CN102391766A - 一种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料及其制备方法，该涂料由A组分和B组分组成，A组分的原料按重量百分比配比为：聚醚多元醇40%～60%，多异氰酸酯40%～60%；B组分的原料按重量百分比配比为：端氨基聚醚35%～55%，端氨基扩链剂20%～35%，复合阻燃剂20%～40%，催化剂0.05%～0.1%；复合阻燃剂按重量百分比配比为：四溴苯酐二醇PHT4-DIOL29%～58%；磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP6%～12%；氯化石蜡20%～40%；三氧化二锑10%～25%。本发明在保持材料良好的物理性能的基础上，进一步提高了涂层的阻燃性能，可应用于各种建筑物的混凝土或钢结构的表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑涂料，特别是一种聚脲弹性体涂料及其制备方法和施工方法。
背景技术
聚脲弹性体涂料具有良好的耐磨性、抗冲击性、防水性、防腐性和拉伸强度，是一种性能优良的常用喷涂或刮涂材料。但现有聚脲弹性体涂料由于不具有阻燃功能或者阻燃效果不好，影响了其推广使用。现有具备阻燃功能的聚脲弹性体涂料采用的阻燃剂普遍为无机阻燃剂或非反应型阻燃剂。此类阻燃剂具有一定的阻燃性能，一般是采用含铝、硼、锌、锑等元素的无机阻燃剂与含卤素或磷等元素的液体阻燃剂配合使用，但此类阻燃剂的阻燃效果并不明显，如果加大剂量使用则会造成涂料粘度大不易喷涂，严重影响涂料的物理性能。因此，有必要研制出一种专用于聚脲弹性体涂料使用的阻燃剂，并通过原料的合理配比，在保持材料物理性能的基础上，达到良好的阻燃效果。
发明内容
本发明提供一种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料及其制备方法，要解决现有聚脲弹性体涂料阻燃效果不好，材料物理性能不佳的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，由A组分和B组分组成，
所述A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 40%～60%，
多异氰酸酯 40%～60%；
所述B组分的原料按重量百分比配比如下：
端氨基聚醚 35%～55%，
端氨基扩链剂 20%～35%，
复合阻燃剂 20%～40%，
催化剂 0.05%～0.1%；
所述复合阻燃剂按重量百分比配比如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL 29%～58%；
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP 6%～12%；
氯化石蜡 20%～40%；
三氧化二锑 10%～25%。
所述聚醚多元醇是数均分子量为1000～5000的聚醚二元醇、聚醚三元醇或二者的混合物。
所述的多异氰酸酯是纯MDI、MDI100LL或MDI50。
所述端氨基聚醚是数均分子量为1000～5000的聚醚二元胺、聚醚三元胺或二者的混合物。
所述端氨基扩链剂为MOCA、DETDA、DMTDA、Unilink4200、Unilink4100或Unilink4230。
所述催化剂为有机锡催化剂、有机铋催化剂或复合金属催化剂。
这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料的制备方法，包括A组分的制备和B组分的制备，
A组分的制备方法如下：
将聚醚多元醇加入反应釜中，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时，打开反应釜的降温装置并停止脱水，待冷却至50℃以下时，加入多异氰酸酯并充入氮气，搅拌半小时后，再继续加热，升温至75℃时开始计时，保持在75～85℃温度下反应2小时，然后冷却至65℃以下，用滤布过滤、下料、包装，即得A组分；
B组分的制备方法如下：
将端氨基聚醚、端氨基扩链剂、复合阻燃剂加入到反应釜中进行高速分散，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时，打开反应釜的降温装置并停止脱水，待冷却至60℃以下时，加入催化剂，搅拌半小时后用滤布过滤、下料、包装，即得B组分。
这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料的施工方法，施工时将A、B两组分分别搅拌均匀，然后以体积比1︰1混合，A、B组分的当量比为异氰酸酯指数在1～1.1之间，搅拌均匀后用聚脲喷涂机进行喷涂，直至涂层达到要求的厚度。
本发明的有益效果如下：
本发明的阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料采用了一种可以参与反应的阻燃剂四溴苯酐二醇PHT4-DIOL与少量三氧化二锑、磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP等阻燃剂配合使用，形成一种专用于聚脲弹性体涂料的复合阻燃剂。该复合阻燃剂克服了传统阻燃剂阻燃效果不好、影响材料物理性能的缺陷。通过将该复合阻燃剂与其他聚脲原料进行科学配比，制备出的产品可以达到离火自熄的阻燃效果。
B组分中的复合阻燃剂由PHT4-DIOL、TCPP、氯化石蜡和三氧化二锑组成。通过将以上几种阻燃剂进行复配，克服了单独使用PHT4-DIOL阻燃剂引起的材料物理性能下降的问题。配合的复合阻燃剂能起到协同增效的作用，具有良好的稳定性，能够显著提高阻燃效果，十分适合聚脲弹性体涂料使用。
复合阻燃剂中各组分的作用如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL：目前主要用于硬度聚氨酯泡沫塑料的阻燃。由于其粘度较高，且单独使用效果不佳，在聚脲涂料中尚未得到应用。PHT4-DIOL为反应型阻燃剂，外观为淡黄色，当量：260，溴含量46％。由于PHT4-DIOL结构中键合芳香溴的存在，使它的性质十分稳定，在B 组份中的稳定性极高；由于其结构中有柔性链段，所以对产品的断裂伸长率不会有破坏；由于其结构中含有羟基，羟基可与A组分发生反应，使此阻燃剂不易析出。随PHT4-DIOL添加量的增加，可以改善产品的抗焦化性、发烟性和火焰蔓延性。
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP：目前主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯，酚醛树脂、丙烯树脂以及橡胶、涂料的阻燃，具有良好的稳定性，阻燃性能显著，同时还有增塑、防潮、抗静电等作用。TCPP在低温时具有低粘性，与PHT4-DIOL配合使用，可降低PHT4-DIOL的粘度。TCPP与三氧二锑配合使用，可提高阻燃效率。
氯化石蜡：具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好、价廉等优点，可用作阻燃剂和聚氯乙烯助增塑剂。在阻燃剂中加入氯化石蜡，能消除添加PHT4-DIOL引起的材料表面脆性。
三氧化二锑：与其他阻燃剂共同使用，具有良好的协同作用，可使阻燃效果明显提高。
A组分中的多异氰酸酯可采用纯MDI、MDI100LL或MDI50。MDI是二苯基甲烷二异氰酸酯的简称，MDI100LL、MDI50是两种不同型号的液化MDI产品。
B组分中的端氨基扩链剂可采用3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷MOCA、二乙基甲苯二胺DETDA、二甲硫基甲苯二胺DMTDA，或者Unilink系列仲二胺类硫化剂：4，4′－双仲丁胺基二苯甲烷Unilink4200、1,4-二仲丁氨基苯Unilink4100、Unilink4230。
本发明的产品与现有聚脲弹性体涂料相比，在保持材料良好的物理性能的基础上，进一步了提高涂层的阻燃性能，阻燃持久性及耐迁移性良好，可应用于各种建筑物的混凝土或钢结构的表面。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图１是A组分的制备工艺流程图。
图2是B组分的制备工艺流程图。
具体实施方式
实施例一，这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，由A组分和B组分组成，
所述A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 50%，
多异氰酸酯 50%；
所述B组分的原料按重量百分比配比如下：
端氨基聚醚 44.20%，
端氨基扩链剂 25.20%，
复合阻燃剂 30.55%，
催化剂 0.05%；
所述复合阻燃剂按重量百分比配比如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL 50%；
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP 10%；
氯化石蜡 30%；
三氧化二锑 10%。
实施例二，这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，由A组分和B组分组成，
所述A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 40%，
多异氰酸酯 60%；
所述B组分的原料按重量百分比配比如下：
端氨基聚醚 55.0%，
端氨基扩链剂 24.5%，
复合阻燃剂 20.4%，
催化剂 0.1%；
所述B组分中复合阻燃剂的原料按重量百分比配比如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL 58%；
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP 12%；
氯化石蜡 20%；
三氧化二锑 10%。
实施例三，这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，由A组分和B组分组成，
所述A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 60%，
多异氰酸酯 40%；
所述B组分的原料按重量百分比配比如下：
端氨基聚醚 35.0%，
端氨基扩链剂 35.0%，
复合阻燃剂 29.9%，
催化剂 0.1%；
所述复合阻燃剂按重量百分比配比如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL 30%；
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP 6%；
氯化石蜡 40%；
三氧化二锑 24%。
实施例四，这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，由A组分和B组分组成，
所述A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 45%，
多异氰酸酯 55%；
所述B组分的原料按重量百分比配比如下：
端氨基聚醚 39.86%，
端氨基扩链剂 37.55%，
复合阻燃剂 22.51%，
催化剂 0.08%；
所述复合阻燃剂按重量百分比配比如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL 35%；
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP 7%；
氯化石蜡 38%；
三氧化二锑 20%。
实施例五，这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，由A组分和B组分组成，
所述A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 55%，
多异氰酸酯 45%；
所述B组分的原料按重量百分比配比如下：
端氨基聚醚 49.9%，
端氨基扩链剂 25.0%，
复合阻燃剂 25.0%，
催化剂 0.1%；
所述B组分中复合阻燃剂的原料按重量百分比配比如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL 40%；
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP 8%；
氯化石蜡 27%；
三氧化二锑 25%。
实施例六，这种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，由A组分和B组分组成，
所述A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 57%，
多异氰酸酯 43%；
所述B组分的原料按重量百分比配比如下：
端氨基聚醚 52.5%，
端氨基扩链剂 24.8%，
复合阻燃剂 22.6%，
催化剂 0.1%；
所述B组分中复合阻燃剂的原料按重量百分比配比如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL 42%；
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP 9%；
氯化石蜡 34%；
三氧化二锑 15%。
上述实施例一至六中的聚醚多元醇可以是数均分子量为1000～5000的聚醚二元醇、聚醚三元醇或二者的混合物。
上述实施例一至六中的多异氰酸酯可以是纯MDI、MDI100LL或MDI50。
上述实施例一至六中的端氨基聚醚是数均分子量可以是1000～5000的聚醚二元胺、聚醚三元胺或二者的混合物。
上述实施例一至六中的端氨基扩链剂可以是MOCA、DETDA、DMTDA、Unilink4200、Unilink4100或Unilink4230。
上述实施例一至六中的催化剂可以是有机锡催化剂、有机铋催化剂或复合金属催化剂。
上述实施例一至六中的阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料的制备方法，包括A组分的制备和B组分的制备。
参见图1所示，A组分的制备方法如下：
将聚醚多元醇加入反应釜中，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时，打开反应釜的降温装置并停止脱水，待冷却至50℃以下时，加入多异氰酸酯并充入氮气，搅拌半小时后，再继续加热，升温至75℃时开始计时，保持在75～85℃温度下反应2小时，然后冷却至65℃以下，用滤布过滤、下料、包装，即得A组分；
参见图2所示，B组分的制备方法如下：
将端氨基聚醚、端氨基扩链剂、复合阻燃剂加入到反应釜中进行高速分散，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时，打开反应釜的降温装置并停止脱水，待冷却至60℃以下时，加入催化剂，搅拌半小时后用滤布过滤、下料、包装，即得B组分。
上述实施例一至六中的阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料的施工方法，施工时将A、B两组分分别搅拌均匀，然后以体积比1︰1混合，A、B组分的当量比为异氰酸酯指数在1～1.1之间，搅拌均匀后用聚脲喷涂机进行喷涂，直至涂层达到要求的厚度。
Claims (8)
1.一种阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，由A组分和B组分组成，其特征在于：
所述A组分的原料按重量百分比配比如下：
聚醚多元醇 40%～60%，
多异氰酸酯 40%～60%；
所述B组分的原料按重量百分比配比如下：
端氨基聚醚 35%～55%，
端氨基扩链剂 20%～35%，
复合阻燃剂 20%～40%，
催化剂 0.05%～0.1%；
所述复合阻燃剂按重量百分比配比如下：
四溴苯酐二醇PHT4-DIOL 29%～58%；
磷酸三（2-氯丙基）酯TCPP 6%～12%；
氯化石蜡 20%～40%；
三氧化二锑 10%～25%。
2.根据权利要求1所述的阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，其特征在于：所述聚醚多元醇是数均分子量为1000～5000的聚醚二元醇、聚醚三元醇或二者的混合物。
3.根据权利要求1所述的阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，其特征在于：所述的多异氰酸酯是纯MDI、MDI100LL或MDI50。
4.根据权利要求1所述的阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，其特征在于：所述端氨基聚醚是数均分子量为1000～5000的聚醚二元胺、聚醚三元胺或二者的混合物。
5.根据权利要求1所述的阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，其特征在于：所述端氨基扩链剂为MOCA、DETDA、DMTDA、Unilink4200、Unilink4100或Unilink4230。
6.根据权利要求1所述的阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料，其特征在于：所述催化剂为有机锡催化剂、有机铋催化剂或复合金属催化剂。
7.一种权利要求1～6任意一项所述阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料的制备方法，包括A组分的制备和B组分的制备，其特征在于：
A组分的制备方法如下：
将聚醚多元醇加入反应釜中，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时，打开反应釜的降温装置并停止脱水，待冷却至50℃以下时，加入多异氰酸酯并充入氮气，搅拌半小时后，再继续加热，升温至75℃时开始计时，保持在75～85℃温度下反应2小时，然后冷却至65℃以下，用滤布过滤、下料、包装，即得A组分；
B组分的制备方法如下：
将端氨基聚醚、端氨基扩链剂、复合阻燃剂加入到反应釜中进行高速分散，在100～115℃下减压脱水2小时，取样测定含水率，当含水率达到0.08%以下时，打开反应釜的降温装置并停止脱水，待冷却至60℃以下时，加入催化剂，搅拌半小时后用滤布过滤、下料、包装，即得B组分。
8.一种权利要求1～6任意一项所述阻燃型喷涂聚脲弹性体涂料的施工方法，其特征在于：施工时将A、B两组分分别搅拌均匀，然后以体积比1︰1混合，A、B组分的当量比为异氰酸酯指数在1～1.1之间，搅拌均匀后用聚脲喷涂机进行喷涂，直至涂层达到要求的厚度。
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