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一种含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯及其的环氧丙烯酸酯阻燃涂料

摘要

本发明公开了一种含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯及其的环氧丙烯酸酯阻燃涂料,通过磷酸与环氧氯丙烷反应制备了含P产物PEPI,再将PEPI与丙烯酰胺反应制备了含P、N活性单体PAEA,并将其与环氧丙烯酸酯及活性稀释剂复配,经UV固化制备了含P、N的环氧丙烯酸酯涂料,硬度高,耐酸碱,抗冲击,耐洗刷,附着力好,高温高热稳定性好,且改善了涂料的阻燃性能。

著录项

  • 公开/公告号CN108359293A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2018-08-03

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 莆田学院;

    申请/专利号CN201810063569.0

  • 发明设计人 杨磊;林启;傅丽君;

    申请日2018-01-23

  • 分类号

  • 代理机构厦门市首创君合专利事务所有限公司;

  • 代理人张松亭

  • 地址 351100 福建省莆田市城厢区学园中街1133号

  • 入库时间 2023-06-19 06:30:06

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-07-28

    授权

    授权

  • 2018-08-28

    实质审查的生效 IPC(主分类):C09D4/02 申请日:20180123

    实质审查的生效

  • 2018-08-03

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明属于阻燃涂料技术领域,具体涉及一种含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯及其的环氧丙烯酸酯阻燃涂料。

背景技术

环氧丙烯酸酯(EA)是紫外光固化涂料中应用最广泛的树脂。UV固化EA涂层因具有硬度高、耐化学性能优良、环保节能、固化快的优点,现已发展成为一种新型的绿色涂料,在建筑、竹木地板装饰及贵重木质家具领域具有广泛的应用范围。尤其其涂层透明高,具有作为古木建筑及名贵家具的透明涂层的潜质,但由于其阻燃效果差,限制了其作为古木建筑及名贵家具透明涂层的应用前景。UV固化环氧丙烯酸酯涂层耐热和阻燃性能差,一定程度上限制UV固化技术的应用。因此,研究开发阻燃UV固化EA涂料已成为一个新热点。

制备阻燃材料一般有两种方法:一是物理型的,即添加型阻燃材料,在高分子材料的后处理或成型加工中直接加入阻燃剂,阻燃剂一般不与高分子材料发生化学反应;另一种化学型的,即反应型阻燃材料,在制备过程中,把阻燃剂作为反应物,参与高分子的反应。添加型阻燃材料往往存在相容性和材料力学性能降低等问题。因此研究反应型阻燃材料就显得尤为重要,它可以提高材料的阻燃性能而不牺牲材料的力学性能,是近年来阻燃材料研究的热点。

目前改善环氧丙烯酸酯涂层阻燃效果的方法有添加含P、N或Si等阻燃单体,这样可以避免添加型阻燃剂带来的阻燃剂易迁移、阻燃效果不长久等不良影响,同时还可以改善材料的力学性能。磷-氮构成的协同体系具有很好的阻燃效果,添加含Si阻燃单体对体系阻燃效果较含P阻燃单体差,且其成本高,虽然能使材料保持较好的力学性能,但不实用。因此为改善UV固化丙烯酸酯涂料的阻燃性能,需要设计制备一种P、N含量高的丙烯酸酯活性阻燃单体,并用于UV固化环氧丙烯酸酯涂料的制备及性能改进,以制备出阻燃效果优良的UV固化环氧丙烯酸酯涂料,进一步扩大该类材料的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供了一种含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯及其的环氧丙烯酸酯阻燃涂料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是:

一种含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体,其结构式如下式所示:

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是:

一种上述含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体的制备方法,包括:

1)在-5~5℃下,将溶有环氧氯丙烷的丙酮滴加至磷酸中,所述磷酸与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2~4,控制滴加速度保证滴加过程中反应体系温度保持稳定;滴加完成后,加入甲氧基苯酚,在75~85℃反应9~11h,得到PEPI;

2)将步骤1)制得的PEPI与丙烯酰胺溶于丙酮中,搅拌下加入AlCl3,所述PEPI、丙烯酰胺与AlCl3的摩尔比为0.8~1.2:0.8~1.2:0.8~1.2,35~55℃反应,待无气体产生时反应完成,得到所述含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是:

一种含有上述的含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体的环氧丙烯酸酯阻燃涂料,按质量份数计,包括:所述含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体10~90份,PCT 0.5~4份,环氧丙烯酸酯10~85份。

一实施例中:按质量份数计,包括:所述含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体55~65份,PCT1~3份,环氧丙烯酸酯35~40份。

一实施例中:按质量份数计,包括:所述含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体75~85份,PCT1~3份,环氧丙烯酸酯15~20份。

一实施例中:按质量份数计,包括:所述含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体35~45份,PCT1~3份,环氧丙烯酸酯55~60份。

一实施例中:按质量份数计,包括:所述含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体15~25份,PCT1~3份,环氧丙烯酸酯75~80份。

一实施例中:还包括占涂料体系总质量3~5%的引发剂。

一实施例中:所述引发剂为光引发剂1173。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之四是:

一种上述的环氧丙烯酸酯阻燃涂料的制备方法,按所述质量份数计,将环氧丙烯酸酯、PCT及含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体混合成均一体系,即得。

本技术方案与背景技术相比,它具有如下优点:

本发明通过磷酸与环氧氯丙烷反应制备了含P产物(PEPI),再将PEPI与丙烯酰胺反应制备了含P、N活性单体(PAEA),并将其与环氧丙烯酸酯(EA)及活性稀释剂复配,经UV固化制备了含P、N的EA涂料,硬度高,耐酸碱,抗冲击,耐洗刷,附着力好,高温高热稳定性好,且改善了涂料的阻燃性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为环氧氯丙烷的红外光谱图。

图2为PEPI在反应过程中的红外光谱图。

图3为PEPI与PAEA的红外谱图。

图4为EA2涂层在不同UV固化时间下的红外谱图。

图5为UV固化涂膜双键转化率与固化时间的关系。

图6为PAEA含量对涂层透光率的影响(图中a-EA1,b-EA2,c-EA3,d-EA4,e-EA5)。

图7为涂层的透明程度照片(图中a-EA1,b-EA2,c-EA3,d-EA4,e-EA5)。

图8为PAEA含量与吸水率的关系曲线。

图9为含PAEA的UV固化EA涂层的TG曲线(图中a-EA1,b-EA4)。

图10为UV固化EA涂膜燃烧后的数码照片。

图11为含PAEA的EA固化涂层热释放速率曲线。

图12为EA1热降解过程红外谱图分析。

图13为EA2热降解过程红外谱图分析。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本发明的内容:

实施例1:PEPI的制备

在250mL的三口烧瓶中,加入0.1mol的磷酸,将三口烧瓶置于冰浴中,取0.3mol的环氧氯丙烷溶于100mL的丙酮中,用滴液漏斗缓慢地加入三口烧瓶中,其加入速度以反应体系温度不致骤升、保持稳定为宜,待滴加完成后,向体系中加入少量对甲氧基苯酚,将体系移至水浴锅升温至80℃,反应约10h。将反应产物移入蒸馏瓶中,减压蒸馏,提纯即得到PEPI。其反应式如下:

实施例2:PAEA单体的制备

在250mL的三口烧瓶中加入0.05mol PEPI、0.05mol的丙烯酰胺和100mL的丙酮,搅拌,直至溶液变澄清为止。然后在搅拌下加入0.05mol的AlCl3,溶液变浑浊,反应时有HCl气体放出,温度控制在40~50℃,用pH试纸测得反应无气体产生即反应完成,将所得产品旋转蒸发得到纯的含氮和羟基的丙烯酰磷酸酯单体(PAEA单体)。其反应式如下:

实施例3:含PAEA的环氧丙烯酸酯UV固化阻燃涂料的制备

将环氧丙烯酸酯(EA)、丙烯酰化膦腈(PCT)及PAEA单体混合,再加入占EA、PCT、PAEA总质量4wt.%的Darocur 1173,搅拌成均一溶液(若必要时可以稍微加热或超声波振荡,使物料分散均匀)。环氧丙烯酸酯体系中PAEA阻燃单体的含量分别为0wt.%、20wt.%、40wt.%、60wt.%、80wt.%、,将EA及单体混合后涂在玻璃板上,涂层厚度为100μm,然后用800W/cm2的高压汞灯照射一定时间,使其固化成膜,其UV固化涂层配方如表1所示。

表1含PAEA的环氧丙烯酸酯UV固化阻燃涂料的配方

将上述实施例应用于下述实验例:

实验例1:涂层吸水率测定

把固化涂层裁剪成10mm×10mm的试样各3块,烘干称重得W1,在去离子水中浸泡6h后擦去表面吸附水称重得W2,按下列公式计算吸水率W:

W=(W2-W1)/W1×100%

实验例2:硬度测定

用铅笔硬度法测定固化膜的硬度,按照GB/T 6739-1996测试,将玻璃片固定在水平平面上,铅笔置于硬度仪上,使其与漆膜成45°,以恒定的速度转动硬度仪,从最硬的铅笔开始,每级铅笔划五道,直至五道划痕都不划伤固化膜的铅笔为止,此铅笔的硬度即代表所测固化膜的硬度。本实验选用中华牌铅笔,硬度范围HB~6H测定。

实验例3:附着力测定

采用了GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》为测定的标准,试验的结果可以分为0~5六个等级,其中0级的附着性能最好,而5级的附着性能最差。

实验例4:耐酸耐碱性测定

配制20%和30%的硫酸溶液和氢氧化钠溶液,将涂层分别浸泡在其中,每隔8h观察一次表面颜色及状态,然后将其与未浸泡的样品进行对照,比较其颜色及状态变化。浸泡时间大于8h小于24h时,涂膜无变化则视其耐介质性一般;当浸泡的时间大于24h时,涂膜没有明显的变化则视其耐介质性优良。

实验例5:抗冲击性测定

按照GB/T 1732–1993《漆膜耐冲击性测定法》测出样品的抗冲击性。

实验例6:热重分析

用热重分析仪对样品进行热重分析,温度范围为室温到700℃,升温速率为10℃/min,在空气氛中。

实验例7:极限氧指数(LOI)试验

LOI实验时所选用试样的尺寸为100×6.5×3mm3,然后按GB/T>

实验例8:垂直燃烧(UL-94)试验

UL-94的测试按GB 2408-80的标准在水平垂直燃烧测定仪上进行测试。样条的尺寸为100×12.7×3mm3

实验例9:耐洗刷性测定

涂膜的耐洗刷性以GB/T 9266-88为标准进行测定。

实验例10:FT-IR分析

用红外光谱仪测试合成产物UV固化后吸收峰的变化情况,从而监控涂层的光固化动力学。其中固体粉末与KBr压片进行测试,涂膜直接测试,液体涂抹在KBr晶片上测试。

实验例11:透射率的测定

用紫外/可见分光光度计测定涂层在200~900nm范围内的UV-Vis透射光谱。

实验例12:热释放速率的测定

锥形量热计实验按照ISO 5660标准试验方法,在锥型量热计上测试,试样的尺寸为100×100×3mm3,试验时所用的辐射热通量为35kW/m2

实验例13:碳碳双键转化率的测定

根据公式计算出C=C双键转化率。式中,A0、At分别为C=C双键在t=0s、t时的峰面积;S0、St分别是C=O在t=0s、t时的峰面积。公式如下:

上述实验例结果如下:

1.PEPI的红外分析

图1为环氧氯丙烷的红外谱图,图2为PEPI在不同反应时间的红外谱图。由图1可以看出,环氧基团在927cm-1、856cm-1有明显伸缩振动吸收峰。图2与图1比较,由于环氧氯丙烷中的环氧基团容易开环,与磷酸发生开环加成反应,谱图发生了一系列变化:图1中的环氧基团在927cm-1、856cm-1的特征吸收峰基本消失,说明环氧氯丙烷基本反应完全。图2中,随着反应时间的增加,3354cm-1处的-OH键的伸缩振动峰、2983cm-1处P上的-OH伸缩振动吸收峰明显减少,表明磷酸上的-OH与环氧基团发生加成反应,且反应趋于完全。图2中1224cm-1为-P=O双键的伸缩振动吸收峰,1049cm-1为P上的-O-C单键伸缩振动吸收峰,说明反应后产物结构中存在磷酸酯基团,合成了PEPI。

2.PAEA单体的红外分析

图3为制备的PEPI与PAEA的红外光谱图。由图可以看出PAEA单体多了1672cm-1的酰胺键的伸缩振动吸收峰,1625cm-1的-C=C的伸缩振动吸收峰,表明PEPI单体上的-Cl与氨基发生取代反应。

3.PAEA含量对UV固化EA涂层的固化动力学的影响

以PAEA添加量占体系含量20%的UV固化涂层(即EA2)为例,观察涂层在不同固化时间下的红外谱图,如图4所示,随着固化时间的增加,C=C双键在1635.5cm-1处的吸收峰逐渐变小,当固化时间为20s的时其吸收峰基本消失,固化趋于完全。图5为UV固化涂膜双键转化率与固化时间的关系,由图5可见,双键转化率随固化时间的增加而增加,到一定的程度后趋于稳定,这主要是因为体系形成了交联的网络结构,阻碍大分子自由基的迁移,导致了自由基的数量增加,从而使双键转化率增加。当反应进行到一定的程度,自由基迁移的不断受限以及活性自由基数的减少造成交联速度下降,有些未反应的活性单体以及自由基就残留在了网络的结构之中。随PAEA含量的变化,固化时间在20s之前双键转化率随固化时间的增加而增加,随PAEA含量的增加而增加,固化时间超过20s,最终双键转化率随PAEA含量的增加而呈现下降趋势,这主要是由于单体的加入提高了双键的含量,降低了体系粘度,使得体系更快地达到最大反应速率,在体系中更早地形成凝胶,致使其余双键难于进一步聚合,因此,最终双键转化率降低。

4.PAEA含量对UV固化涂膜透光率的影响

图6为含PAEA的EA涂层的紫外-可见-光谱图。由图可见,在200~300nm的紫外光区域,涂层的透光率几乎为0,说明涂层具有很好的防紫外线功能;在300~400nm,涂层的透光率随波长的增加而增大;在400~700nm的可见光的区域,所测涂层的透射率均超过80%,但随PAEA添加量增加,涂膜的可见光透射率呈下降的趋势,这主要是由于PAEA为三官能度单体,随PAEA含量的增加,单体的交联度增加,硬度相应增加,使体系结构更为致密,导致透光率降低。这表明PAEA含量越高,对涂膜的透光率影响越大。

图7是UV固化EA涂层覆盖在文字上面的数码照片。其中a、b、c、d、e分别为PAEA含量为体系0%、20%、40%、60%、80%的环氧丙烯酸酯涂层。由图可知,5类UV固化涂层的透明度均较佳,均能清晰看到涂层下面的文字。随PAEA含量的增加,涂层的透明度降低,其中PAEA含量为80%时的涂层的透明度最差。

5.PAEA含量对UV固化EA涂膜物理性能及耐化学药品的影响

表2 PAEA的含量对UV固化涂膜的物理及耐化学药品性能的影响

由表2中可见随固化涂层中PAEA含量的增加,其铅笔硬度逐渐增加,但是抗冲击性则逐渐降低,当PAEA含量为体系总量的60%(即EA4)时,硬度达到4H并趋于稳定,耐酸性耐碱性均大于40h而未被腐蚀,耐洗刷次数最高,达到13730次,但是抗冲击性则是逐渐降低,这是因为涂料的柔韧性取决于成膜物质的性质,环氧丙烯酸酯树脂的合力强,蠕变小,因而涂层的柔韧性较好,但是随着PAEA含量的增加,涂层冲击强度降低,硬度升高,因为PAEA为三官能度活性单体,随其含量的增加,涂层交联密度提高。由表2还可见涂层的耐酸性比耐碱性好,且有含PAEA的涂层的耐酸性、耐碱性均比不含PAEA的涂层的强,其主要原因是随PAEA含量的增加,限制了体系的溶胀度,使耐酸性、耐碱性相应提高。

6.PAEA含量对UV固化涂膜吸水率的影响

由图8可见随PAEA含量的增加,涂膜的吸水率降低,即涂膜的耐水性增加,因为PAEA活性单体为三官能度单体,随其含量增加,涂层交联密度提高,致使涂层不易溶胀,当PAEA用量为体系的60%时,涂膜的吸水率为0.31%,之后涂膜的吸水率下降趋缓。

7.PAEA含量对UV固化涂膜的热稳定性的影响

图9为含PAEA的UV固化环氧丙烯酸酯涂层的TG曲线,反应了不同PAEA含量的涂层重量百分数与温度的关系。随PAEA的加入,在275℃前的体系重量基本上没有多大的损失,这时涂层的质量损失可能是因为涂层自身由于吸收的一小部分的水份在这个阶段丢失了;在275℃~390℃,涂层的质量损失增加且损失率最大;在390℃~700℃,涂层的热稳定性随PAEA的加入逐渐升高。这说明含PAEA单体的EA涂层在降解过程中发生了显著的相互作用,同时炭渣量随着温度的升高而逐渐减少,这表明PAEA阻燃EA在热降解过程中生成的炭是一种不稳定的无定形结构,在热和氧存在的条件下能够继续发生氧化反应。在340℃之后,EA4的重量百分数高于EA1,因为PAEA单体的加入能催化聚合物涂层成炭,而炭层能起到很好的隔热隔氧作用,导致质量损失减缓。

图10为UV固化的环氧树脂燃烧后残炭的数码照片,其中a、b分别为PAEA含量占体系质量0%和60%的EA涂层燃烧后的残炭图片。由图可见,PAEA含量为0%时的EA涂层燃烧后的结构疏松,残炭率较低,炭层无膨胀效果;而PAEA含量为60%时的EA涂层燃烧后结构密实,残炭率高,具有显著膨胀效果,膨胀倍数约80倍,以上现象可表明含PAEA单体的加入可以改善残炭的致密程度,提高涂层隔绝热量和氧气的能力,进而改善涂层的阻燃性能,间接反映了含PAEA的EA涂层的阻燃效果更好。

8.UV固化涂膜的热释放曲线分析

极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试被广泛用于评价材料的阻燃性能,特别是用于阻燃高分子材料,而锥形量热计能够为材料的燃烧行为提供更多有用的信息。研究发现锥形量热计的结果可以用来预测材料在火灾中的行为,例如热释放速率的峰值可以用来评价火灾强度。图11为含PAEA的EA固化涂层热释放速率曲线。EA1在点燃后燃烧非常迅速,是一个尖锐的热释放速率峰,对应的峰值为620kW/m2。对EA2和EA4涂层而言,它们的热释放速率峰值大幅度降低,并且随PAEA添加量的增加而降低,20wt.%、60wt.%的PAEA可以使PAEA/EA体系的热释放速率分别降低54.0%和59.7%,同时,阻燃EA的燃烧时间也大大延长。值得指出的是,阻燃EA涂层的点燃时间都比未阻燃的短,原因可能是磷酸酯结构首先降解,在较低的温度下释放出一些小分子可燃气体。在燃烧过程中,样品的表面生成致密的保护炭层,能有效的隔氧隔热。

9.UV固化涂膜的动态红外

EA1和EA2的热氧化降解过程用动态红外光谱跟踪检测,其结果分别如图12和图13所示。通常选择2500~3200cm-1之间的脂肪链(C-H)的特征吸收峰研究高分子材料的热氧化降解过程。由图12看出,红外光谱的透过率在350℃之前几乎没有发生变化,这和样品在350℃仍然有非常好的热稳定性是对应的。1184cm-1和1246cm-1处酯基的特征吸收峰在350℃仍然强。随着温度进一步升高,吸收峰的相对强度下降。在470℃时,所有的吸收峰都消失了,这意味着EA1完全降解。并且,在热降解的过程中无新的吸收峰出现。

图13为EA2热氧化降解过程中红外光谱。红外光谱的透过率在320℃之前几乎没有发生变化,这表明样品在320℃仍然有非常好的热稳定性。随着温度的进一步升高,吸收峰的相对强度下降。图中的主要红外谱峰如下:2972cm-1为CH2的振动;1452cm-1和1385cm-1为C-H的变形振动;830cm-1和750cm-1为C-H的摇摆振动;1734cm-1为C=O的伸缩振动;1037cm-1为P-O-C的伸缩振动;1245cm-1和1174cm-1为P=O的伸缩振动。随着温度的逐渐升高,在1037cm-1为P-O-C的伸缩振动在230℃以上快速降解,并在320℃完全消失,这说明磷酸酯在230℃开始降解,并在320℃完全降解,其中可能是磷酸酯(P-O-C)结构在320℃降解生成P-O-P结构。当温度升高到350℃时,1245cm-1处P=O的特征吸收峰向高波数移动,并移到1260cm-1处。2972cm-1处C-H的特征吸收峰和1734cm-1处C=O的特征峰在320℃之前几乎没有变化,这表明EA/PAEA混合体系在320℃之前主要是P-O-C发生降解。与EA1固化膜相比,阻燃EA2固化膜的热降解过程复杂的多。

2972cm-1(C-H)和1734cm-1(C=O)的吸收峰随着温度的升高迅速下降,同时也出现一些新的吸收峰。在1150cm-1处出现新的吸收峰,归属于P-O-C。当温度升高到350℃时,875cm-1处出现了一个新的吸收峰,875cm-1处为P-O-P的不对称吸收峰,1260cm-1处的吸收峰归属为(P=O)-O-P的吸收峰。这些新出现的吸收峰在470℃时格外明显。这说明EA2和EA1的热降解历程完全不同。EA2固化材料中,P-O-C官能团首先降解生成聚磷酸,进一步催化EA降解,交联成炭。

10.PAEA含量对丙烯酸酯涂层阻燃效果的影响

表3含PAEA的丙烯酸酯涂层的极限氧指数和垂直燃烧结果

极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试(UL-94)是应用最广泛的两种用于材料阻燃性能测试的方法。从表3中可以看出,涂层的极限氧指数随PAEA含量增加而增加,当未添加PAEA时,其涂层是属于易燃的,当添加量达到40%时,可以使EA的氧指数由18.0提高到32.0,涂层的阻燃性能有很大的改善,属于难燃的级别。而其垂直燃烧级别随PAEA含量的增加而增加,直到PAEA的添加量达到60%时,其垂直燃烧级别达到了V-0级。因为P、N元素的协同阻燃,改善了残炭的致密程度,提高了残炭的含量,炭层起到物理阻隔作用,从而提高了涂层隔绝氧和热的能力,使得整个体系的阻燃性能得到提高。

结论:

(1)本发明制备了PAEA单体,并采用紫外光固化的方法合成了含PAEA的环氧丙烯酸酯涂料,实验表明,含PAEA的涂料的综合性能比不含PAEA涂料的综合性能好。在PAEA的添加量达到60%时,其力学性能最佳,涂层的铅笔硬度可达到4H,耐酸性、耐碱性均超过40h,吸水率仅为0.31%,其抗冲击性为50kg·cm,耐洗刷性可达13730次,附着力为1级,热稳定性良好。

(2)含PAEA的EA涂层在400~700nm的可见光区域的透射率均超过80%,但随PAEA添加量的增加,涂膜在可见光区域的透光率呈下降的趋势,表明PAEA含量越高,对涂膜的透光率影响越大。

(3)EA涂层随PAEA的加入,在275℃前的体系重量基本上没有大的损失,在275℃~390℃间,涂层质量损失增加;在390℃~700℃间,涂层的热稳定性随PAEA的加入逐渐升高。PAEA含量高的EA涂层燃烧后炭层结构密实,残炭率高。

(4)随固化时间增加,UV固化涂膜双键转化率明显增加;固化时间在20s之前,双键转化率随PAEA含量的增加而增加,固化时间超过20s,最终UV固化涂膜双键转化率随PAEA单体含量的增加呈下降趋势。

(5)含PAEA的UV固化丙烯酸酯涂料具有良好的阻燃效果,其极限氧指数随PAEA含量的增加而呈上升趋势,垂直燃烧级别随PAEA含量的增加而增加。热释放速率随PAEA含量的增加而降低,较未添加PAEA的EA固化涂料热释放速率峰值大幅度降低,而其的点燃时间均比未阻燃的短,同时燃烧时间也大大延长。

(6)综上可见,PAEA单体加入可以改善涂料燃烧残炭的致密程度,提高涂料隔绝热量、隔绝氧气的能力,进而改善涂料的阻燃性能,间接反映了含PAEA的环氧丙烯酸酯涂料阻燃效果较优。添加了PAEA的UV固化涂料的阻燃效果较好,其热稳定性及力学性能也均优于不含PAEA的UV涂料。

以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。

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