本发明涉及阻燃涂料技术领域，具体来讲是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法。
背景技术：
火灾是当今世界多发性灾害之一，阻燃涂料涂刷于可燃性基材表面，能改变基材表面燃烧性能，阻碍火灾快速蔓延、延长逃生或营救时间，降低火灾带来的危险和财产损失。
紫外光固化涂料，简称uv涂料，是光固化涂料的主要品种，具有固化时间短、固化温度低、能耗低、效率高等优点。uv阻燃涂料是具备阻燃功能的uv涂料，是新开发的阻燃涂料品种。公开号为cn103525272a、名称为“一种阻燃uv光固化涂料及其制备方法”的中国发明专利申请，其在涂料中加入四丁基氯化磷、六溴环十二烷等阻燃体系，使涂料具有良好的阻燃性能。公开号为cn103788843a、名称为“一种高光泽阻燃uv光固化涂料及其制备方法”的中国发明专利申请，其通过植酸钠、碳纳米管、低聚糖的混合获得了良好的阻燃性能。公开号为cn103805034a、名称为“一种防尘抗菌防火uv光固化涂料及其制备方法”的中国发明专利申请，其通过添加纳米甲壳素、氢氧化铝，使得涂料分散稳定不易沉降，不但提高了防火性能，还具有优异的耐水性、抗菌效果，安全环保。公开号为cn104087152a、名称为“一种阻燃性uv光固化涂料”的中国发明专利申请，其通过铝化合物及硫酸钠的添加，使得涂料具有固化速率高、绿色环保、安全性能高、使用成本低等优点。公开号为cn104312423a、名称为“一种uv固化阻燃涂料”的中国发明专利，其以聚磷酸铵、磷酸铵、脲磷酸盐、焦磷酸铵或磷酸二氢铵，季戊四醇、三季戊四醇、甘露醇、木糖醇、焦糖、纤维素及其衍生物或双季戊四醇为阻燃体系，获得了阻燃性能优异的uv涂料。公开号为cn105585942a、名称为“一种uv固化透明阻燃涂料”的中国发明专利申请，其以磷改性双酚环氧丙烯酸树脂、磷改性酚醛环氧丙烯酸树脂为成膜物质，提高了涂层的阻燃效果。公开号为cn106118331a、名称为“一种防火防变形的环保uv涂料及其制备方法”的中国发明专利申请，其采用椰壳活性炭、绢云母、氧化铝、石英砂等无机阻燃体系，制备了安全环保uv阻燃涂料。公开号为cn107652875a、名称为“一种uv防火涂料及其制备方法”的中国发明专利申请，其以阻燃改性含氟超支化聚氨酯——环氧丙烯酸酯树脂共聚体（磷）为添加剂，极大提高了涂层的阻燃性能。
总的来说，三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵是应用最为广泛的防火体系。由于含有卤素、羟基等基团，传统阻燃涂料的耐火性、耐久性、环保等方面的性能还有待提高。开发新的发泡剂、成炭剂和成炭催化剂体系是研究热点之一。
技术实现要素：
本发明的目的旨在提供一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，同时使用兼具发泡与成炭功能的新型成炭剂，使涂膜获得较好阻燃性能，提高了涂膜的耐水性，环保。
为了达到上述目的，本发明的新型uv阻燃涂料的技术方案是这样实现的，其特征在于包括20-35%的膨胀型阻燃体系、30-50%的uv光固化树脂、20-34%的活性稀释剂、1-4%的光引发剂及1-3%的助剂，以上皆为质量百分比。
在本技术方案中，所述膨胀型阻燃体系包括多聚磷酸铵或多聚磷酸密胺或焦磷酸哌嗪或次磷酸铝及新型三嗪类成炭剂，多聚磷酸铵或多聚磷酸密胺或焦磷酸哌嗪或次磷酸铝与新型三嗪类成炭剂的质量比例为5:1-1:1；其中：
所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，结构式为：
，其中n≥1500；
所述多聚磷酸密胺的结构式为：
，n≥1000；
所述新型三嗪类成炭剂的结构式为：
式中：x是nh、o或s；r是含1-18个碳的直链或支链烷基或含有氧、氮元素直链或支链烷基或苯基或二苯甲基或二苯酮基或二苯硫醚基或二苯二硫醚基或碳酸二苯酯基或磷酸二苯酯基或其衍生物基。
在本技术方案中，所述uv光固化树脂是丙烯酸酯预聚体、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯中的一种或几种。
在本技术方案中，所述新型uv阻燃涂料，其特征在于所述活性稀释剂为单官能丙烯酸酯单体、双官能丙烯酸酯单体中的一种或几种。
在本技术方案中，所述单官能丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的一种或几种。
在本技术方案中，所述双官能丙烯酸酯单体为1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
在本技术方案中，所述引发剂为1-羟基环己基苯酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷、2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基丙基-1-酮中的一种或几种。
在本技术方案中，所述助剂包括润湿剂、分散剂、消泡剂中的一种或几种。
在本技术方案中，所述新型uv阻燃涂料的制备方法包括以下步骤：先将15-30%光固化树脂溶液、20-35%的膨胀型阻燃剂、0-15%的活性稀释剂及1-3%的助剂，加入砂磨机中研磨15-20min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1000-1500r/min；将上述获得的颜料浆加入到剩下的光固化树脂溶液中，再加入1-4%的光引发剂及剩下的的活性稀释剂，在高速分散机中分散20-30min，过筛出料，即得到新型uv阻燃涂料，高速分散机的转速为300-600r/min。。
本发明与现有技术相比的优点为：配方简单，使用了兼具成炭和发泡功能的新型成炭剂，提高了涂膜的阻燃性能，也提高了涂膜的耐水性，环保。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
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实施例一
其是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，先准确称取200g的多聚磷酸铵（app）、100g的三嗪类成炭剂（ca1）、400g的丙烯酸酯预聚体、0.3g的润湿剂、0.9g的分散剂、0.2g的消泡剂加入砂磨机中研磨20min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1000r/min；将上述获得的颜料浆转移到高速分散机中，高速分散机的转速在300r/min下缓慢加入150g的丙烯酸异冰片酯、150g的1,6-己二醇二丙烯酸酯、25g的1-羟基环己基苯酮、5g的流平剂，分散20min至体系均匀，过滤出料，即得到新型uv阻燃涂料。该涂料制得涂层的氧指数为29.0%，冷水浸泡72h涂层无起层、发泡、脱落现象。
实施例二
其是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，先准确称取150g的多聚磷酸密胺（mpp）、50g的三嗪类成炭剂（ca2）、300g的丙烯酸酯预聚体、200g的聚酯丙烯酸酯、0.2g的润湿剂、0.7g的分散剂、0.2g的消泡剂，加入到砂磨机中研磨15min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1500rpm；将得到的浆料转移至高速分散机中，高速分散机的转速在600r/min下缓慢加入100g的乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、100g的三丙二醇二丙烯酸酯、100g的邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、20g的2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷、1g的消泡剂、5g的流平剂，分散25min至体系均匀，过滤出料，即得新型uv型阻燃涂料。该涂料制得涂层的氧指数为26.5%，冷水浸泡72h涂层无起层、发泡、脱落现象。
实施例三
其是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，先准确称取150g的焦磷酸哌嗪（ppap）、150g的三嗪类成炭剂（ca3）、350g的聚氨酯丙烯酸酯、0.3g的润湿剂、0.9g的分散剂、0.2g的消泡剂，加入到砂磨机中研磨18min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1200rpm；将得到的浆料转移至高速分散机中，高速分散机的转速在450r/min下缓慢加入120g的乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、180g的二丙二醇二丙烯酸酯、15g的2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基丙基-1-酮、0.5g的消泡剂、10g的流平剂，分散26min至体系均匀，过滤出料，即得新型uv型阻燃涂料。该涂料制得涂层的氧指数为31.5%，冷水浸泡72h涂层无起层、发泡、脱落现象。
实施例四
其是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，先准确称取200g的次磷酸铝、50g的三嗪类成炭剂（ca4）、300g的丙烯酸酯预聚体、150g的环氧丙烯酸酯、0.3g的润湿剂、0.9g的分散剂、1g的消泡剂，加入到砂磨机中研磨16min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1200rpm；将得到的浆料转移至高速分散机中，高速分散机的转速在400r/min下缓慢加入100g的2-苯氧基乙基丙烯酸酯、100g的新戊二醇二丙烯酸酯、100g的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、30g的2-羟基-2-甲基苯丙酮、1g的消泡剂、10g的流平剂，分散20min至体系均匀，过滤出料，即得新型uv型阻燃涂料。该涂料制得涂层的氧指数为27.5%，冷水浸泡72h涂层无起层、发泡、脱落现象。
实施例五
其是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，先准确称取250g的焦磷酸哌嗪（ppap）、50g的三嗪类成炭剂（ca5）、150g的丙烯酸酯预聚体、150g的氨基丙烯酸酯、0.3g的润湿剂、0.9g的分散剂、1g的消泡剂，加入到砂磨机中研磨15min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1200rpm；将得到的浆料转移至分散缸中，高速分散机的转速在500r/min下缓慢加入150g的三丙二醇二丙烯酸酯、100g的邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、150g的新戊二醇二丙烯酸酯、25g的2-羟基-2-甲基苯丙酮、1g的消泡剂、10g的流平剂，分散20min至体系均匀，过滤出料，即得新型uv型阻燃涂料。该涂料制得涂层的氧指数为26.5%，冷水浸泡72h涂层无起层、发泡、脱落现象。
实施例六
其是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，先准确称取100g的焦磷酸哌嗪（ppap）、100g的三嗪类成炭剂（ca6）、350g的聚氨酯丙烯酸酯、0.2g的润湿剂、0.8g的分散剂、0.2g的消泡剂，加入到砂磨机中研磨15min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1200rpm；将得到的浆料转移至高速分散机中，高速分散机的转速在450r/min下缓慢加入120g的乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、180g的二丙二醇二丙烯酸酯、15g的2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉基丙基-1-酮、0.5g的消泡剂、10g的流平剂，分散30min至体系均匀，过滤出料，即得新型uv型阻燃涂料。该涂料制得涂层的氧指数为28.5%，冷水浸泡72h涂层无起层、发泡、脱落现象。
实施例七
其是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，先准确称取200g的多聚磷酸铵（app）、100g的三嗪类成炭剂（ca7）、400g的丙烯酸酯预聚体、0.3g的润湿剂、0.9g的分散剂、0.2g的消泡剂加入砂磨机中研磨20min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1000r/min；将上述获得的颜料浆转移到高速分散机中，高速分散机的转速在300r/min下缓慢加入150g的丙烯酸异冰片酯、150g的1,6-己二醇二丙烯酸酯、25g的1-羟基环己基苯酮、5g的流平剂，分散20min至体系均匀，过滤出料，即得到新型uv阻燃涂料。该涂料制得涂层的氧指数为27.0%，冷水浸泡72h涂层无起层、发泡、脱落现象。
实施例八
其是一种新型uv阻燃涂料及其制备方法，先准确称取180g的多聚磷酸密胺（mpp）、60g的三嗪类成炭剂（ca8）、200g的丙烯酸酯预聚体、200g的聚酯丙烯酸酯、0.2g的润湿剂、0.8g的分散剂、0.2g的消泡剂，加入到砂磨机中研磨20min，得到颜料浆，砂磨机的转速为1500rpm；将得到的浆料转移至高速分散机中，高速分散机的转速在600r/min下缓慢加入100g的乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、100g的三丙二醇二丙烯酸酯、100g的邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、20g的2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷、1g的消泡剂、5g的流平剂，分散25min至体系均匀，过滤出料，即得新型uv型阻燃涂料。该涂料制得涂层的氧指数为28.5%，冷水浸泡72h涂层无起层、发泡、脱落现象。
对比例
准确称取300g丙烯酸酯预聚体、300g氨基丙烯酸酯、150g三丙二醇二丙烯酸酯、100g邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、150g新戊二醇二丙烯酸酯、30g2-羟基-2-甲基苯丙酮、1g消泡剂、5g流平剂，加入到分散缸中，在300-600r/min下分散20min至体系均匀，过滤出料，即得普通uv型涂料。该涂料制得涂层的氧指数为21%，冷水浸泡48h涂层无起层、发泡、脱落现象。
上述实施例1-8制备的新型膨胀型阻燃涂料及对比例制备的普通溶剂型涂料的阻燃性能、耐水性分别依据标准gb/t2406.2-2009、gb/t1733-1993测定。
以上是对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形，仍落入在本发明的保护范围内。