乳化剂、甲基丙烯酸，升温至45℃，搅拌35min，加入A单体，乳化35~45min，升温到75℃开始通回流水，升温到80℃反应2h，滴加引发剂，滴加时间2~4h，反应2~5h，再加入含铝化合物和乙二胺四乙酸，70℃搅拌反应1~4h，得核层乳液，向所得核层乳液中同时滴加B单体和引发剂，滴加时间2~3h，65~85℃搅拌反应2h，再加入交联剂，75~85℃反应时间1~2h，降温到40℃，加入O,O-二丁基二硫代磷酸锌和乳化剂，反应时间40min，加入协效剂,75~85℃搅拌反应1~3h，加氨水调pH值至7~8，得所述的阻燃性水性涂料，该制备方法既可大幅度提高丙烯酸酯类树脂的阻燃性能，又可改善传统丙烯酸酯类树脂膜黄变的缺点。
【专利说明】一种阻燃性水性涂料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种涂料的制备方法，特别涉及一种阻燃性水性涂料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减 少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水性丙烯酸酯类树 脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。
[0003] 丙烯酸酯类树脂涂料最大的市场为轿车漆，此外在轻工、家用电器、金属家庭用 具、铝制品、卷材工业、仪器仪表、修建、纺织品、份子化合物塑料制品、木制品、造纸等工业 均有广泛应用。丙烯酸酯类树脂涂料向水性化、多功能化和高机能的方向发展。
[0004] 但丙烯酸酯类树脂易燃且抗磨耗性能差，因此需要对其进行改性，保护生命财产 的安全。
[0005] 卤系阻燃剂具有优异的阻燃性能，且在某些领域无法被其他有机阻燃剂代替，但 它受热分解会释放有毒气体，对环境危害较大，故应用受到严格限制，而无机阻燃剂稳定性 好，低毒或无毒，价格低廉，对环境友好，次磷酸铝是性能优异且对环境友好的一种无 卤无毒阻燃剂，它磷含量高，热稳定性和水解稳定性好，加工时不引起聚合物的 分解可以代替卤系阻燃剂对丙烯酸酯类树脂材料进行阻燃改性，也可以与其他阻燃剂协同 使用，优势互补，有效提高材料的阻燃性能，亦是一种高效的协效阻燃剂。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在提供一种阻燃性涂料的制备方法，通过用乙硼烯与丙烯酸酯类单体进 行自由基聚合使主链上有阻燃元素，同时含铝化合物和乙二胺四乙酸作用下使所得丙烯酸 酯类树脂燃烧时会产生致密的炭层，达到释放的烟雾的最佳效果，并用协效剂对残余的引 发剂进行改性，改善传统过硫酸盐作引发剂所得材料容易黄变的缺点。
[0007] 本发明采用以下技术方案： 一种阻燃性水性涂料的制备方法，其特征在于： (1) 向反应容器中加入以下重量配比的原料：水3(Γ75份、乳化剂0. 7?1. 8份、甲基丙 烯酸0. 4?3. 2份，升温至45°C，搅拌35min，加入Α单体，乳化35?45min，升温到75°C开始 通回流水，升温到80°C反应2h，滴加引发剂0. 3~0. 7重量份，滴加时间2~4h，滴加完后反应 2飞h，再加入含铝化合物广4重量份和乙二胺四乙酸0. 5?2. 2重量份，70°C搅拌反应广4h， 得核层乳液； 所述A单体是由：丙烯酸丁酯：Γ7重量份、甲基丙烯酸甲酯2飞重量份、丙烯酸乙酯 2. (Γ3. 5重量份、乙硼烯2?7重量份混合而成； (2) 向步骤（1)所得核层乳液中同时滴加 B单体和0. 3~0. 9重量份的引发剂，滴加时间 2?3h，滴加完65?85°C搅拌反应2h，再加入交联剂0. 4?2. 0重量份，75?85°C反应时间1?2h， 降温到40°C，加入0, 0-二丁基二硫代磷酸锌1~3重量份和乳化剂0. 5重量份，反应时间 40min，加入协效剂0· 4?0· 6重量份，75?85°C搅拌反应1?3h，加氨水调pH值至疒8,得所述 的阻燃性水性涂料； 所述B单体是由：丙烯酸丁酯：Γ5重量份、甲基丙烯酸甲酯3. 5~5. 5重量份、丙烯酸乙 酯3. 5飞.5重量份、苯乙烯(Γ1. 5重量份、乙硼炔2~4重量份混合组成。
[0008] 乳化剂为十二烷基苯磺酸钠与盐酸纳洛酮按重量比2:1混合的混合物；引发剂为 过一硫酸氢钾复合盐、过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种；含铝化合物为次磷酸铝、二苯基 次膦酸铝、二丙基次磷酸铝和二乙基次磷酸铝中的任意一种； 交联剂为盐酸异丙肾上腺素、去甲肾上腺素、2_(3, 4-二羟基苯基）乙胺、3-甲 氧基-4-羟基扁桃酸、金霉素、吡哆醇盐酸盐中的任意一种；协效剂为氟哌啶醇、2-甲 基-2-丙基-1，3-丙二醇二氨基甲酸酯、麦角固醇、双嘧达莫中的任意一种。
[0009] 本发明的有益效果在于： (1) 所制备的阻燃性水性涂料，可明显改善传统丙烯酸酯类树脂用过硫酸盐所得膜容 易黄变的缺点； (2) 选择0, 0-二丁基二硫代磷酸锌提高丙烯酸酯类树脂膜的抗磨耗性； (3) 选择在核层乙硼烯和含铝化合物和壳层乙硼炔共同作用下提高丙烯酸酯类树脂的 阻燃性。
【具体实施方式】
[0010] 为了更好地理解和实施本发明，下面结合具体实施例进一步说明本发明。
[0011] 实例 1 (1) 向250ml的三口烧瓶中加入水30g、十二烷基苯磺酸钠0. 47g、盐酸纳洛酮0. 23g、甲 基丙烯酸〇. 4g，升温至45?，搅拌35min，加入A单体，乳化35min，升温到75?开始通回流 水，升温到80°C反应2h，滴加用7g水溶解的过一硫酸氢钾复合盐溶液7. 3g，滴加时间2h， 滴加完反应2h，再加入次磷酸铝lg和乙二胺四乙酸0. 5g，70°C搅拌反应lh，得核层乳液； 所述A单体是由：丙烯酸丁酯3g、甲基丙烯酸甲酯2g、丙烯酸乙酯2. 0g、乙硼烯2g混 合而成； (2) 向步骤（1)所得核层乳液中同时滴加 B单体和用7g水溶解的过一硫酸氢钾复合盐 溶液7. 3g，滴加时间2h，滴加完65°C搅拌反应2h，再加入盐酸异丙肾上腺素 0. 4g，75°C反应 时间lh，降温到40°C，加入0, 0-二丁基二硫代磷酸锌lg、十二烷基苯磺酸钠 0. 33、盐酸纳 洛酮〇· 17g，反应时间40min，加入氟哌啶醇0· 4g，75°C搅拌反应lh，加氨水调pH值至疒8， 得所述的阻燃性水性涂料； 所述B单体是由：丙烯酸丁酯3g、甲基丙烯酸甲酯3. 5g、丙烯酸乙酯3. 5g、、乙硼炔2g 混合组成。
[0012] 实例 2 (1)向250ml的三口烧瓶中加入水75g、十二烷基苯磺酸钠 1.2g、盐酸纳洛酮0. 6g、甲 基丙烯酸3. 2g，升温至45?，搅拌35min，加入A单体，乳化45min，升温到75?开始通回流 水，升温到80°C反应2h，滴加用7g水溶解的过硫酸铵溶液7. 7g，滴加时间4h，反应5h，再加 入二苯基次膦酸铝4g和乙二胺四乙酸2. 2g，70°C搅拌反应4h，得核层乳液； 所述A单体是由：丙烯酸丁酯7g、甲基丙烯酸甲酯6g、丙烯酸乙酯3. 5g、乙硼烯7g混 合而成； (2)向步骤（1)所得核层乳液中同时滴加 B单体和用7g水溶解的过硫酸铵溶液7. 9g， 滴加时间3h，85°C搅拌反应2h，再加入去甲肾上腺素 2. 0g，85°C反应时间2h，降温到40°C， 加入0, 0-二丁基二硫代磷酸锌3g、十二烷基苯磺酸钠 0. 34g、盐酸纳洛酮0. 17g，反应时间 40min，加入2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇二氨基甲酸酯0. 6g，85°C搅拌反应3h，加氨水 调pH值至疒8,得所述的阻燃性水性涂料； 所述B单体是由：丙烯酸丁酯5g、甲基丙烯酸甲酯5. 5g、丙烯酸乙酯6. 5g、苯乙烯 1. 5g、乙硼炔4g混合组成。
[0013] 实例 3 (1) )向250ml的三口烧瓶中加入水53g、十二烷基苯磺酸钠 0. 87g、盐酸纳洛酮0. 43g、 甲基丙烯酸1. 8g，升温至45?，搅拌35min，加入A单体，乳化40min，升温到75?开始通回 流水，升温到80°C反应2h，滴加用6g水溶解的过硫酸钠溶液6. 5g，滴加时间3h，滴加完反 应3. 5h，再加入二丙基次磷酸铝2. 5g和乙二胺四乙酸1. 35g，70°C搅拌反应2. 5h，得核层乳 液； 所述A单体是由：丙烯酸丁酯5g、甲基丙烯酸甲酯4g、丙烯酸乙酯2. 8g、乙硼烯4. 5g混 合而成； (2) 向步骤（1)所得核层乳液中同时滴加 B单体和用6g水溶解的过硫酸钠溶液6. 6g， 滴加时间2.511，751：搅拌反应211，再加入2-(3,4-二羟基苯基）乙胺1.28,801：反应时间 1. 5h，降温到40°C，加入0, 0-二丁基二硫代磷酸锌2g、十二烷基苯磺酸钠0. 34g、盐酸纳洛 酮0. 17g，反应时间40min，加入麦角固醇0. 5g，80°C搅拌反应2h，加氨水调pH值至疒8,得 所述的阻燃性水性涂料； 所述B单体是由：丙烯酸丁酯4g、甲基丙烯酸甲酯4. 5g、丙烯酸乙酯5g、苯乙烯0. 75g、 乙硼炔3g混合组成。
[0014] 实例 4 (1) 向250ml的三口烧瓶中加入水30g、十二烷基苯磺酸钠 0. 47g、盐酸纳洛酮0. 23g、 甲基丙烯酸〇. 4g，升温至45?，搅拌35min，加入A单体，乳化35min，升温到75?开始通回 流水，升温到80°C反应2h，滴加用7g水溶解的过硫酸铵溶液7. 3g，滴加时间2h，滴加完反 应2h，再加入二乙基次磷酸铝lg、乙二胺四乙酸0. 5g和反式-1，2-环己二胺四乙酸0. 32g， 70°C搅拌反应lh，得核层乳液； 所述A单体是由：丙烯酸丁酯3g、甲基丙烯酸甲酯2g、丙烯酸乙酯2. 0g、乙硼烯2g混 合而成； (2) 向步骤（1)所得核层乳液中同时滴加 B单体和用7g水溶解的过硫酸铵溶液7. 3g， 滴加时间2h，65°C搅拌反应2h，再加入盐酸异丙肾上腺素0. 4g和环丙基溴化镁0. 2g，75°C 反应时间lh，降温到40°C，加入0, 0-二丁基二硫代磷酸锌lg、十二烷基苯磺酸钠0. 33与盐 酸纳洛酮〇. 17g，反应时间40min，加入双嘧达莫0. 4g和肉桂醇0. 2g，75°C搅拌反应lh，力口 氨水调pH值至疒8,得所述的阻燃性水性涂料； 所述B单体是由：丙烯酸丁酯3g、甲基丙烯酸甲酯3. 5g、丙烯酸乙酯3. 5g、、乙硼炔2g 混合组成。
[0015] 实例 5
【权利要求】
1. 一种阻燃性水性涂料的制备方法，其特征在于： (1) 向反应容器中加入以下重量配比的原料：水3(Γ75份、乳化剂0.7~1.8份、甲基丙烯 酸0. 4?3. 2份，升温至45°C，搅拌35min，加入Α单体，乳化35?45min，升温到75°C开始通回 流水，升温到80°C保温2h，滴加引发剂0. 3?0. 7重量份，滴加时间2?4h，反应2?5h，再加入 含铝化合物广4重量份和乙二胺四乙酸0. 5~2. 2重量份，70°C搅拌反应广4h，得核层乳液； 所述A单体是由：丙烯酸丁酯：Γ7重量份、甲基丙烯酸甲酯2飞重量份、丙烯酸乙酯
2. (Γ3. 5重量份、乙硼烯2?7重量份混合而成； (2) 向步骤（1)所得核层乳液中同时滴加 B单体和0. 3~0. 9重量份的引发剂，滴加时间 2?3h，滴加完65?85°C搅拌反应2h，再加入交联剂0. 4?2. 0重量份，75?85°C反应时间1?2h， 降温到40°C，加入0, 0-二丁基二硫代磷酸锌1~3重量份和乳化剂0. 5重量份，反应时间 40min，加入协效剂0· 4?0· 6重量份，75?85°C搅拌反应1?3h，加氨水调pH值至疒8,得所述 的阻燃性水性涂料的制备方法； 所述B单体是由：丙烯酸丁酯：Γ5重量份、甲基丙烯酸甲酯3. 5~5. 5重量份、丙烯酸乙 酯3. 5飞.5重量份、苯乙烯(Γ1. 5重量份、乙硼炔2~4重量份混合组成。
2. 如权利要求1所述的一种阻燃性水性涂料的制备方法，其特征在于，乳化剂为十二 烷基苯磺酸钠与盐酸纳洛酮按重量比2:1混合的混合物。
3. 如权利要求1所述的一种阻燃性水性涂料的制备方法，其特征在于，引发剂为过一 硫酸氢钾复合盐、过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种。
4. 如权利要求1所述的一种阻燃性水性涂料的制备方法，其特征在于，含铝化合物为 次磷酸铝、二苯基次膦酸铝、二丙基次磷酸铝和二乙基次磷酸铝中的任意一种。
5. 如权利要求1所述的一种阻燃性水性涂料的制备方法，其特征在于，交联剂为盐酸 异丙肾上腺素、去甲肾上腺素、2_(3, 4-二羟基苯基）乙胺、3-甲氧基-4-羟基扁桃酸、金霉 素、吡哆醇盐酸盐中的任意一种。
6. 如权利要求1所述的一种阻燃性水性涂料的制备方法，其特征在于，协效剂为氟哌 啶醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇二氨基甲酸酯、麦角固醇、双嘧达莫中的任意一种。
【文档编号】C09D5/18GK104087105SQ201410358959
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月27日 优先权日:2014年7月27日
【发明者】段宝荣, 罗声, 王亚茜, 宋丽, 夏雪影 申请人:段宝荣