一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法

摘要

本发明公开了一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，涉及防腐涂料技术领域，包括以下步骤：将葡萄糖溶于水进行水热反应，将产物干燥后分散到水中，加入氯化硅，水热反应，干燥，煅烧，将煅烧产物浸渍在ACQ中，干燥，再加入混酸中，超声，干燥，得物料d；将物料d与多元酸混合，超声反应，然后加入多元醇和催化剂，通入氮气，熔融聚合，再加入9,10‑二羟基十六酸进行封端反应，加入丙二醇乙醚和水，得改性聚酯乳液；向改性聚酯乳液中加入氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂和去离子水，混合，即得。本发明制得的水性聚酯涂料性能优异，具有很好的防虫防腐、阻燃性能，且涂膜硬度高，耐摩擦，常温下放置一年不沉降。

权利要求

1.一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将葡萄糖溶于水后转移至水热反应釜中，于170-180℃水热反应4-6h，洗涤，干燥，得物料a，将物料a分散到水中，加入氯化硅，超声分散，调节pH至10-11，搅拌，转移至水热反应釜中，于180-190℃水热反应2-4h，洗涤，干燥，煅烧，得物料b，将物料b浸渍在ACQ防腐剂水溶液中，离心，干燥，得物料c，将物料c加入到含浓硫酸和浓硝酸的混酸中，在40-50℃下超声，洗涤，干燥，得物料d；

S2、将物料d与多元酸己二酸、二羟甲基丙酸、邻苯二甲酸混合，超声40-60min，然后加入多元醇1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷，再加入催化剂，通入氮气，加热熔融聚合，再加入9,10-二羟基十六酸进行封端反应，降温，加入丙二醇乙醚和水，稀释至固含量为50-55%，得改性聚酯乳液；

S3、向改性聚酯乳液中加入氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂和去离子水，混合，搅拌，即得。

2.根据权利要求1所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，S1中，葡萄糖、氯化硅的重量比为2.4-3.5：5.4-8.1。

3.根据权利要求1或2所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，S1中，煅烧温度为700-800℃，煅烧时间为2-5h。

4.根据权利要求1或2所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，S1中，将物料b浸渍在11-15%ACQ防腐剂水溶液中12-15h，料液比为1：4-6；将物料c加入到浓硫酸和浓硝酸混酸中，料液比为1：3-5，其中浓硫酸和浓硝酸的体积比3：1，在40-50℃下超声分散50-60min。

5.根据权利要求1或2所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，S2中，己二酸、二羟甲基丙酸、邻苯二甲酸的重量比为50-60：15-22：20-28。

6.根据权利要求1或2所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，S2中，物料d的加入量为多元酸总重量的2-5%。

7.根据权利要求1或2所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，S2中，

1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷的重量比为7-15：12-21：20-30：15-22。

8.根据权利要求1或2所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，S2中，多元醇、多元酸、9,10-二羟基十六酸的摩尔比为1：1.3-1.6：0.1-0.2。

9.根据权利要求1或2所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，S2中，丙二醇乙醚和水的重量比为7-15：20-30。

10.根据权利要求1或2所述的木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，其特征在于，改性聚酯乳液、氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂、去离子水的重量比

45-57：4-7：0.3-0.6：0.5-2：0.2-1：7-15：2-4：8-15。

说明书

一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及防腐涂料技术领域，尤其涉及一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法。

背景技术

[0002] 随着人们居住环境的日益改善以及环保意识的日渐加强，越来越多的人开始追求更节能，更舒适的绿色生活，木质建筑因其与生俱来的生态型特点在居住及其他使用等诸多方面的优势而备受青睐。然而，木材作为一种天然有机材料，具有明显的生物特性，易被菌、虫等生物侵袭，此外，木材还是一种易燃材料，因此，对木材进行防腐措施是十分有必要的，使用防腐涂料增强木材的防腐和阻燃性能是一种既经济又有效的方法。

[0003] 水性涂料作为环保型涂料的一个重要研究方向，越来越受到人们的重视。其中，水性聚酯涂料广泛应用于金属和木器的表面保护和装饰中，具有附着力强、丰满度高、耐冲击性优良等优点。虽然水性聚酯涂料的优点较为突出，但是其防腐性能、阻燃性能和漆膜硬度等仍有待进一步的提升。

发明内容

[0004] 基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，该涂料具有很好的防虫防腐、阻燃性能，且涂膜硬度高，耐摩擦，储藏稳定性好。

[0005] 本发明提出的一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0006] S1、将葡萄糖溶于水后转移至水热反应釜中，于170-180℃水热反应4-6h，洗涤，干燥，得物料a，将物料a分散到水中，加入氯化硅，超声分散，调节pH至10-11，搅拌，转移至水热反应釜中，于180-190℃水热反应2-4h，洗涤，干燥，煅烧，得物料b，将物料b浸渍在ACQ防腐剂水溶液中，离心，干燥，得物料c，将物料c加入到含浓硫酸和浓硝酸的混酸中，在40-50℃下超声，洗涤，干燥，得物料d；

[0007] S2、将物料d与多元酸己二酸、二羟甲基丙酸、邻苯二甲酸混合，超声40-60min，然后加入多元醇1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷，再加入催化剂，通入氮气，加热熔融聚合，再加入9,10-二羟基十六酸进行封端反应，降温，加入丙二醇乙醚和水，稀释至固含量为50-55％，得改性聚酯乳液；

[0008] S3、向改性聚酯乳液中加入氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂和去离子水，混合，搅拌，即得。

[0009] 优选地，S1中，葡萄糖、氯化硅的重量比为2.4-3.5：5.4-8.1。

[0010] 优选地，S1中，煅烧温度为700-800℃，煅烧时间为2-5h。

[0011] 优选地，S1中，将物料b浸渍在11-15％ACQ防腐剂水溶液中12-15h，料液比为1：4-6；优选地，将物料c加入到浓硫酸和浓硝酸混酸中，料液比为1：3-5，其中浓硫酸和浓硝酸的体积比3：1，在40-50℃下超声分散50-60min。

[0012] 优选地，S2中，己二酸、二羟甲基丙酸、邻苯二甲酸的重量比为50-60：15-22：20-28。

[0013] 优选地，S2中，物料d的加入量为多元酸总重量的2-5％。

[0014] 优选地，S2中，1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷的重量比为7-15：12-21：20-30：15-22。

[0015] 优选地，S2中，多元醇、多元酸、9,10-二羟基十六酸的摩尔比为1：1.3-1.6：0.1-0.2。

[0016] 优选地，S2中，丙二醇乙醚和水的重量比为7-15：20-30。

[0017] 优选地，改性聚酯乳液、氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂、去离子水的重量比45-57：4-7：0.3-0.6：0.5-2：0.2-1：7-15：2-4：8-15。

[0018] 有益效果：本发明提供了一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，首先是采用水热法以葡萄糖为碳源制备碳微球，再加入氯化硅，硅正离子能够吸附聚集在碳微球表面，形成硅碳前驱体，经高温煅烧，碳硅前驱体内的碳核骨架被氧化成二氧化碳核水逸出，而硅正离子则形成二氧化硅纳米颗粒的晶核并不断吸附聚集反应体系中新生成的的二氧化硅，从而得到空心球壳骨架，然后利用浸渍法将ACQ防腐剂填充到中空二氧化硅微球中，使其能够缓慢释放出防腐成分，然后将其加入到混酸中进行氧化；将表面氧化的防腐微球加入到多元酸中进行混合，使其接枝到多元酸中，提高其分散性，再加入多元醇，在催化剂的作用下进行多元醇和多元酸发生熔融聚合，由于二氧化硅微球表面含有羟基和羧基，在熔融聚合过程中均匀分散在聚酯树脂体系中，与聚酯链段化学键结合，一方面，聚酯链段包裹在二氧化硅微球表面，避免其在水性聚酯树脂中的团聚沉降，提高其稳定性，改善水性聚酯涂料的漆膜硬度，减轻木质建筑因摩擦而造成的损害程度，另一方面，由于二氧化硅微球中空负载有防腐剂，从而将防腐成分直接引入到聚酯链段上，提高聚酯树脂的防腐性；聚酯制备过程中，采用多种醇和酸，并对其进行合理配比，控制其支化度，提高聚酯的光泽、粘度、流平等性能，得到综合性能优异的水性聚酯材料，并加入9,10-二羟基十六酸进行封端，以提高树脂中羧基含量使其具有水可分散性，加入三乙胺进行中和，制得聚酯水分散体，再将其与氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂和去离子水进行混合，得到性能优异的水性聚酯涂料，该涂料具有很好的防虫防腐、阻燃性能，且涂膜硬度高，耐摩擦，常温下放置一年不沉降。

具体实施方式

[0019] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

[0020] 实施例1

[0021] 本发明提出的一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0022] S1、将葡萄糖溶于水配制成5％的溶液，转移至水热反应釜中，于170℃水热反应4h，洗涤，干燥，得物料a，将物料a分散到水中，加入氯化硅，其中，葡萄糖、氯化硅的重量比为2.4：5.4，超声分散20min，调节pH至10，搅拌，转移至水热反应釜中，于180℃水热反应2h，洗涤，干燥，在700℃煅烧2h，得物料b，将物料b浸渍在11％ACQ防腐剂水溶液中12h，料液比为1：4，离心，干燥，得物料c，将物料c加入到含浓硫酸和浓硝酸的混酸中，料液比为1：3，其中浓硫酸和浓硝酸的体积比3：1，在40℃下超声50min，洗涤，干燥，得物料d；

[0023] S2、将己二酸、二羟甲基丙酸、邻苯二甲酸按照50：22：28的重量比混合，得到多元酸，向其中加入多元酸总重量的2％的物料d，超声40min，然后加入多元酸，多元醇由1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷按照7：21：20：22的重量比组成，再加入催化剂，通入氮气，加热熔融聚合，再加入9,10-二羟基十六酸进行封端反应，其中，多元醇、多元酸、9,10-二羟基十六酸的摩尔比为1：1.3：0.1，降温，加入重量比为7：30的丙二醇乙醚和水，稀释至固含量为50％，得改性聚酯乳液；

[0024] S3、将改性聚酯乳液、氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂、去离子水按照重量比45：7：0.3：0.5：1：7：4：8进行混合，搅拌，即得。

[0025] 实施例2

[0026] 本发明提出的一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0027] S1、将葡萄糖溶于水配制成8％的溶液，转移至水热反应釜中，于180℃水热反应6h，洗涤，干燥，得物料a，将物料a分散到水中，加入氯化硅，其中，葡萄糖、氯化硅的重量比为3.5：8.1，超声分散30min，调节pH至11，搅拌，转移至水热反应釜中，于190℃水热反应4h，洗涤，干燥，在800℃煅烧5h，得物料b，将物料b浸渍在15％ACQ防腐剂水溶液中15h，料液比为1：6，离心，干燥，得物料c，将物料c加入到含浓硫酸和浓硝酸的混酸中，料液比为1：5，其中浓硫酸和浓硝酸的体积比3：1，在50℃下超声60min，洗涤，干燥，得物料d；

[0028] S2、将己二酸、二羟甲基丙酸、邻苯二甲酸按照60：15：20的重量比混合，得到多元酸，向其中加入多元酸总重量的5％的物料d，超声60min，然后加入多元酸，多元醇由1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷按照15：12：30：15的重量比组成，再加入催化剂，通入氮气，加热熔融聚合，再加入9,10-二羟基十六酸进行封端反应，其中，多元醇、多元酸、9,10-二羟基十六酸的摩尔比为1：1.6：0.2，降温，加入重量比为15：20的丙二醇乙醚和水，稀释至固含量为55％，得改性聚酯乳液；

[0029] S3、将改性聚酯乳液、氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂、去离子水按照重量比57：4：0.6：2：0.2：15：2：15进行混合，搅拌，即得。

[0030] 实施例3

[0031] 本发明提出的一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0032] S1、将葡萄糖溶于水配制成6％的溶液，转移至水热反应釜中，于175℃水热反应4.5h，洗涤，干燥，得物料a，将物料a分散到水中，加入氯化硅，其中，葡萄糖、氯化硅的重量比为2.9：6.8，超声分散25min，调节pH至10.5，搅拌，转移至水热反应釜中，于185℃水热反应3h，洗涤，干燥，在720℃煅烧3h，得物料b，将物料b浸渍在12％ACQ防腐剂水溶液中13h，料液比为1：4，离心，干燥，得物料c，将物料c加入到含浓硫酸和浓硝酸的混酸中，料液比为1：
3.5，其中浓硫酸和浓硝酸的体积比3：1，在45℃下超声55min，洗涤，干燥，得物料d；

[0033] S2、将己二酸、二羟甲基丙酸、邻苯二甲酸按照55：18：25的重量比混合，得到多元酸，向其中加入多元酸总重量的3％的物料d，超声50min，然后加入多元酸，多元醇由1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷按照10：18：24：20的重量比组成，再加入催化剂，通入氮气，加热熔融聚合，再加入9,10-二羟基十六酸进行封端反应，其中，多元醇、多元酸、9,10-二羟基十六酸的摩尔比为1：1.4：0.1，降温，加入重量比为10：25的丙二醇乙醚和水，稀释至固含量为52％，得改性聚酯乳液；

[0034] S3、将改性聚酯乳液、氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂、去离子水按照重量比50：5：0.4：1：0.5：12：3：10进行混合，搅拌，即得。

[0035] 实施例4

[0036] 本发明提出的一种木质建筑用阻燃防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0037] S1、将葡萄糖溶于水配制成7％的溶液，转移至水热反应釜中，于170℃水热反应5h，洗涤，干燥，得物料a，将物料a分散到水中，加入氯化硅，其中，葡萄糖、氯化硅的重量比为3.2：76.8，超声分散30min，调节pH至11，搅拌，转移至水热反应釜中，于190℃水热反应
3h，洗涤，干燥，在750℃煅烧4h，得物料b，将物料b浸渍在13％ACQ防腐剂水溶液中14h，料液比为1：5，离心，干燥，得物料c，将物料c加入到含浓硫酸和浓硝酸的混酸中，料液比为1：4，其中浓硫酸和浓硝酸的体积比3：1，在45℃下超声60min，洗涤，干燥，得物料d；

[0038] S2、将己二酸、二羟甲基丙酸、邻苯二甲酸按照57：20：23的重量比混合，得到多元酸，向其中加入多元酸总重量的4％的物料d，超声55min，然后加入多元酸，多元醇由1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二羟甲基丙烷按照12：15：27：18的重量比组成，再加入催化剂，通入氮气，加热熔融聚合，再加入9,10-二羟基十六酸进行封端反应，其中，多元醇、多元酸、9,10-二羟基十六酸的摩尔比为1：1.5：0.2，降温，加入重量比为12：24的丙二醇乙醚和水，稀释至固含量为53％，得改性聚酯乳液；

[0039] S3、将改性聚酯乳液、氨基树脂、三乙醇胺、磷酸三甲苯酯、硼酸锌、填料、其它助剂、去离子水按照重量比53：6：0.5：1.2：0.8：10：3：12进行混合，搅拌，即得。

[0040] 对本发明实施例1-4中制备的木质建筑用阻燃防腐涂料喷涂到20×10cm的木板上，将该样板进行耐水性、阻燃性和耐盐雾性能测试。

[0041] 1、耐水性：将涂漆样板面积的2/3浸泡到蒸馏水中，240h后取出，涂层无气泡、失光、变色、脱落等破坏现象。

[0042] 2、阻燃性：将涂漆样板放在燃烧柜内盛酒精的燃烧盘上，点火燃烧92s熄火，测得失重率0.82％。

[0043] 3、耐盐雾性：将涂漆样板放入3％的氯化钠溶液中，在40℃下浸泡240h，表面无裂纹和腐蚀坑的痕迹。

[0044] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。