阻燃涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种无卤素的阻燃涂料组合物，所述组合物包含10~80%的成膜聚合物、5~70%的无机阻燃材料，其特征在于所述阻燃材料包含阻燃填料微粒和金属锡酸盐和/或碱式金属锡酸盐的组合，其中所述组合物中的整体PVC为75－97%，所述成膜聚合物含有有机硅树脂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻燃涂料组合物、它们的制备方法和用途。
技术介绍
涂料组合物被普遍地用于涂覆建筑物内的表面，例如墙、天花板、地板和家具的表面。这些表面通常在环境温度为约5-40°C时使用刷、漆辊、搓垫和喷雾工具涂覆。涂料包括油漆、大漆和清漆。这些涂料在建筑物发生火灾时会燃烧。建筑物和其他结构内部发生火灾会造成物质损失并经常因火焰的高温和产生的烟雾引起人员伤亡。建筑物内各表面的涂料是火灾中燃料的一个来源。当然，这样的表面经 常会反复刷涂。很多年后，干燥的涂层通常包含十层乃至更多层涂层。这种多层的涂层，尽管并不是火灾的最初起源，却显然能延长其持续时间并因此助长火势和造成更大损失。因此，为了使阻燃涂料在现实生活中达到有效性，其本身必须具有低可燃性并在火灾中能充分保持其完整性，这样涂层和涂层下的基材才能得到充分阻燃。为了做出客观的对比，建立一种国家验证系统。该验证团体提出了各种各样的试验方案来评价阻燃涂料的有效性。这些方案依据基材的不同变化很大，例如基材为可燃还是不可燃以及基材最外层是否涂有预先干燥的可燃漆层。一个较为严格的试验方法的例子是BS476，题目为“建筑材料和结构的着火试验”，第7部分，它描述了确定产品表面的火焰蔓延级别的试验方法。该文献通过引用结合到本文中。在伦敦的英国标准协会(BritishStandards Institute)和文献图书馆可以查到该测试方法。测试中最具挑战性的基材是Warrington蓝板,该材料是涂了 10层不同种漆的石膏板。在该板上涂覆阻燃涂料，进行测试并评价结果。大家知道的阻燃涂料组合物包括阻燃材料。此外，这类涂料还可包括聚合物粘合齐IJ、微粒非粘合剂固体如无机和/或有机颜料(例如金红石型二氧化钛)和/或体质颜料(例如粘土或滑石粉)，以及作为选择的其他成分例如结构化剂(例如合成粘土或膨润土)、聚结溶剂(例如苄基醇和松香水)、消泡剂以及生物杀伤剂。干涂层所含微粒物质的体积与干涂层总体积(包括成膜聚合物粘合剂)的比值称为颜料体积浓度，或称为PVC，通常以百分数表述。在本文中，术语颜料包括在最终涂膜中保持微粒状的所有物质。PVC的概念也适用于聚合物模塑制剂。关于PVC的综述参见PaintandSurface Coatings (油漆和表面涂料)，RLambourne 主编，1987 年 EllisHorwood 出版，第364页。该页的内容也通过引用结合到本文中。以上提到的典型阻燃材料包括有机卤化物例如氯代石蜡和溴代材料。氯代聚合物和共聚物例如聚氯乙烯和聚1，I-二氯乙烯由于氯含量高，因此本身具有阻燃特点。卤代材料可单独使用或与锑化合物例如三氧化锑、五氧化锑一起使用，认为这些锑化合物起增效剂的作用。已经提出的卤代物质和锑-卤代物质混合物体系的作用模式的一种机理解释是它们干扰了火焰中气相中高能量基团的产生机理，因而降低了火焰的大小和/或温度。这样的试剂能够有效阻燃但它们在燃烧时产生高浓度的烟雾和腐蚀性气体会带来更大危害。而且，在制造涂料过程中，操作锑化合物和卤代材料也会对操作工人的健康和安全产生问题。打磨包含有锑的阻燃漆产生的粉尘对环境造成额外的危害。卤素阻燃剂的替代品包括一类在升高温度时会产生水蒸气或二氧化碳的化合物。这样的材料的实例有金属碳酸盐，例如Huntite (3MgC03XCaCO3)和水菱镁矿(Mg5(CO3)4(OH)2X4H20)，以及金属氢氧化物如又称三水合铝的氢氧化铝和氢氧化镁。这些材料有时也作为阻燃填料。在火灾初发时这些填料可以释放出二氧化碳和水并由此阻挡火势蔓延或熄灭一些已经蔓延的火势。尽管如此，已知的缺陷是高温下它们并不十分有效。高温下，能够产生玻璃状烧焦物的物质可能更为有效。硼酸锌就是这样一种材料。如此形成的烧焦物被认为是作为物理阻挡层使热量难以到达油漆表面底下的基材。遗憾的是，这种玻璃态烧焦物太脆，容易从其欲保护的表面脱落。近年来有更多的玻璃状材料和陶瓷状材料的混合物可利用，他们产生的玻璃化烧焦物更有效。此外，还有依靠发泡产生阻燃作用的涂料。这意味着在火灾发生时的温度下产生绝热泡沫。通常需要酸源、炭化源和发泡剂。酸源是在高温下产生磷酸的磷化合物，炭化源可以是任意的碳源。成膜树脂聚合物非常多见。典型的发泡剂是尿素，在高温下产生氨。尽 管如此，发泡性涂料装饰性很差，通常需要在它上面再刷涂非阻燃的涂料。随后涂覆的涂料一般会产生吸潮问题，得到的最终外观没有吸引力。EP0833862公开了一种用于涂覆无机填料微粒(例如含有某些锡化合物的氢氧化镁或氢氧化铝)的方法。此外也公开了这种带涂层的填料微粒在低PVC (特别是低于15%)聚合物模塑制剂中作为阻燃剂的用途。然而，这些模塑制剂也包括卤化物，例如作为聚合物粘合剂的聚氯乙烯或Cerechlor 70 (—种卤化石腊)。如前面讨论的那样，模塑制剂具有有效的阻燃性是因为它们的高氯含量。当然，因为氯化物的存在使得在燃烧中产生浓烟和腐蚀性气体。EP 0833862也提到了涂料组合物，然而并没有公开详细的配方和高PVC的无卤素涂料。CN 1871312A公开了一种无卤素的阻燃涂料组合物，所述组合物包含成膜聚合物、无机阻燃材料，其特征在于所述阻燃材料包含阻燃填料微粒和金属锡酸盐和/或碱式金属锡酸盐的组合，其中所述组合物中的整体PVC为75-97%。但该专利技术只是对无机阻燃材料进行了限定，其成膜聚合物为普通树脂，使得该涂料组合物的防火性能和理化性能不理想。
技术实现思路
本专利技术制备出高PVC且具有改良阻燃特性的无卤素涂料组合物。因此，本专利技术提供了一种无卤素涂料组合物，所述涂料组合物包括1(T80%成膜聚合物和5 70%无机阻燃材料，其特征在于所述阻燃材料包含阻燃填料微粒、金属锡酸盐和/或碱式金属锡酸盐的组合，其中所述涂料组合物中整体PVC为75-97%，所述成膜聚合物含有有机硅树脂。优选地，所述涂料组合物包括3(T70%成膜聚合物和1(T60%无机阻燃材料，其特征在于所述阻燃材料包含阻燃填料微粒、金属锡酸盐和/或碱式金属锡酸盐的组合，其中所述涂料组合物中整体PVC为75-97%，所述成膜聚合物含有有机硅树脂。无卤素意味着所述涂料组合物为基本不含卤素的阻燃材料。当干涂层暴露或接近火灾时火焰的高温时，优选涂料组合物中的阻燃材料能释放出水和/或二氧化碳。更优选阻燃填充剂选自碳酸镁钙、水菱镁矿、氢氧化铝和氢氧化镁。金属锡酸盐可以表示为MSnO3，而碱式金属锡酸盐可以表示为MSn(0H)6。优选M所表示的金属为锌、镁、钙、锶、钡、铁、钴、镍或铜。优选金属为锌，这样可得到有效的阻燃性且产品基本无色。甚至更优选碱式金属锡酸盐为碱式锡酸锌。适当的填料微粒与金属锡酸盐和/或碱式金属锡酸盐的组合包括各种填料微粒和各种锡酸盐的混合物。它们可以经预先混合后加入或单独加入到涂料组合物中。优选阻燃材料包含涂覆有所述金属锡酸盐和/或碱式金属锡酸盐的阻燃填料微粒，因为这样会产生更有效的阻燃性。更优选使涂料与填料微粒结合。涂覆有碱式金属锡酸盐的阻燃填料的适当实例是涂覆有碱式锡酸锌的氢氧化铝，可购自商品Storflam ZAHTM。 优选地，所述有机硅树脂为所述成膜物质总重量的10%以上，进一步优选为40% 90%，特别优选为50% 80%。优选PVC为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤素的阻燃涂料组合物，所述涂料组合物按照重量百分比包含 (i)10 80%的成膜聚合物； (ii)5^70%的无机阻燃材料； 其特征在于所述阻燃材料包含阻燃填料微粒和金属锡酸盐和/或碱式金属锡酸盐的组合，其中所述组合物的整体PVC为75-97%，所述成膜聚合物含有有机硅树脂。2.如权利要求I所述的阻燃涂料组合物，其特征在于，所述阻燃材料包括涂覆有金属锡酸盐和/或碱式金属锡酸盐的阻燃填料微粒； 优选地，所述有机硅树脂为所述成膜物质总重量的10%以上，进一步优选为409^90%，特别优选为50% 80%。3.如权利要求I或2所述的阻燃涂料组合物，其特征在于，所述有机硅树脂为有机硅氧烷，进一步优选为聚二甲基硅氧烷、氨基二甲基聚硅氧烷、环氧基改性聚硅氧烷、丙烯酸改性聚硅氧烷、环氧改性聚硅氧烷中的任一种或至少两种的组合，特别优选为羟苯基烷基封端的聚二甲基硅氧烷。4.如权利要求1-3任一项所述的阻燃涂料组合物，其特征在于，当所述无机阻燃材料的干涂层暴露于火灾时火焰中或其周围的高温时，能释放出水和/或二氧化碳。5.如权利要求1-4任一项所述的阻燃涂料组合物，其特征在于，所述阻燃填料选自碳酸镁钙、水菱镁矿、氢氧化铝和氢氧化镁； 优选地，所述碱式金属锡酸盐是碱式锡酸锌。6.如权利要求1-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝盆鑫，
申请(专利权)人：天长市银狐漆业有限公司，
类型：发明
国别省市：