CN108329823A - 一种阻燃聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃聚氨酯涂料，由75%重量计的A组分和25%重量计的B组分组成，其中A组分按重量份包括60‑70份水性聚醚树脂、0.1‑0.5份氧化铝、1‑3份分散剂、0.1‑0.5份流平剂、0.1‑0.5份消泡剂、0.5‑1.0份增稠剂、10‑15份颜料、10‑15份改性剂以及1‑5份阻燃剂；所述阻燃剂按重量份包括20‑30份聚磷酸铵、40‑50份三聚氰胺、10‑15份磷酸脒基脲、5‑10份茶皂素以及10‑20份镁铝水滑石。本发明制备的阻燃聚氨酯涂料，通过各原料的合理配比，适用性广、阻燃性好，具有优良的耐磨性、抗静电性，施工方便，效率高。

Description

一种阻燃聚氨酯涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯涂料，特别是一种阻燃聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

目前，由于环保法规的日益完善和人们健康意识的逐渐增强，传统的溶剂型涂料受到了前所未有的挑战，环境友好型的水性聚氨酯涂料成为了当前涂料行业的发展趋势。水性聚氨酯涂料的应用领域主要有：车辆涂装、船舶、木材、建筑物涂装、防腐涂装、飞机、塑料、橡胶、皮革的表面涂装等等。水性聚氨酯涂料是以水为主要介质，具有低VOC含量、低或无环境污染、施工方便等特点，是溶剂型涂料的主要替代品之一。由于人们对于生活品质的追求是越来越高，对于水性聚氨酯涂料的阻燃性提出了新的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种阻燃效果优异的阻燃聚氨酯涂料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种阻燃聚氨酯涂料，由75%重量计的A组分和25%重量计的B组分组成，其中A组分按重量份包括60-70份水性聚醚树脂、0.1-0.5份氧化铝、1-3份分散剂、0.1-0.5份流平剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1.0份增稠剂、10-15份颜料、10-15份改性剂以及1-5份阻燃剂，所述改性剂按重量份包括50-60份石墨烯、20-30份硅酸镁铝、5-10份硫化钼、1-3份铸石粉以及2-5份碳化硅；

所述阻燃剂按重量份包括20-30份聚磷酸铵、40-50份三聚氰胺、10-15份磷酸脒基脲、5-10份茶皂素以及10-20份镁铝水滑石；

所述B组分按重量份包括80-90份异氰酸酯固化剂、1-5份酮醛树脂、2-3份丙烯酸树脂、0.1-0.5份抗氧化剂、1-5份三元醇、3-5份偶联剂。

所述A组分中的水性聚醚树脂和氧化铝配合可以增加聚氨酯涂料的耐磨性，同时添加改性剂、阻燃剂，则使得聚氨酯涂料实现多功能特性。

所述改性剂中的石墨烯和硅酸镁铝起到耐磨、抗静电的作用，硫化钼和铸石粉起到催化作用，提高石墨烯发挥作用，碳化硅的化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,同样增加涂料的耐磨性。

所述阻燃剂中的茶皂素是山茶科植物中含有的一类具有五环三萜类结构的天然糖苷化合物，由配基、配糖体和有机酸构成。茶皂素无毒害，化学性质温和，能自动降解，具有良好的表面活性和生物活性，可广泛应用于医药、毛纺、洗涤、阻燃等生产领域。由于茶皂素分子中富含游离的羟基、羧基等活性官能团，其可以与聚磷酸铵、三聚氰胺、磷酸脒基脲发生化学反应，同时配合以镁铝水滑石，最终形成膨胀型阻燃剂，该阻燃剂可有效改善复合型阻燃剂相容性差、难分散、易迁移等问题，具有热分解温度适中、抗表面迁移能力强、阻燃效率高等优点。

所述B组分在异氰酸酯固化剂加入酮醛树脂、丙烯酸树脂、抗氧化剂、三元醇，从而提高了B组分的固化能力，储存稳定性，同时配合以偶联剂来实现交联，起到协同的作用。将上述A组分和B组分混合后制备的双组分聚氨酯涂料涂膜干燥速率快、硬度高。

所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述增稠剂为羟乙基纤维素。

本发明还公开了一种阻燃聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，制备改性剂，将50-60份石墨烯、20-30份硅酸镁铝、5-10份硫化钼、1-3份铸石粉以及2-5份碳化硅混合均匀，然后将搅拌后的混合物放入研磨机中研磨至细度为30-50μm，接着将混合物溶于水中并加热至190-220℃，反应1-2 h后经蒸馏脱水，将反应物冷却到室温即得改性剂；

第二步，制备阻燃剂，将20-30份聚磷酸铵、40-50份三聚氰胺、10-15份磷酸脒基脲、5-10份茶皂素、10-20份镁铝水滑石按重量份称量后，充分研磨后过筛，将混合好的原料放入气氛炉中，然后升温至800-1000℃后保持3h，冷却至室温取出，最后将得到的产物在50-60℃下陈化48h即得阻燃剂；

第三步，制备A组分，将60-70份水性聚醚树脂、0.1-0.5份氧化铝、1-3份分散剂、0.1-0.5份流平剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1.0份增稠剂、10-15份颜料、10-15份改性剂以及1-5份阻燃剂混合搅拌30-40分钟即得A组分；

第四步，制备B组分，在80-90份异氰酸酯固化剂中加入1-5份酮醛树脂、2-3份丙烯酸树脂、0.1-0.5份抗氧化剂、1-5份三元醇、3-5份偶联剂，搅拌混合后即得B组分；

第五步，制备阻燃聚氨酯涂料，将A组分过滤后，然后按75%重量计的A组分和25%重量计的B组分混合即得阻燃聚氨酯涂料。

本发明得到的一种阻燃聚氨酯涂料，通过各原料的合理配比，适用性广、阻燃性好，具有优良的耐磨性、抗静电性，施工方便，效率高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例提供的一种阻燃聚氨酯涂料，由75%重量计的A组分和25%重量计的B组分组成，其中A组分按重量份包括60份水性聚醚树脂、0.1份氧化铝、1份分散剂、0.1份流平剂、0.1份消泡剂、0.5份增稠剂、10份颜料、10份改性剂以及1份阻燃剂，所述改性剂按重量份包括50份石墨烯、20份硅酸镁铝、5份硫化钼、1份铸石粉以及2份碳化硅；

所述阻燃剂按重量份包括20份聚磷酸铵、40份三聚氰胺、10份磷酸脒基脲、5份茶皂素以及10份镁铝水滑石；

所述B组分按重量份包括80份异氰酸酯固化剂、1份酮醛树脂、2份丙烯酸树脂、0.1份抗氧化剂、1份三元醇、3份偶联剂。

所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述增稠剂为羟乙基纤维素。

本发明还公开了一种阻燃聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，制备改性剂，将50份石墨烯、20份硅酸镁铝、5份硫化钼、1份铸石粉以及2份碳化硅混合均匀，然后将搅拌后的混合物放入研磨机中研磨至细度为30-50μm，接着将混合物溶于水中并加热至190-220℃，反应1-2 h后经蒸馏脱水，将反应物冷却到室温即得改性剂；

第二步，制备阻燃剂，将20份聚磷酸铵、40份三聚氰胺、10份磷酸脒基脲、5份茶皂素以及10份镁铝水滑石按重量份称量后，充分研磨后过筛，将混合好的原料放入气氛炉中，然后升温至800-1000℃后保持3h，冷却至室温取出，最后将得到的产物在50-60℃下陈化48h即得阻燃剂；

第三步，制备A组分，将60份水性聚醚树脂、0.1份氧化铝、1份分散剂、0.1份流平剂、0.1份消泡剂、0.5份增稠剂、10份颜料、10份改性剂以及1份阻燃剂混合搅拌30-40分钟即得A组分；

第四步，制备B组分，在80份异氰酸酯固化剂中加入1份酮醛树脂、2份丙烯酸树脂、0.1份抗氧化剂、1份三元醇、3份偶联剂，搅拌混合后即得B组分；

第五步，制备阻燃聚氨酯涂料，将A组分过滤后，然后按75%重量计的A组分和25%重量计的B组分混合即得阻燃聚氨酯涂料。

按照GB12441-2005饰面型防火涂料测试方法，将本实施例制得的阻燃聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行燃烧，测得其耐燃事件为45min。

实施例2：

本实施例提供的一种阻燃聚氨酯涂料，其配比与制备方法与实施例1大致相同，其区别点在于所述A组分按重量份包括70份水性聚醚树脂、0.5份氧化铝、3份分散剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂、1.0份增稠剂、15份颜料、15份改性剂以及5份阻燃剂。

按照GB12441-2005饰面型防火涂料测试方法，将本实施例制得的阻燃聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行燃烧，测得其耐燃事件为48min。

实施例3：

本实施例提供的一种阻燃聚氨酯涂料，其配比与制备方法与实施例1大致相同，其区别点在于所述改性剂按重量份包括60份石墨烯、30份硅酸镁铝、10份硫化钼、3份铸石粉以及5份碳化硅。

按照GB12441-2005饰面型防火涂料测试方法，将本实施例制得的阻燃聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行燃烧，测得其耐燃事件为49min。

实施例4：

本实施例提供的一种阻燃聚氨酯涂料，其配比与制备方法与实施例1大致相同，其区别点在于所述阻燃剂按重量份包括30份聚磷酸铵、50份三聚氰胺、15份磷酸脒基脲、10份茶皂素以及20份镁铝水滑石。

按照GB12441-2005饰面型防火涂料测试方法，将本实施例制得的阻燃聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行燃烧，测得其耐燃事件为50min。

实施例5：

本实施例提供的一种阻燃聚氨酯涂料，其配比与制备方法与实施例1大致相同，其区别点在于所述B组分按重量份包括90份异氰酸酯固化剂、5份酮醛树脂、3份丙烯酸树脂、0.5份抗氧化剂、5份三元醇、5份偶联剂。

按照GB12441-2005饰面型防火涂料测试方法，将本实施例制得的阻燃聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行燃烧，测得其耐燃事件为45min。

Claims (3)

1.一种阻燃聚氨酯涂料，其特征在于：由75%重量计的A组分和25%重量计的B组分组成，其中A组分按重量份包括60-70份水性聚醚树脂、0.1-0.5份氧化铝、1-3份分散剂、0.1-0.5份流平剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1.0份增稠剂、10-15份颜料、10-15份改性剂以及1-5份阻燃剂，所述改性剂按重量份包括50-60份石墨烯、20-30份硅酸镁铝、5-10份硫化钼、1-3份铸石粉以及2-5份碳化硅；

所述阻燃剂按重量份包括20-30份聚磷酸铵、40-50份三聚氰胺、10-15份磷酸脒基脲、5-10份茶皂素以及10-20份镁铝水滑石；

所述B组分按重量份包括80-90份异氰酸酯固化剂、1-5份酮醛树脂、2-3份丙烯酸树脂、0.1-0.5份抗氧化剂、1-5份三元醇、3-5份偶联剂。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯，其特征在于：所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述增稠剂为羟乙基纤维素。

3.一种如权利要求1-2所述的阻燃聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，制备改性剂，将50-60份石墨烯、20-30份硅酸镁铝、5-10份硫化钼、1-3份铸石粉以及2-5份碳化硅混合均匀，然后将搅拌后的混合物放入研磨机中研磨至细度为30-50μm，接着将混合物溶于水中并加热至190-220℃，反应1-2 h后经蒸馏脱水，将反应物冷却到室温即得改性剂；

第二步，制备阻燃剂，将20-30份聚磷酸铵、40-50份三聚氰胺、10-15份磷酸脒基脲、5-10份茶皂素、10-20份镁铝水滑石按重量份称量后，充分研磨后过筛，将混合好的原料放入气氛炉中，然后升温至800-1000℃后保持3h，冷却至室温取出，最后将得到的产物在50-60℃下陈化48h即得阻燃剂；

第三步，制备A组分，将60-70份水性聚醚树脂、0.1-0.5份氧化铝、1-3份分散剂、0.1-0.5份流平剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1.0份增稠剂、10-15份颜料、10-15份改性剂以及1-5份阻燃剂混合搅拌30-40分钟即得A组分；

第四步，制备B组分，在80-90份异氰酸酯固化剂中加入1-5份酮醛树脂、2-3份丙烯酸树脂、0.1-0.5份抗氧化剂、1-5份三元醇、3-5份偶联剂，搅拌混合后即得B组分；

第五步，制备阻燃聚氨酯涂料，将A组分过滤后，然后按75%重量计的A组分和25%重量计的B组分混合即得阻燃聚氨酯涂料。