本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种用于竹木制品的防火阻燃水性涂料及其制备方法。
背景技术：
当前在各种场合、场所、家庭所广泛使用的竹木制品建材均都存在严重的消防安全隐患，由各种原因所引发的火灾事故，对人类的生命与财产造成巨大的损失。竹木制品建材防火阻燃(单组份)水性生态涂料，涂覆在物体的表面，成膜物质与一部分阻燃的分子形成耐高温的防火阻燃保护膜，一部分防火阻燃的分子渗入物体纤维中，促使物体纤维形成致密的防火阻燃效果；当被涂物体在受火燃烧时，耐温涂层与物体纤维中的防火阻燃分子，迅速散发热量，受火部位能迅速形成致密状无碳火的碳化层，阻止火焰的漫延，起到良好的防火阻燃作用。
现有的防火阻燃涂料，其均以含有国际环保标准所禁止的各类多种高危有害物质的溶剂型专利，虽都有良好的防火阻燃效果，但其涂层厚、易龟裂、涂层时效短、产品储存不稳定、施工难度大，因其溶剂型的性质，对环境及人类的健康造成极大的损害；溶剂中的各种高危有害物质如：镉(cd)、铅(pb)、汞(hg)、六价铬(cr6+)、多溴联苯/多溴二苯醚、邻苯二甲酸二(2-乙基)乙基酯(dehp)、邻苯二甲酸二正丁酯(dbp)、邻苯二甲酸丁苄酯(bbp)、邻苯二甲酸二异丁酯(dibp)、游离甲醛)等是引发人类致病、抵抗力降低、免疫系统损坏、基因变异、孕妇流产、胎儿畸形、小孩白血病、成人与老年人的癌症及雾霾的主要原因之一；根据当前国家的环保要求，溶剂型的涂料产品是在被强制淘汰之列。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于竹木制品的防火阻燃水性涂料，该水性涂料健康、安全，防火阻燃、装饰性能好，符合环境保护要求和人类健康要求，有效保障人身与财产安全。
本发明的第二个目的是为了提供一种用于竹木制品的防火阻燃水性涂料的制备方法，该方法通过两次研磨、过滤网，得到纳米级粒径的水性涂料，使得水性涂料能够很好地渗入被涂物体的纤维中，促使被涂物体的纤维形成致密的防火阻燃膜，提高被涂物体的耐温性能。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种用于竹木制品的防火阻燃水性涂料，其是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：水性丙烯酸树脂乳液30-60％，水性溶剂1-10％，去离子水1-15％，阻燃剂5-30％，填料5-20％，纳米石墨烯0-2％，防腐剂0.5-3％，防白蚁助剂1-3％，颜料0-5％，流平剂0.1-2％，润湿剂0.1-2％，消泡剂0.1-2％，分散剂0.5-2％，防沉剂0.5-3％，增稠剂0.5-1％；上述组分质量百分含量之和为100％。
进一步地，水性涂料是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：水性丙烯酸树脂乳液40-50％，水性溶剂3-8％，去离子水8-12％，阻燃剂10-20％，填料7-10％，纳米石墨烯0.5-1.5％，防腐剂1-2.6％，防白蚁助剂1.3-2.4％，颜料1-4％，流平剂0.1-2％，润湿剂0.5-1.6％，消泡剂0.2-1.2％，分散剂0.8-1.3％，防沉剂0.8-2％，增稠剂0.7-0.9％；上述组分质量百分含量之和为100％。
进一步地，水性涂料是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：水性丙烯酸树脂乳液45％，水性溶剂5％，去离子水10.7％，阻燃剂18％，填料8％，纳米石墨烯1％，防腐剂2％，防白蚁助剂2％，颜料3％，流平剂1％，润湿剂1％，消泡剂0.5％，分散剂1％，防沉剂1％，增稠剂0.8％；上述组分质量百分含量之和为100％。
进一步地，所述水性溶剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和乙醇中的一种或任意组合。
进一步地，所述填料为纳米硫酸钙、纳米硫酸钡、透明滑石粉和透明玻璃粉中的一种或任意组合。
进一步地，所述颜料为红色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、黑色颜料或白色颜料。
进一步地，所述黑色颜料为炭黑，所述白色颜料为钛白粉。
实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种用于竹木制品的防火阻燃水性涂料的制备方法，包括，
混合步骤：按配比将各组分加入分散机中，启动分散机将各组分混合搅拌均匀，得到混合物料；
一次研磨步骤：将混合物料放入微米级研磨机中分散研磨，研磨1-3次，得到一级涂料；
二次研磨步骤：将一级涂料放入纳米级研磨机中精细研磨，研磨1-3次，得到二级涂料，然后用纱网过滤后，包装，得到防火阻燃水性涂料。
进一步地，所述一次研磨中，分散研磨的温度为25-35℃；一级涂料的粒径为18-23μm。
进一步地，所述二次研磨中，精细研磨的温度为25-35℃；二级涂料的粒径为180-220nm；纱网的孔径为150-250目。
本发明的有益效果在于：
1、本发明用于竹木制品的防火阻燃水性涂料，该水性涂料健康、安全，防火阻燃、装饰性能好，具有无毒无害、不燃不爆、无苯、无甲醛、零排放，符合人类健康要求的高度环保、安全、节能的特性，符合环境保护要求和人类健康要求，有效保障人身与财产安全；
2、本发明的水性涂料施工使用简易，以水为稀释剂，无须专用设备、工具及专业人员便能完成施工，便于家庭自主diy涂覆；
3、本发明的水性涂料还具备防白蚁的功能，使用本水性涂料后，被涂物体原纹路、色泽基本保持不变，涂层在打磨后也不影响防火阻燃与防霉、防白蚁的功能，极大地便利其它饰面的施工，可以应用在当前家具制造、家居装饰、建筑建材等防火阻燃的消防安全装饰装修饰面涂料中，完全符合环境保护要求；
4、本发明用于竹木制品的防火阻燃水性涂料的制备方法，该方法通过两次研磨、过滤网，得到纳米级粒径的水性涂料，使得水性涂料能够很好地渗入被涂物体的纤维中，促使被涂物体的纤维形成致密的防火阻燃膜，提高被涂物体的耐温性能。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种用于竹木制品的防火阻燃水性涂料，其是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：水性丙烯酸树脂乳液30-60％，水性溶剂1-10％，去离子水1-15％，阻燃剂5-30％，填料5-20％，纳米石墨烯0-2％，防腐剂0.5-3％，防白蚁助剂1-3％，颜料0-5％，流平剂0.1-2％，润湿剂0.1-2％，消泡剂0.1-2％，分散剂0.5-2％，防沉剂0.5-3％，增稠剂0.5-1％；上述组分质量百分含量之和为100％。
作为进一步地实施方式，水性涂料是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：水性丙烯酸树脂乳液40-50％，水性溶剂3-8％，去离子水8-12％，阻燃剂10-20％，填料7-10％，纳米石墨烯0.5-1.5％，防腐剂1-2.6％，防白蚁助剂1.3-2.4％，颜料1-4％，流平剂0.1-2％，润湿剂0.5-1.6％，消泡剂0.2-1.2％，分散剂0.8-1.3％，防沉剂0.8-2％，增稠剂0.7-0.9％；上述组分质量百分含量之和为100％。
作为进一步地实施方式，水性涂料是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：水性丙烯酸树脂乳液45％，水性溶剂5％，去离子水10.7％，阻燃剂18％，填料8％，纳米石墨烯1％，防腐剂2％，防白蚁助剂2％，颜料3％，流平剂1％，润湿剂1％，消泡剂0.5％，分散剂1％，防沉剂1％，增稠剂0.8％；上述组分质量百分含量之和为100％。
作为进一步地实施方式，水性溶剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和乙醇中的一种或任意组合。
作为进一步地实施方式，填料为纳米硫酸钙、纳米硫酸钡、透明滑石粉和透明玻璃粉中的一种或任意组合。
作为进一步地实施方式，颜料为红色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、黑色颜料或白色颜料。
作为进一步地实施方式，黑色颜料为炭黑，白色颜料为钛白粉。
作为进一步地实施方式，水性丙烯酸树脂乳液为德国拜耳公司生产的型号为2593/1的水性丙烯酸树脂乳液、欧宝迪树脂(深圳)有限公司生产的型号为ac27401的水性丙烯酸树脂乳液和兰州伟士乐节能材料有限公司生产的型号为z-25的水性丙烯酸树脂中的一种或任意组合。
作为进一步地实施方式，阻燃剂为江苏利思徳新材料有限公司生产的型号是lfr-8002、lfr-2002、lfr-8020的阻燃剂，镇江星星阻燃剂有限公司生产的型号是app-1的阻燃剂，东莞市腾美纳米新材料有限公司生产的型号是tm-960的磷酸酯无卥阻燃剂，聚磷酸铵和无卤环保磷氮系复合阻燃剂中的一种或任意组合。
作为进一步地实施方式，防腐剂为广州市中万新材料有限公司生产的型号是ws-729的防腐剂、广东中联邦精细化工有限公司生产的型号是f-06的防腐剂、佛山市丽源化工有限公司生产的型号是acq-d的防腐剂和东莞市特润德化工材料有限公司生产的型号是trd-1025的防腐剂中的一种或任意组合。
作为进一步地实施方式，防白蚁助剂购自广州市中万新材料有限公司、广东中联邦精细化工有限公司或江门市江海区丽荣生物科技有限公司。
上述用于竹木制品的防火阻燃水性涂料的制备方法，包括，
混合步骤：按配比将各组分加入分散机中，启动分散机将各组分混合搅拌均匀，得到混合物料；
一次研磨步骤：将混合物料放入微米级研磨机中分散研磨，研磨1-3次，得到一级涂料；
二次研磨步骤：将一级涂料放入纳米级研磨机中精细研磨，研磨1-3次，得到二级涂料，然后用纱网过滤后，包装，得到防火阻燃水性涂料。
作为进一步地实施方式，一次研磨中，分散研磨的温度为25-35℃；一级涂料的粒径为18-23μm。
作为进一步地实施方式，二次研磨中，精细研磨的温度为25-35℃；二级涂料的粒径为180-220nm；纱网的孔径为150-250目。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1-5：
实施例1-5的组分和配比如表1所示，单位为％，以质量百分比计。
表1实施例1-5组分和配比
其中，实施例1-5的用于竹木制品的防火阻燃水性涂料的制备方法均按下列方法制备而成，方法包括，
混合步骤：按配比将各组分加入分散机中，启动分散机将各组分混合搅拌均匀，得到混合物料；
一次研磨步骤：将混合物料放入微米级研磨机中分散研磨，分散研磨的温度为25-35℃，研磨1-3次，得到一级涂料，一级涂料的粒径为18-23μm；
二次研磨步骤：将一级涂料放入纳米级研磨机中精细研磨，精细研磨的温度为25-35℃，研磨1-3次，得到二级涂料，二级涂料的粒径为180-220nm；然后用纱网过滤，纱网的孔径为150-250目，然后包装，得到防火阻燃水性涂料。
效果评价及性能检测
一、释放实验
表2实施例1-5性能检测1结果
备注：1)mg/kg＝ppm＝0.0001％
2)n.d.＝未检出(<mdl)
3)“——”＝不适用
4)检测镉(cd)、铅(pb)和汞(hg)时，样品完全溶解
二、燃烧实验
根据gb8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》的要求，将实施例1-5的水性涂料每份均涂覆在1500×1000×15(mm)×3块、1500×500×15(mm)×3块、500×500×15(mm)×3块的实木板上，在24℃、相对湿度为54％条件下检测，检测结果如表3所示。
表3实施例1-5性能检测1结果
三、其他检测
对实施例1-5的水性涂料进行下列检测，结果如下：
1.符合依据欧盟2011/65/eu(rohs)指令2011/65/eu及其修订指令2015/863/eu对样品中的重金属等有害物质含量进行检测，结论为：nd(通过)；
2.符合依据国家标准gb18583-2008室内装饰装修材料中有害物质限量，对样品中的游离甲醛含量进行检测，结论为：nd(通过)；
3.符合依据欧盟(ec)no.1907/2006及其修订指令(eu)2015/830的安全数据表(msds)。
从表2-3以及其他检测结果可见，本发明的水性涂料具有无毒无害、不燃不爆、无苯、无甲醛、零排放等优点，符合依据国家标准gb8624-2012(建筑材料及制品燃烧性能分级)检验，符合b1级的要求，而且纳米级粒径的水性涂料，使得水性涂料能够很好地渗入被涂物体的纤维中，促使被涂物体的纤维形成致密的防火阻燃膜，提高被涂物体的耐温性能，使得防火阻燃性能好，符合环境保护要求和人类健康要求，能够有效保障人身与财产安全。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。