CN104449326A - 一种高阻燃喷涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高阻燃喷涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃喷涂料及其制备方法，高阻燃喷涂料由A组分和B组分反应制备而成，A组分的原料按以下重量份配比：阻燃多元醇100份，泡沫稳定剂0.5～3份，复合催化剂0.5～2.5份，填料10～15份，发泡剂0.3～6份；所述B组分的原料按以下质量份配比：二苯基甲烷二异氰酸酯80～150份。通过本发明所述制备方法制得的高阻燃喷涂料，具有粘度低，储存稳定性好的优点，且生产装置简便，合成过程操作简单环保，重现性好。

Description

一种高阻燃喷涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子隔热保温领域，更具体地说，涉及一种高阻燃喷涂料及其制备方法。
背景技术
高分子化合物被广泛运用于生产、生活的各个领域。其中，聚氨酯由于其具备包括防火、低毒性和高性能在内的诸多优点，广泛应用与建筑、装潢等行业。
目前中国新建筑中95％以上仍是高能耗建筑。我国城乡住房建设部建筑节能具体目标，2010年我国全国城镇新建建筑实现节能50％，到2020年北方和沿海经济发达地区新建的建筑要实现节能65％。现有技术中所公开的聚氨酯仍然难以满足建筑行业日益发展的要求。因此，对于建筑行业中所采用的聚氨酯有机保温材料不仅要求隔热保温性能好，还要在环保方面提出了更高的要求。
然而,市场上的聚氨酯保温材料基本都是通过添加阻燃剂，例如DMMP、三磷酸酯来提高材料的阻燃能力，随着这些阻燃剂的加入会导致材料收缩，尺寸稳定性满足不了使用需求，并且单纯的使用DMMP、三磷酸酯等阻燃剂最高也只能达到GB8624-2006中D级阻燃，不能满足高阻燃的使用需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高阻燃喷涂料及其制备方法，通过该方法得到的高阻燃喷涂料，具有粘度低，储存稳定性好的优点，且生产装置简便，合成过程操作简单环保，重现性好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高阻燃喷涂料，由A组分和B组分反应制备而成，其中：
所述A组分的原料按以下重量份配比：
所述B组分的原料按以下质量份配比：
二苯基甲烷二异氰酸酯      80～150份。
本发明所述的高阻燃喷涂料，其中，所述阻燃多元醇为广州朗腾聚氨酯有限公司生产的LT-MP9004F聚醚多元醇聚合物。
本发明所述的高阻燃喷涂料，其中，所述泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂。
本发明所述的高阻燃喷涂料，其中，所述复合催化剂由凝胶催化剂、钾离子催化剂和季胺盐催化剂组合而成。
本发明所述的高阻燃喷涂料，其中，所述凝胶催化剂、钾离子催化剂、季胺盐催化剂按重量比1：1～2：6～9组合。
本发明所述的高阻燃喷涂料，其中，所述填料为二氧化硅或硅酸与金属离子形成的盐。
本发明所述的高阻燃喷涂料，其中，所述发泡剂为纯净水。
本发明还提供一种制备上述所述高阻燃喷涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将阻燃多元醇与泡沫稳定剂按照比例混合均匀，常温条件下搅拌10～15分钟；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入填料，加热到80～100℃并搅拌30～60分钟；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入复合催化剂，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(4)向步骤(3)得到的混合物中加入纯净水，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(5)向步骤(4)得到的A组分混合物中加入B组分二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，即得高阻燃喷涂料。
根据本发明的高阻燃喷涂料制备方法制得的高阻燃喷涂料，具有以下有益效果：
(1)本发明的高阻燃喷涂料中并未添加提高材料的阻燃能力的阻燃剂，根据本发明的高阻燃喷涂料制备方法制得的高阻燃喷涂料具有良好的隔热保温性能，阻燃级别达到GB8624-2006中B1级阻燃。
(2)本发明的高阻燃喷涂料用纯净水作为发泡剂代替传统的含氢氯氟烃的发泡剂，如二氯氟乙烷、五氟丙烷、五氟丁烷、四氟丁烷等。合成原料更加环保，制得的高阻燃喷涂料具有粘度低，储存稳定性好的优点。
(3)通过本发明提供的制备方法制备高阻燃喷涂料，其生产装置简便，合成过程操作简单环保，重现性好。另外，施工过程中及完成后无任何有害挥发物的释放，喷涂现场没有飞溅，施工简便，满足当前社会对绿色环保的要求。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明所提供的方法予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。
实施例使用的原料及配比：
包括A组分的原料按以下重量份配比：
B组分的原料按以下质量份配比：
二苯基甲烷二异氰酸酯      80～150份。
阻燃多元醇为广州朗腾聚氨酯有限公司生产的LT-MP9004F聚醚多元醇聚合物。
泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂，如东峻化工公司生产的型号为3906或3303的单链状结构有机硅氧烷低聚合度低聚物。
复合催化剂由凝胶催化剂、钾离子催化剂和季胺盐催化剂组合而成。凝胶催化剂、钾离子催化剂、季胺盐催化剂按重量比1：1～2：6～9组合。
其中，凝胶催化剂为三乙烯二胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、二月桂酸二丁基锡中的一种。钾离子催化剂为异辛酸钾、醋酸钾、油酸钾中的一种。季胺盐催化剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲季胺盐中的一种。
填料为二氧化硅或硅酸与金属离子形成的盐，如硅酸锂、硅酸钙、硅酸镁中的一种，本发明加入的填料可以提高高阻燃喷涂料成品的强度，降低发烟量。
发泡剂为纯净水。其中，水与B组分异氰酸酯反应产生二氧化碳，从而起到发泡作用。
实施例一
原料配比
B组分的原料按以下质量份配比：
二苯基甲烷二异氰酸酯      306.6g
制备方法如以下步骤：
(1)在三口烧瓶中加入LT-MP9004F 300g与3906泡沫稳定剂2g，混合均匀，接上搅拌器，常温条件下搅拌10～15分钟；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入硅酸锂30g，加热到80～100℃并搅拌30～60分钟；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入复合催化剂2.2g(三乙烯二胺：异辛酸钾：甲季胺盐＝1:1:6)，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(4)向步骤(3)得到的混合物中加入纯净水2g，并搅拌5～10分钟混合均匀。
(5)向步骤(4)得到的浅色透明的液体A组分混合物中加入B组分二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，即得高阻燃喷涂料1。其中，A组分与B组分的混合比例为1：0.9。该高阻燃喷涂料1喷涂发泡后泡芯密度为45。
实施例二
原料配比
B组分的原料按以下质量份配比：
二苯基甲烷二异氰酸酯      274.8g
制备方法如以下步骤：
(1)在三口烧瓶中加入LT-MP9004F 300g与3303泡沫稳定剂2.5g，混合均匀，接上搅拌器，常温条件下搅拌10～15分钟；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入硅酸钙35g，加热到80～100℃并搅拌30～60分钟；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入复合催化剂2.5g(N-乙基吗啉：油酸钾：甲季胺盐＝1:2:8)，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(4)向步骤(3)得到的混合物中加入纯净水3.5g，并搅拌5～10分钟混合均匀。
(5)向步骤(4)得到的浅色透明的液体A组分混合物中加入B组分二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，即得高阻燃喷涂料2。其中，A组分与B组分的混合比例为1：0.8。该高阻燃喷涂料2喷涂发泡后泡芯密度为40。
实施例三
原料配比
B组分的原料按以下质量份配比：
二苯基甲烷二异氰酸酯      373.92g
制备方法如以下步骤：
(1)在三口烧瓶中加入LT-MP9004F 300g与3906泡沫稳定剂2.5g，混合均匀，接上搅拌器，常温条件下搅拌10～15分钟；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入硅酸镁45g，加热到80～100℃并搅拌30～60分钟；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入复合催化剂0.5g(二月桂酸二丁基锡：醋酸钾：为十二烷基二甲基苄基氯化铵＝1:2:9)，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(4)向步骤(3)得到的混合物中加入纯净水1.6g，并搅拌5～10分钟混合均匀。
(5)向步骤(4)得到的浅色透明的液体A组分混合物中加入B组分二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，即得高阻燃喷涂料3。其中，A组分与B组分的混合比例为1：1.2。该高阻燃喷涂料3喷涂发泡后泡芯密度为50。
实施例四
原料配比
B组分的原料按以下质量份配比：
二苯基甲烷二异氰酸酯      520.35g。
制备方法如以下步骤：
(1)在三口烧瓶中加入LT-MP9004F 300g与3303泡沫稳定剂1.5g，混合均匀，接上搅拌器，常温条件下搅拌10～15分钟；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入硅酸镁40g，加热到80～100℃并搅拌30～60分钟；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入复合催化剂1g(N-甲基吗啉：异辛酸钾：甲季胺盐＝1:1.5:7.5)，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(4)向步骤(3)得到的混合物中加入纯净水0.9g，并搅拌5～10分钟混合均匀。
(5)向步骤(4)得到的浅色透明的液体A组分混合物中加入B组分二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，即得高阻燃喷涂料4。其中，A组分与B组分的混合比例为1：1.5。该高阻燃喷涂料4喷涂发泡后泡芯密度为47。
实施例五
原料配比
B组分的原料按以下质量份配比：
二苯基甲烷二异氰酸酯      369g。
制备方法如以下步骤：
(1)在三口烧瓶中加入LT-MP9004F 300g与3303泡沫稳定剂9g，混合均匀，接上搅拌器，常温条件下搅拌10～15分钟；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入硅酸锂30g，加热到80～100℃并搅拌30～60分钟；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入复合催化剂0.8g(二月桂酸二丁基锡：油酸钾：甲季胺盐＝1:2:7)，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(4)向步骤(3)得到的混合物中加入纯净水18g，并搅拌5～10分钟混合均匀。
(5)向步骤(4)得到的浅色透明的液体A组分混合物中加入B组分二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，即得高阻燃喷涂料5。其中，A组分与B组分的混合比例为1：1。该高阻燃喷涂料5喷涂发泡后泡芯密度为44。
将制备的高阻燃喷涂料进行性能测试，测试结果见下表。
表实施例1-4产品性能测试结果：
采用该阻燃多元醇9004F制得如实施例1-4的聚氨酯泡沫，其含氮、磷量高，粘度低，烟密度低，稳定性好，具有良好的隔热保温性能和优异的阻燃性能。
另外，本发明的B1高级阻燃全水喷涂料的制备方法步骤简单，能够高效快速地制备出性能良好的高阻燃喷涂料产品，其阻燃级别达到GB8624-2006中B1级阻燃。同时，本发明方法所用的生产设备简单，生产线的构建成本低，而且操作方便，产品重现性好。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高阻燃喷涂料，其特征在于，由A组分和B组分反应制备而成，其中：
所述A组分的原料按以下重量份配比：
所述B组分的原料按以下质量份配比：
二苯基甲烷二异氰酸酯    80～150份。
2.根据权利要求1所述的高阻燃喷涂料，其特征在于，所述阻燃多元醇为广州朗腾聚氨酯有限公司生产的LT-MP9004F聚醚多元醇聚合物。
3.根据权利要求1所述的高阻燃喷涂料，其特征在于，所述泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的高阻燃喷涂料，其特征在于，所述复合催化剂由凝胶催化剂、钾离子催化剂和季胺盐催化剂组合而成。
5.根据权利要求4所述的高阻燃喷涂料，其特征在于，所述凝胶催化剂、钾离子催化剂、季胺盐催化剂按重量比1：1～2：6～9组合。
6.根据权利要求1所述的高阻燃喷涂料，其特征在于，所述填料为二氧化硅或硅酸与金属离子形成的盐。
7.根据权利要求1所述的高阻燃喷涂料，其特征在于，所述发泡剂为纯净水。
8.一种如权利要求1所述的高阻燃喷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将阻燃多元醇与泡沫稳定剂按照比例混合均匀，常温条件下搅拌10～15分钟；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入填料，加热到80～100℃并搅拌30～60分钟；
(3)向步骤(2)得到的混合物中加入复合催化剂，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(4)向步骤(3)得到的混合物中加入纯净水，并搅拌5～10分钟混合均匀；
(5)向步骤(4)得到的A组分混合物中加入B组分二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，即得高阻燃喷涂料。
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