[发明专利]UV固化阻燃涂层材料的制备方法及该UV固化阻燃涂层材料

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种基于红外反射的UV固化阻燃涂层材料的制备方法及该UV固化阻燃涂层材料。

背景技术

二十一世纪的今天，聚合物材料因其优良的物理化学性能，已广泛应用于工农业生产和人们日常生活的各个角落。但由于其分子结构的主要构成为碳、氢、氧元素，使得聚合物材料极易燃烧。聚合物材料在燃烧过程中不仅放热量大，温度高，而且还会释放出有毒的腐蚀性气体。因此，围绕着抑制聚合物燃烧产生的“毒”和“热”展开了大量的阻燃技术研究，其应用也日益深入和广泛，并逐步形成了包括阻燃剂合成、阻燃材料的制备与性能研究、以及阻燃机理探讨与分析等较为完整的研究体系。

在某些涂层材料应用领域，如木材和塑料涂装应用领域等，往往要求涂膜具有一定的阻燃性。针对以上所述，若能开发出既具有环保阻燃性，又不损失紫外光固化涂层材料的优良性能的新型环保阻燃辐射固化涂层材料，将具有深远的研究意义和广阔的应用前景。

传统的阻燃涂层材料基本施工在底层，且通常只有添加单一的阻燃剂。这些添加型的阻燃剂势必会影响涂层的硬度、耐磨性及其透过率。此外，尽管通过优化的分散工艺能维持传统的阻燃剂在涂层材料中的分散性，但颗粒在涂层材料中的稳定性较差，放置一段时间后，阻燃剂会沉淀分离出来。如CN1065667A报道了一种由硼砂26-32wt％、硫酸钠12-16wt％、氯化钠40-50wt％、滑石粉6-10wt％组成的透明防火涂层材料，可以用在木材、胶合板材料中。但由于大量无机物的存在，使其透明性不高且耐水性不好。

氧化锡锑因为其良好的红外反射功能，在隔热涂层材料上有广泛的应用。CN 101792636A公开了一种可紫外光固化的水性隔热纳米复合涂层材料及其制备方法。所制备的纳米复合涂层材料固化速度快、力学性能好；使用时将该涂层材料涂于基材上，经紫外光固化得到的固化薄膜具有良好的透明性和隔热性能，可用作汽车或建筑物玻璃的隔热保护涂层。CN 101580673公开了一种用于玻璃表面的透明隔热涂层材料，该涂层材料由硅树脂乳液、纯丙烯酸乳液及纳米掺锑二氧化锡(ATO)粉体等组份组成，涂布于玻璃基材上，具有透光率高、隔热性优良、成木低廉、性价比高的特点，并且施工方便。但是这些发明专利均未提到ATO的阻燃作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种UV固化阻燃涂层材料的制备方法，还提供一种由该方法制得的UV固化阻燃涂层材料，该UV固化阻燃涂层材料能从源头上阻止热量的传递，有效地降低涂层材料表面和内部环境温度，达到改善工作环境、降低能耗的目的。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种UV固化阻燃涂层材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)制备功能溶胶，该功能溶胶为硅烷偶联剂改性的纳米溶胶，或为醇盐与硅烷偶联剂共水解生成的溶胶；

(2)在分散釜中加入质量百分比为20％-70％的UV固化树脂、质量百分比为20％-50％的活性稀释剂、质量百分比为5％-40％的功能溶胶、质量百分比为0-15％的纳米氧化锡锑浆料、质量百分比为0-5％的玻璃微珠、质量百分比为3％-5％的引发剂和质量百分比为0.1％-0.6％的流平剂，在1000-2000rpm转速下分散0.5-3小时，即可得到UV固化高硬耐磨阻燃涂层材料。

所述步骤(1)中，该硅烷偶联剂改性的纳米溶胶的制备过程为：在反应器中先加入质量百分比为20％-70％的纳米溶胶和质量百分比为20％-70％的硅烷偶联剂，搅拌均匀后加入质量百分比为4％-10％的去离子水和质量百分比为0.1％-1％的醋酸，搅拌反应6-8小时候陈化25小时，即可得该硅烷偶联剂改性的纳米溶胶；

所述纳米溶胶为纳米二氧化硅溶胶、纳米三氧化二铝溶胶、纳米氧化锆溶胶和纳米氧化钛溶胶中的至少一种；

所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。

所述步骤(1)中，该醇盐与硅烷偶联剂共水解生成的溶胶的制备过程为：在反应器中先加入质量百分比为20％-70％的正硅酸乙酯、质量百分比为20％-70％的γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧硅烷，搅拌均匀后加入质量百分比为4％-10％的去离子水和质量百分比为0.1％-1％的醋酸，搅拌反应6-8小时后陈化24小时，即可得该醇盐与硅烷偶联剂共水解生成的溶胶。