1.本发明涉及涂料领域，具体涉及高强度防爆防护涂料及其生产工艺。


背景技术：

2.由于玻璃材料的透明性、美观性、易清洗性以及多功能性，因此也越来越广泛的应用在各行业中，然而目前使用的玻璃中，往往在遇到明火时会产生爆裂的现象，不仅无法起到防火的作用，还会对人员造成伤害，且由于玻璃的良好导热作用，使用者在逃生时也有可能被灼热的玻璃所烫伤；
3.通过将涂料涂覆在玻璃上形成涂层可以使得玻璃破碎也不会散落，但是同时由于涂料的耐高温以及导热性能差，涂覆层热量积聚过多更易引起火灾，而现有的涂覆层阻燃性不好，在发生危险时不能有效阻止火势的蔓延；
4.因此，亟需一种能够防止玻璃爆裂且能够使得含有涂层的玻璃耐高温且能将热量快速导出，阻燃效果好高强度防爆防护涂料及其生产工艺来解决以上问题。


技术实现要素：

5.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供高强度防爆防护涂料及其生产工艺：将防爆树脂、溶剂加入至混合机中搅拌混合，得到混合料，向混合料中加入流平剂以及消泡剂继续搅拌混合，得到该高强度防爆防护涂料，解决了现有的含有涂层的玻璃耐高温以及导热性能差，涂覆层热量积聚过多更易引起火灾，而现有的涂覆层阻燃性不好，在发生危险时不能有效阻止火势的蔓延的问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.高强度防爆防护涂料，包括以下重量份组分：
8.防爆树脂55-75份、溶剂25-55份、流平剂1-3份以及消泡剂0.5-1.5份；
9.所述防爆树脂由以下步骤制备得到：
10.步骤一：将1，3-二氟苯、四氢呋喃加入至安装有搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氩气保护，在温度为-75～-80℃，搅拌速率为200-300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入正丁基锂溶液，控制滴加速率为5-10ml/min，滴加完毕后继续搅拌反应3-4h，之后加入硼酸三甲酯，之后升温至20-30℃的条件下搅拌反应10-15h，之后加入盐酸溶液继续搅拌反应2-3h，反应结束后将反应产物用无水乙醚萃取2-3次，将合并后的萃取液用无水硫酸钠干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除乙醚，得到中间体1；
11.反应原理如下：
[0012][0013]
步骤二：将中间体1、过氧化氢、去离子水以及无水甲醇加入至安装有搅拌器以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为20-25℃，搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌反应13-17h，反应结束后将反应产物用乙酸乙酯萃取2-3次，将合并后的萃取液用饱和氯化钠水溶液洗涤2-3次，之后用无水硫酸钠干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除乙酸乙酯，得到中间体2；
[0014]
反应原理如下：
[0015][0016]
步骤三：将三氯氧磷和无水三氯化铝加入至安装有温度计、搅拌器以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为200-300r/min的条件下边搅拌边加热至100-110℃，控制升温速率为3-5℃/min，之后逐滴加入中间体2溶液，控制滴加速率为1-2ml/min，滴加完毕后继续恒温搅拌反应13-17h，反应结束后，将反应产物冷却至室温，过滤，将滤液减压蒸馏，去除溶剂以及过量的三氯氧磷，得到中间体3；
[0017]
反应原理如下：
[0018][0019]
步骤四：将中间体3、无水三氯化铝、对苯二酚加入至安装有温度计、搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，边搅拌边升温至60-65℃，之后边搅拌边逐滴加入丙烯酸，控制滴加速率为1-3滴/s，滴加完毕后继续搅拌30-50min，之后升温至100-120℃的条件下继续搅拌反应3-4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后加入至氯仿中溶解，之后加入无水甲醇析出沉淀，过滤，将滤饼加入至真空干燥箱中，在温度为50-70℃的条件下烘干8-10h，得到中间体4；
[0020]
反应原理如下：
[0021][0022]
步骤五：将(3-氯丙基)三乙氧基硅烷、三乙胺以及四氢呋喃加入至安装有温度计、搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，在温度为-5-0℃，搅拌速率为300-500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入2-羟基乙基乙烯基醚溶液，控制滴加速率1-2滴/s，滴加完毕后升温至20-30℃的条件下继续搅拌反应2-3h，反应结束后将反应产物过滤，将滤液旋转蒸发，之后加入至正己烷中析出沉淀，过滤，将滤液在65-75℃的条件下浓缩至恒重，得到中间体5；
[0023]
反应原理如下：
[0024][0025]
步骤六：将纳米氧化铝粉末放置于真空干燥箱中，在温度为180-200℃的条件下干燥20-30h，之后冷却至室温后加入至至安装有温度计、搅拌器以及回流冷凝管的三口烧瓶中，之后加入中间体5和无水二甲苯，之后在温度为110-120℃的条件下搅拌反应4-6h，反应结束后将反应产物冷却至室温，过滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为120-130℃的条件下干燥2-3h，得到中间体6；
[0026]
反应原理如下：
[0027][0028]
步骤七：将过氧化二苯甲酰、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、中间体4以及中间体6加入至安装有温度计以及搅拌器的三口烧瓶中，在温度为90-110℃，搅拌速率为500-800r/min的条件下恒温搅拌反应5-7h，反应结束后将反应产物降温至室温，出料，得到防爆树脂。
[0029]
反应原理如下：
[0030][0031]
作为本发明进一步的方案：步骤一中的所述1，3-二氟苯、四氢呋喃、正丁基锂溶液、硼酸三甲酯以及盐酸溶液的用量比为0.1mol：100ml：40-50ml：0.12mol：30-40ml，所述正丁基锂溶液为正丁基锂按照0.05-0.06mol：20-25ml溶解于正己烷所形成溶液，所述盐酸溶液的质量分数为10-15％。
[0032]
作为本发明进一步的方案：步骤二中的所述中间体1、过氧化氢、去离子水以及无水甲醇的用量比为0.05mol：40-45g：20-30ml：100ml。
[0033]
作为本发明进一步的方案：步骤三中的所述三氯氧磷、无水三氯化铝以及中间体2溶液的用量比为0.1mol：0.5-1.0g：30-50ml，所述中间体2溶液为中间体2按照0.1mol：10-15ml溶解于n，n-二甲基甲酰胺所形成的溶液。
[0034]
作为本发明进一步的方案：步骤四中的所述中间体3、无水三氯化铝、对苯二酚以及丙烯酸的用量比为0.1mol：0.1-0.2g：0.1-0.2g：0.1mol。
[0035]
作为本发明进一步的方案：步骤五中的所述(3-氯丙基)三乙氧基硅烷、三乙胺、四氢呋喃以及2-羟基乙基乙烯基醚溶液的用量比为0.1mol：30ml：200-300ml：150-200ml，所述2-羟基乙基乙烯基醚溶液为2-羟基乙基乙烯基醚按照0.1-0.15mol：100ml溶解于四氢呋喃所形成的溶液。
[0036]
作为本发明进一步的方案：步骤六中的所述纳米氧化铝粉末、中间体5和无水二甲苯的用量比为40-50g：0.5-5g：50-100g。
[0037]
作为本发明进一步的方案：步骤七中的所述过氧化二苯甲酰、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、中间体4以及中间体6的用量比为0.5-1.5g：50-70g：30-50g：35-75g：5-25g。
[0038]
作为本发明进一步的方案：高强度防爆防护涂料的生产工艺，包括以下步骤：
[0039]
步骤一：按照重量份称取防爆树脂55-75份、溶剂25-55份、流平剂1-3份以及消泡剂0.5-1.5份，备用；
[0040]
步骤二：将防爆树脂、溶剂加入至混合机中，在搅拌速率为500-800r/min的条件下搅拌混合30-50min，得到混合料；
[0041]
步骤三：向混合料中加入流平剂以及消泡剂继续搅拌混合20-30min，得到该高强度防爆防护涂料。
[0042]
作为本发明进一步的方案：所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂；所述消泡剂为有机硅类消泡剂、丙烯酸类消泡剂中的一种；所述溶剂为丁酮、环己酮以及甲基异丁基酮中的一种。
[0043]
本发明的有益效果如下：
[0044]
本发明的高强度防爆防护涂料及其生产工艺，通过将1，3-二氟苯在正丁基锂的作用下与硼酸三甲酯反应生成中间体1，之后中间体1与过氧化氢反应生成中间体2，之后中间体2在无水三氯化铝的作用下与三氯氧磷反应，生成中间体3，之后将中间体3在无水三氯化铝的作用下与丙烯酸反应，生成中间体4，通过将(3-氯丙基)三乙氧基硅烷、2-羟基乙基乙烯基醚反应生成中间体5，之后利用中间体5水解对纳米氧化铝粉末进行改性，消除纳米氧化铝粉末表面上的羟基，避免其团聚，同时提升其在有机物中的分散性，并且引入不饱和键，得到中间体6，通过以中间体4、甲基丙烯酸甲酯以及甲基丙烯酸丁酯为聚合单体，在过氧化二苯甲酰的引发下形成高分子聚合物，同时由于中间体6上具有不饱和键，从而能够参与聚合，进一步提升纳米氧化铝粉末与有机物的相容性，反应生成防爆树脂，将防爆树脂、溶剂加入至混合机中搅拌混合，得到混合料，向混合料中加入流平剂以及消泡剂继续搅拌混合，得到该高强度防爆防护涂料；该防爆树脂合成过程中，中间体4参与反应，因此向防爆树脂分子链上引入了大量的苯环以及c-f键，苯环稳定性高，c-f键键能大，赋予了防爆树脂良好的耐高温性能，同时引入的有机磷能够有效促进有机物的成炭，形成的炭层可以起到保护层的作用，隔绝内部基体与外界热量、氧气、可燃气体的接触，从而发挥阻燃防火效果，纳米氧化铝粉末具有良好的耐高温以及导热性能，通过中间体6赋予了防爆树脂耐热导热性能，因此，该高强度防爆防护涂料涂覆到基体上形成涂层后，能够耐高温同时能够将热量快速导出，使其避免防爆优良，安全性能好。
具体实施方式
[0045]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]
实施例1：
[0047]
本实施例为一种防爆树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0048]
步骤一：将0.1mol1，3-二氟苯、100ml四氢呋喃加入至安装有搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氩气保护，在温度为-75℃，搅拌速率为200r/min的条件下边搅拌边逐滴加入正丁基锂按照0.05mol：20ml溶解于正己烷所形成正丁基锂溶液40ml，控制滴加速率为5ml/min，滴加完毕后继续搅拌反应3h，之后加入0.12mol硼酸三甲酯，之后升温至20℃的条件下搅拌反应10h，之后加入30ml质量分数为10％的盐酸溶液继续搅拌反应2h，反应结束后将反应产物用无水乙醚萃取2次，将合并后的萃取液用无水硫酸钠干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除乙醚，得到中间体1；
[0049]
步骤二：将0.05mol中间体1、40g过氧化氢、20ml去离子水以及100ml无水甲醇加入至安装有搅拌器以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为20℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应13h，反应结束后将反应产物用乙酸乙酯萃取2次，将合并后的萃取液用饱和氯化钠水溶液洗涤2次，之后用无水硫酸钠干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除乙酸乙酯，得到中间体2；
[0050]
步骤三：将0.1mol三氯氧磷和0.5g无水三氯化铝加入至安装有温度计、搅拌器以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为200r/min的条件下边搅拌边加热至100℃，控制升温速率为3℃/min，之后逐滴加入中间体2按照0.1mol：10ml溶解于n，n-二甲基甲酰胺所形成的中间体2溶液30ml，控制滴加速率为1ml/min，滴加完毕后继续恒温搅拌反应13h，反应结束后，将反应产物冷却至室温，过滤，将滤液减压蒸馏，去除溶剂以及过量的三氯氧磷，得到中间体3；
[0051]
步骤四：将0.1mol中间体3、0.1g无水三氯化铝、0.1g对苯二酚加入至安装有温度计、搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，边搅拌边升温至60℃，之后边搅拌边逐滴加入0.1mol丙烯酸，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌30min，之后升温至100℃的条件下继续搅拌反应3h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后加入至氯仿中溶解，之后加入无水甲醇析出沉淀，过滤，将滤饼加入至真空干燥箱中，在温度为50℃的条件下烘干8h，得到中间体4；
[0052]
步骤五：将0.1mol(3-氯丙基)三乙氧基硅烷、30ml三乙胺以及200ml四氢呋喃加入至安装有温度计、搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，在温度为-5℃，搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入2-羟基乙基乙烯基醚按照0.1mol：100ml溶解于四氢呋喃所形成的2-羟基乙基乙烯基醚溶液150ml，控制滴加速率1滴/s，滴加完毕后升温至20℃的条件下继续搅拌反应2h，反应结束后将反应产物过滤，将滤液旋转蒸发，之后加入至正己烷中析出沉淀，过滤，将滤液在65℃的条件下浓缩至恒重，得到中间体5；
[0053]
步骤六：将40g纳米氧化铝粉末放置于真空干燥箱中，在温度为180℃的条件下干燥20h，之后冷却至室温后加入至至安装有温度计、搅拌器以及回流冷凝管的三口烧瓶中，之后加入0.5g中间体5和50g无水二甲苯，之后在温度为110℃的条件下搅拌反应4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，过滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为120℃的条件下干燥2h，得到中间体6；
[0054]
步骤七：将0.5g过氧化二苯甲酰、50g甲基丙烯酸甲酯、30g甲基丙烯酸丁酯、35g中间体4以及5g中间体6加入至安装有温度计以及搅拌器的三口烧瓶中，在温度为90℃，搅拌速率为500r/min的条件下恒温搅拌反应5h，反应结束后将反应产物降温至室温，出料，得到
防爆树脂。
[0055]
实施例2：
[0056]
本实施例为一种防爆树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0057]
步骤一：将0.1mol1，3-二氟苯、100ml四氢呋喃加入至安装有搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氩气保护，在温度为-80℃，搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入正丁基锂按照0.06mol：25ml溶解于正己烷所形成正丁基锂溶液50ml，控制滴加速率为10ml/min，滴加完毕后继续搅拌反应4h，之后加入0.12mol硼酸三甲酯，之后升温至30℃的条件下搅拌反应15h，之后加入40ml质量分数为15％的盐酸溶液继续搅拌反应3h，反应结束后将反应产物用无水乙醚萃取3次，将合并后的萃取液用无水硫酸钠干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除乙醚，得到中间体1；
[0058]
步骤二：将0.05mol中间体1、45g过氧化氢、30ml去离子水以及100ml无水甲醇加入至安装有搅拌器以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为25℃，搅拌速率为500r/min的条件下搅拌反应17h，反应结束后将反应产物用乙酸乙酯萃取3次，将合并后的萃取液用饱和氯化钠水溶液洗涤3次，之后用无水硫酸钠干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除乙酸乙酯，得到中间体2；
[0059]
步骤三：将0.1mol三氯氧磷和1.0g无水三氯化铝加入至安装有温度计、搅拌器以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边加热至110℃，控制升温速率为5℃/min，之后逐滴加入中间体2按照0.1mol：15ml溶解于n，n-二甲基甲酰胺所形成的中间体2溶液50ml，控制滴加速率为2ml/min，滴加完毕后继续恒温搅拌反应17h，反应结束后，将反应产物冷却至室温，过滤，将滤液减压蒸馏，去除溶剂以及过量的三氯氧磷，得到中间体3；
[0060]
步骤四：将0.1mol中间体3、0.2g无水三氯化铝、0.2g对苯二酚加入至安装有温度计、搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，边搅拌边升温至65℃，之后边搅拌边逐滴加入0.1mol丙烯酸，控制滴加速率为3滴/s，滴加完毕后继续搅拌50min，之后升温至120℃的条件下继续搅拌反应4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后加入至氯仿中溶解，之后加入无水甲醇析出沉淀，过滤，将滤饼加入至真空干燥箱中，在温度为70℃的条件下烘干10h，得到中间体4；
[0061]
步骤五：将0.1mol(3-氯丙基)三乙氧基硅烷、30ml三乙胺以及300ml四氢呋喃加入至安装有温度计、搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，在温度为0℃，搅拌速率为500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入2-羟基乙基乙烯基醚按照0.15mol：100ml溶解于四氢呋喃所形成的2-羟基乙基乙烯基醚溶液200ml，控制滴加速率2滴/s，滴加完毕后升温至30℃的条件下继续搅拌反应3h，反应结束后将反应产物过滤，将滤液旋转蒸发，之后加入至正己烷中析出沉淀，过滤，将滤液在75℃的条件下浓缩至恒重，得到中间体5；
[0062]
步骤六：将50g纳米氧化铝粉末放置于真空干燥箱中，在温度为200℃的条件下干燥30h，之后冷却至室温后加入至至安装有温度计、搅拌器以及回流冷凝管的三口烧瓶中，之后加入5g中间体5和100g无水二甲苯，之后在温度为120℃的条件下搅拌反应6h，反应结束后将反应产物冷却至室温，过滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为130℃的条件下干燥3h，得到中间体6；
[0063]
步骤七：将1.5g过氧化二苯甲酰、70g甲基丙烯酸甲酯、50g甲基丙烯酸丁酯、75g中
间体4以及25g中间体6加入至安装有温度计以及搅拌器的三口烧瓶中，在温度为110℃，搅拌速率为800r/min的条件下恒温搅拌反应7h，反应结束后将反应产物降温至室温，出料，得到防爆树脂。
[0064]
实施例3：
[0065]
本实施例为一种高强度防爆防护涂料的生产工艺，包括以下步骤：
[0066]
步骤一：按照重量份称取来自于实施例1中的防爆树脂55份、丁酮25份、丙烯酸酯类流平剂1份以及有机硅类消泡剂0.5份，备用；
[0067]
步骤二：将防爆树脂、丁酮加入至混合机中，在搅拌速率为500r/min的条件下搅拌混合30min，得到混合料；
[0068]
步骤三：向混合料中加入丙烯酸酯类流平剂以及有机硅类消泡剂继续搅拌混合20min，得到该高强度防爆防护涂料。
[0069]
实施例4：
[0070]
本实施例为一种高强度防爆防护涂料的生产工艺，包括以下步骤：
[0071]
步骤一：按照重量份称取来自于实施例2中的防爆树脂75份、环己酮55份、丙烯酸酯类流平剂3份以及丙烯酸类消泡剂1.5份，备用；
[0072]
步骤二：将防爆树脂、环己酮加入至混合机中，在搅拌速率为800r/min的条件下搅拌混合50min，得到混合料；
[0073]
步骤三：向混合料中加入丙烯酸酯类流平剂以及丙烯酸类消泡剂继续搅拌混合30min，得到该高强度防爆防护涂料。
[0074]
对比例1：
[0075]
对比例1与实施例4的不同之处在于，不添加防爆树脂。
[0076]
对比例2：
[0077]
对比例2为申请号201710558278.4中的水性耐高温防火防爆汽车玻璃涂料。
[0078]
将实施例3-4以及对比例1-2涂覆到平板玻璃上形成5mm的涂层，之后对涂层的性能进行检测，检测结果如下：
[0079]
样品实施例3实施例4对比例1对比例2透光率，％92919488阻燃等级，ul-94v-0v-0v-2v-1耐火极限，min285312118227导热系数，w/m
·
k0.6430.7750.2360.311
[0080]
参阅上表数据，根据实施例与对比例1比较，可以得知，添加防爆树脂能够在基本上不影响透光率的情况下明显的提高涂料的阻燃耐火以及导热性能，从而避免涂料基体爆裂，通过实施例与对比例2比较，可以得知本发明的涂料较现有技术中的耐高温防火防爆汽车玻璃涂料具有更好的防火防爆效果。
[0081]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0082]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。