一种防火涂料用磷-氮协同阻燃醇酸树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磷‑氮协同阻燃醇酸树脂以及其制备方法，并用此醇酸树脂制备了相应的防火涂料。具体的实施方案为选用磷氮元素的N,N‑双（2‑羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯的二元醇以及含有氮源的三（2‑羟乙基）异氰脲酯三元醇与常规小分子多元醇混合后一起与酸酐、不饱和脂肪酸进行酯化反应，制备含有磷氮协同的阻燃醇酸树脂，并用制备的阻燃醇酸树脂制备出相应的防火涂料。醇酸树脂采用一锅法制备，制备方法相对简单、工艺简便，制备出的阻燃醇酸树脂含有高含量的磷和氮源，具有氧指数高、阻燃效果好等优点。制备出的醇酸树脂通过与阻燃剂打样制备相应的涂料，对涂料的性能进行测试，测试结果得出防火涂料具有良好的储存稳定性，附着力和硬度优异、耐候性能好，而且防火性能较好，碳层膨胀倍数较高，具有广泛地应用前景。

Phosphorus nitrogen synergistic flame retardant alkyd resin for fire retardant coating and preparation method thereof

The invention relates to a phosphorus nitrogen nitrogen synergistic flame retardant alkyd resin and a preparation method thereof, and the corresponding fire retardant coating is prepared by using the alkyd resin. The specific implementation scheme is to use N, N double (2, hydroxyethyl) amino methylene phosphate diol diol and three (2 hydroxyethyl) isocyanuretic ester three alcohol containing nitrogen source and conventional small molecular polyol to esterification with acid anhydride and unsaturated fatty acids, to prepare synergistic phosphorus and nitrogen. The flame retardant alkyd resin was prepared, and the corresponding fire retardant coating was prepared with the flame retardant alkyd resin. The alkyd resin is prepared by one pot method. The preparation method is relatively simple and the process is simple. The prepared flame retardant alkyd resin contains high content of phosphorus and nitrogen source, which has the advantages of high oxygen index and good flame retardant effect. The prepared alkyd resin is prepared with the flame retardant to prepare the corresponding coatings and test the properties of the coatings. The test results show that the fire retardant coatings have good storage stability, excellent adhesion and hardness, good weatherability, good fire resistance and high carbon layer expansion times, and have wide application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种防火涂料用磷-氮协同阻燃醇酸树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种防火涂料用阻燃醇酸树脂及其制备方法，特别涉及一种磷-氮阻燃醇酸树脂以及相应防火涂料的制备方法。
技术介绍
醇酸树脂涂料具有原料价廉易得、附着力好、丰满度高、对颜填料润湿性能好等优点，且具有良好的施工性，被广泛地用于常规钢结构的防护涂料。然而，随着建筑物的高层化、集群化和可燃有机合成材料的广泛应用，防火的需求就显得越来越急迫。防火涂料作为防火的有效措施之一，获得了广泛地的应用，得到了快速的发展。然而，目前的防火涂料大多都是物理添加阻燃剂，这种添加方式往往导致阻燃剂添加量过大，时间久后容易迁移，阻燃效果较差等问题。通过化学方式制备的阻燃防火涂料也被得到相关的研究，但是这些报道中往往存在制备工艺复杂，所需原料较多，所制备的阻燃防火涂料中有效阻燃元素含量少，防火阻燃效果差等问题。
技术实现思路
本专利技术是针对目前存在的问题而提出的一种解决方案。本专利技术所采用的技术方案为选用磷氮元素的N,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯的二元醇以及含有氮源的三（2-羟乙基）异氰脲酯三元醇与常规小分子多元醇混合后一起与酸酐、不饱和脂肪酸进行酯化反应，制备含有磷氮协同的阻燃醇酸树脂，并用制备的阻燃醇酸树脂制备出相应的防火涂料。本专利技术涉及的技术方案，所涉及的各组分质量份数为N,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯为10-30份，三（2-羟乙基）异氰脲酯为10-30份，小分子多元醇为10-20份，不饱和脂肪酸为20-40份，有机酸或酸酐为3-10份、催化剂为0.1-0.5份，溶剂适量。所述的N,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯，为工业品，商品名为FRC-6所述的三（2-羟乙基）异氰脲酯，为工业品所述的小分子多元醇选自甘油、季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、二乙二醇、乙二醇、木糖醇、山梨醇、己二醇、丙二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、丁二醇中的至少一种。所述的不饱和脂肪酸选自豆油、亚麻油、桐油、蓖麻油、椰子油、棉籽油、妥尔油或红花油中的至少一种。所述的有机酸或酸酐选自邻苯二甲酸酐、马来酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基纳迪克酸酐中的至少一种。所述的溶剂选自甲苯、二甲苯和苯中的至少一种。本专利技术所涉及的阻燃防火醇酸树脂的制备方法为：将不饱和脂肪酸、有机多元酸或有机多元酸酐、多元醇以及溶剂加入到反应釜中，然后通氮气，搅拌，升高温度到170-190℃反应0.5-1小时，然后在升温到220-240℃反应2-6小时，反应过程中不断分水，并不断测定酸值直到酸值<30mgKOH/g时即达到反应终点，停止反应后，降温出料包装，既得含磷-氮的阻燃醇酸树脂。本专利技术还涉及一种防火涂料的制备，具体为采用上述改性的醇酸树脂25-45份，聚磷酸胺10-15份，钛白粉5-10份，三聚氰胺10-15份，季戊四醇为5-10份，二甲苯/异丁醇为10-30份，膨润土或者高岭土为0.5-1份，助剂0.5-1份本专利技术涉及的防火涂料的制备方法为将部分上述改性的醇酸树脂、溶剂，钛白，分散剂以及消泡剂混合均匀后，研磨细度<20um,得到钛白浆；将剩下的醇酸树脂与聚磷酸胺、三聚氰胺、季戊四醇、增稠剂混合在一起高速1500-2000rpm/分分散0.5-1小时后，然后调入钛白浆，添加适量的溶剂，把漆调成合适的粘度，既得醇酸树脂的防火涂料。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术所涉及一种磷-氮协同的阻燃醇酸树脂，其采用一锅法制备，制备方法相对简单、工艺简便，制备出的阻燃醇酸树脂含有高含量的磷和氮源，具有氧指数高、阻燃效果好等优点。2.以上述制备阻燃醇酸树脂为基体制备出的防火涂料具有良好的储存稳定性，附着力和硬度优异、耐候性能好，而且防火性能较好，碳层膨胀倍数较高，具有广泛地应用前景。具体实施为了更好的理解本专利技术，下面结合具体实例来阐释本专利技术所述的解决方案实施例1将15g亚麻油、3g马来酸酐、10gN,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯以及10g三（2-羟乙基）异氰脲酯、5g乙二醇、5g季戊四醇以及适量的甲苯溶剂加入到反应釜中，然后通氮气，搅拌，升高温度到180℃反应1小时，然后在升温到220℃反应4小时，反应过程中不断分水，并不断测定酸值直到酸值<30mgKOH/g时即达到反应终点，停止反应后，降温出料包装，既得含磷-氮的阻燃醇酸树脂，醇酸树脂的性能见表1.本专利技术涉及的防火涂料的制备方法为将部分上述改性的20g醇酸树脂、10g甲苯，8g钛白，1g分散剂以及0.2g消泡剂混合均匀后，研磨细度<20um,得到钛白浆；将剩下的20g醇酸树脂与10g聚磷酸胺、10g三聚氰胺、5g季戊四醇、适量增稠剂混合在一起高速1500-2000rpm/分分散0.5-1小时后，然后调入钛白浆，添加适量的甲苯/异丁醇溶剂，把漆调成合适的粘度，既得醇酸树脂的防火涂料，防火涂料的性能见表2.实施例2将30g亚麻油、5g马来酸酐、20gN,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯以及20g三（2-羟乙基）异氰脲酯、5g乙二醇、10g季戊四醇以及适量的甲苯溶剂加入到反应釜中，然后通氮气，搅拌，升高温度到180℃反应1小时，然后在升温到220℃反应4小时，反应过程中不断分水，并不断测定酸值直到酸值<30mgKOH/g时即达到反应终点，停止反应后，降温出料包装，既得含磷-氮的阻燃醇酸树脂，醇酸树脂的性能见表1.本专利技术涉及的防火涂料的制备方法为将部分上述改性的20g醇酸树脂、10g甲苯，8g钛白，1g分散剂以及0.2g消泡剂混合均匀后，研磨细度<20um,得到钛白浆；将剩下的20g醇酸树脂与10g聚磷酸胺、10g三聚氰胺、5g季戊四醇、适量增稠剂混合在一起高速1500-2000rpm/分分散0.5-1小时后，然后调入钛白浆，添加适量的甲苯/异丁醇溶剂，把漆调成合适的粘度，既得醇酸树脂的防火涂料，防火涂料的性能见表2.实施例3将40g亚麻油、10g马来酸酐、30gN,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯以及30g三（2-羟乙基）异氰脲酯、10g乙二醇、10g季戊四醇以及适量的甲苯溶剂加入到反应釜中，然后通氮气，搅拌，升高温度到180℃反应1小时，然后在升温到220℃反应4小时，反应过程中不断分水，并不断测定酸值直到酸值<30mgKOH/g时即达到反应终点，停止反应后，降温出料包装，既得含磷-氮的阻燃醇酸树脂，醇酸树脂的性能见表1.本专利技术涉及的防火涂料的制备方法为将部分上述改性的20g醇酸树脂、10g甲苯，8g钛白，1g分散剂以及0.2g消泡剂混合均匀后，研磨细度<20um,得到钛白浆；将剩下的20g醇酸树脂与10g聚磷酸胺、10g三聚氰胺、5g季戊四醇、适量增稠剂混合在一起高速1500-2000rpm/分分散0.5-1小时后，然后调入钛白浆，添加适量的甲苯/异丁醇溶剂，把漆调成合适的粘度，既得醇酸树脂的防火涂料，防火涂料的性能见表2.实施例4将30g亚麻油、5g邻苯二氢酸酐、20gN,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯以及20g三（2-羟乙基）异氰脲酯、5g甘油、10g三羟甲基丙烷以及适量的甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术所采用的技术方案为选用磷氮元素的N,N‑双（2‑羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯的二元醇以及含有氮源的三（2‑羟乙基）异氰脲酯三元醇与常规小分子多元醇混合后一起与酸酐、不饱和脂肪酸进行酯化反应，制备含有磷氮协同的阻燃醇酸树脂，并用制备的阻燃醇酸树脂制备出相应的防火涂料。

【技术特征摘要】
1.本发明所采用的技术方案为选用磷氮元素的N,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯的二元醇以及含有氮源的三（2-羟乙基）异氰脲酯三元醇与常规小分子多元醇混合后一起与酸酐、不饱和脂肪酸进行酯化反应，制备含有磷氮协同的阻燃醇酸树脂，并用制备的阻燃醇酸树脂制备出相应的防火涂料。2.根据权利要求1中所涉及的各组分质量份数为N,N-双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯为10-30份，三（2-羟乙基）异氰脲酯为10-30份，小分子多元醇为10-20份，不饱和脂肪酸为20-40份，有机酸或酸酐为3-10份、催化剂为0.1-0.5份，溶剂适量。3.根据权利要求2所述的双（2-羟乙基）氨基亚甲基磷酸二乙酯，为工业品，商品名为FRC-6。4.根据权利要求2所述的三（2-羟乙基）异氰脲酯，为工业品。5.根据权利要求2所述的小分子多元醇选自甘油、季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、二乙二醇、乙二醇、木糖醇、山梨醇、己二醇、丙二醇、二缩二乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉顺，
申请(专利权)人：李嘉顺，
类型：发明
国别省市：湖北,42