一种光固化涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种光固化涂料及其制备方法和应用。

背景技术

在各种建筑中为了整体的美观和协调，在建筑主体完工后会刷上漆料来更加突出各方面的美感。在初步设计时，防火是一幢大楼必须考虑的要素。但是近几年的高楼越来越多，在火灾发生时，逃离到地面的时间也在变长。众所周知的一件事情，火灾发生后，对人类有致命影响的很少来源于火势，更多的是起火后的烟雾，这是造成伤害的主要源头。但是现在的涂料在明火炙烤下会散发出更多的有害气体，对身体造成更大的危害。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种光固化涂料及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光固化涂料，包含如下质量份的组分：聚氨酯丙烯酸树脂50～80份、活性单体20～30份、光引发剂10～15份、溶剂20～40份、防沉剂5～10份、增强剂5～10份、氧化镁5～10份、填料10～15份。

作为优选，所述活性单体为异冰片基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸正丁酯。

作为优选，所述光引发剂为1-羟基环己基苯甲酮、安息香异丙醚或二苯甲酮。

作为优选，所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙醇、乙酸乙酯或正丁酮。

作为优选，所述防沉剂为蒙脱土、膨润土或凹凸棒土；

所述增强剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙酰胺或玻璃纤维。

作为优选，所述填料包含碳化硅和硼砂，所述碳化硅和硼砂的质量比为1：0.3～0.6；

所述碳化硅中粒径小于等于5μm的组分、粒径大于5μm且小于等于15μm的组分、粒径大于15μm且小于等于20μm的组分和粒径大于20μm且小于等于25μm的组分的质量比为1：2～3：1～2：0.4～0.8。

本发明还提供了所述光固化涂料的制备方法，包含下列步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸树脂、活性单体、溶剂、防沉剂混合，得到溶液A；

(2)将溶液A和剩余成分混合，即得所述光固化涂料。

作为优选，所述步骤(1)中混合的温度为60～70℃；

所述混合在搅拌状态下进行，所述搅拌的转速为6000～7000rpm，所述搅拌的时间为0.5～1h。

作为优选，所述步骤(2)中混合的温度为40～50℃；

所述混合在搅拌状态下进行，所述搅拌的转速为3000～4000rpm，所述搅拌的时间为4～6h。

本发明还提供了所述光固化涂料在防火方面的应用。

本发明提供了一种光固化涂料，包含聚氨酯丙烯酸树脂、活性单体、光引发剂、溶剂、防沉剂、增强剂、氧化镁和填料。本申请提供的光固化涂料，通过分步混合的方式制备，将聚氨酯丙烯酸树脂、活性单体、溶剂和防沉剂分散，然后和剩余成分混合制备得到光固化涂料；本发明提供的制备方法简单高效，可有效的将各种成分进行分散，防止结块和沉降。本发明提供的光固化涂料可应用于防火方面，在火焰的炙烤下，防止出现燃烧现象，从而减少有害气体的产生和逸散。

具体实施方式

本发明提供了一种光固化涂料，包含如下质量份的组分：聚氨酯丙烯酸树脂50～80份、活性单体20～30份、光引发剂10～15份、溶剂20～40份、防沉剂5～10份、增强剂5～10份、氧化镁5～10份、填料10～15份。

在本发明中，所述聚氨酯丙烯酸酯为50～80份，优选为60～70份，更优选为63～67份。

在本发明中，所述活性单体为20～30份，优选为22～28份，更优选为24～26份。

在本发明中，所述活性单体优选为异冰片基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸正丁酯。

在本发明中，所述光引发剂为10～15份，优选为11～14份，更优选为12～13份。

在本发明中，所述光引发剂优选为1-羟基环己基苯甲酮、安息香异丙醚或二苯甲酮。

在本发明中，所述溶剂为20～40份，优选为24～36份，更优选为28～32份。

在本发明中，所述溶剂优选为甲苯、二甲苯、乙醇、乙酸乙酯或正丁酮。

在本发明中，所述防沉剂为5～10份，优选为6～9份，更优选为7～8份。

在本发明中，所述增强剂为5～10份，优选为6～9份，更优选为7～8份。

在本发明中，所述防沉剂优选为蒙脱土、膨润土或凹凸棒土。

在本发明中，所述增强剂优选为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙酰胺或玻璃纤维。

在本发明中，所述氧化镁为5～10份，优选为6～9份，更优选为7～8份。

在本发明中，所述填料为10～15份，优选为11～14份，更优选为12～13份。

在本发明中，所述填料优选包含碳化硅和硼砂，所述碳化硅和硼砂的质量比优选为1：0.3～0.6，进一步优选为1：0.4～0.5，更优选为1：0.44～0.46。

在本发明中，所述碳化硅中粒径小于等于5μm的组分、粒径大于5μm且小于等于15μm的组分、粒径大于15μm且小于等于20μm的组分和粒径大于20μm且小于等于25μm的组分的质量比优选为1：2～3：1～2：0.4～0.8，进一步优选为1：2.2～2.8：1.2～1.8：0.5～0.7，更优选为1：2.4～2.6：1.4～1.6：0.55～0.65。

本发明还提供了所述光固化涂料的制备方法，包含下列步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸树脂、活性单体、溶剂、防沉剂混合，得到溶液A；

(2)将溶液A和剩余成分混合，即得所述光固化涂料。

在本发明中，所述步骤(1)中混合的温度优选为60～70℃，进一步优选为62～68℃，更优选为64～66℃。

在本发明中，所述步骤(1)中混合优选在搅拌状态下进行，所述搅拌的转速优选为6000～7000rpm，进一步优选为6200～6800rpm，更优选为6400～6600rpm；所述搅拌的时间优选为0.5～1h，进一步优选为0.6～0.9h，更优选为0.7～0.8h。

在本发明中，所述步骤(2)中混合的温度优选为40～50℃，进一步优选为42～48℃，更优选为44～46℃。

在本发明中，所述步骤(2)中混合优选在搅拌状态下进行，所述搅拌的转速优选为3000～4000rpm，进一步优选为3200～3800rpm，更优选为3400～3600rpm；所述搅拌的时间优选为4～6h，进一步优选为4.4～5.6h，更优选为4.8～5.2h。

本发明还提供了所述光固化涂料在防火方面的应用。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

聚氨酯丙烯酸树脂65份、异冰片基丙烯酸酯25份、二苯甲酮13份、甲苯30份、蒙脱土8份、聚丙烯酸钠5份、氧化镁6份、填料14份；

填料中碳化硅和硼砂的质量比为1：0.45，且碳化硅中粒径小于等于5μm的组分、粒径大于5μm且小于等于15μm的组分、粒径大于15μm且小于等于20μm的组分和粒径大于20μm且小于等于25μm的组分的质量比为1：2.5：1.5：0.6。

按照下列方法制备得到：将聚氨酯丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、甲苯和蒙脱土在65℃、6500rpm的转速下搅拌0.8h得到溶液A；将溶液A、二苯甲酮、聚丙烯酸钠、氧化镁和填料在45℃、3500rpm的转速下搅拌5h即可得到光固化涂料。

将本实施例制备的光固化涂料在I36b标准工字钢梁上使用本领域标准的紫外光固化技术进行涂覆后，依据GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》对本实施例制备的光固化涂料进行性能检测，结果如表1所示。

实施例2

聚氨酯丙烯酸树脂60份、1,3-丁二醇二丙烯酸酯28份、1-羟基环己基苯甲酮12份、二甲苯35份、凹凸棒土6份、聚丙烯酰胺8份、氧化镁9份、填料12份；

填料中碳化硅和硼砂的质量比为1：0.6，且碳化硅中粒径小于等于5μm的组分、粒径大于5μm且小于等于15μm的组分、粒径大于15μm且小于等于20μm的组分和粒径大于20μm且小于等于25μm的组分的质量比为1：2：1：0.7。

按照下列方法制备得到：将聚氨酯丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、二甲苯和凹凸棒土在70℃、7000rpm的转速下搅拌0.5h得到溶液A；将溶液A、1-羟基环己基苯甲酮、聚丙烯酰胺、氧化镁和填料在40℃、3800rpm的转速下搅拌6h即可得到光固化涂料。

将本实施例制备的光固化涂料在I36b标准工字钢梁上使用本领域标准的紫外光固化技术进行涂覆后，依据GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》对本实施例制备的光固化涂料进行性能检测，结果如表1所示。

实施例3

聚氨酯丙烯酸树脂80份、丙烯酸正丁酯22份、安息香异丙醚15份、乙醇25份、膨润土10份、聚乙酰胺7份、氧化镁8份、填料13份；

填料中碳化硅和硼砂的质量比为1：0.3，且碳化硅中粒径小于等于5μm的组分、粒径大于5μm且小于等于15μm的组分、粒径大于15μm且小于等于20μm的组分和粒径大于20μm且小于等于25μm的组分的质量比为1：3：1.8：0.7。

按照下列方法制备得到：将聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸正丁酯、乙醇和膨润土在60℃、6000rpm的转速下搅拌1h得到溶液A；将溶液A、安息香异丙醚、聚乙酰胺、氧化镁和填料在50℃、3300rpm的转速下搅拌5h即可得到光固化涂料。

将本实施例制备的光固化涂料在I36b标准工字钢梁上使用本领域标准的紫外光固化技术涂覆后，依据GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》对本实施例制备的光固化涂料进行性能检测，结果如表1所示。

表1

由以上实施例可知，本发明提供了一种光固化涂料，在工字钢上涂覆后，耐火性可达3.4h，具有优异耐火性能的同时，粘结强度可达0.86Mpa、耐水性达到34h、耐冷热循环性达到26次；所以本发明提供的涂料不仅耐火极限高且其他性能没有出现降低，是一种综合性能优异的光固化涂料。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。