CN111499834A - 一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111499834A
CN111499834A CN202010322292.6A CN202010322292A CN111499834A CN 111499834 A CN111499834 A CN 111499834A CN 202010322292 A CN202010322292 A CN 202010322292A CN 111499834 A CN111499834 A CN 111499834A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flame
retardant
polyurea
explosion
phosphate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010322292.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王宝柱
岳长山
刘晓文
张沪伟
黄正业
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Air++ New Materials Co ltd
Original Assignee
Qingdao Air++ New Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Air++ New Materials Co ltd filed Critical Qingdao Air++ New Materials Co ltd
Priority to CN202010322292.6A priority Critical patent/CN111499834A/zh
Publication of CN111499834A publication Critical patent/CN111499834A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3878—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having phosphorus
    • C08G18/3889—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having phosphorus having nitrogen in addition to phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4266—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
    • C08G18/4269—Lactones
    • C08G18/4277—Caprolactone and/or substituted caprolactone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/06—Pretreated ingredients and ingredients covered by the main groups C08K3/00 - C08K7/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521—Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08—Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/02—Polyureas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明提供的阻燃型聚脲抗爆防护材料，其通过磷酸酯类(添加型)和无卤含磷多元醇(反应型)阻燃剂复合保证聚脲材料优异的阻燃性能，以磷酸酯类维持其热老化性能，以无卤含磷多元醇维持其力学性能；通过添加改性碳纳米管粉浆增强聚脲的强度以保证聚脲的抗爆性能。本发明提供的阻燃型聚脲抗爆防护材料，拥有高的物理强度、良好的耐高速冲击性和低温柔韧性，兼具优异的抗爆性能和阻燃性能，最终阻燃型聚脲抗爆防护材料性能可达到拉伸强度≥35MPa，撕裂强度≥130N/mm，阻燃性能达到B1等级，氧指数28％，可用于抗爆阻燃材料领域。

Description

一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法。
背景技术
喷涂聚脲材料因其无溶剂环保、机械强度高、施工速度快等特点，在埋地管道及储罐防腐、军用蒙皮等领域广泛应用，但能兼具抗爆和阻燃性能、可应用于防爆阻燃领域的材料还未得到广泛研究。
在防爆性能方面，材料除了超高的物理强度，还需在高速冲击下具备良好的抗撕裂性能，目前常用来解决防爆性能不足的方法是向聚脲树脂体系里添加特种填料或增加体系硬段含量。但是，一则填料过多易造成填料与树脂分离，表现为高速冲击下强度急剧下降；二则硬段含量增加会使低温柔韧性变差，低温下失去防爆作用。碳纳米管(CNTs)是一类新型结构的无机纳米管状材料，它优异的物理化学性能从理论上看完全满足防爆性能对材料的要求，因此CNTs改性防爆聚脲材料具有很大的研究价值，改性后的材料可有效抵御爆炸物的冲击波和碎片，增强抗爆效果。
另外，爆炸的场合通常伴随着火光，发生爆炸事故时，人民生命财产受到的伤害除了来自爆炸本身的冲击波和碎片，还有一部分是因为爆炸后产生的火焰，目前缺乏一种兼具防爆和阻燃性能的聚脲材料。因此如果能研发出一种材料在具备抗爆性能的同时，兼具优异的阻燃性能，就能广泛的应用于军事防爆、输油管道、舱室内壁和油罐储车等多个领域。
中国专利CN104130685A涉及一种反应型无卤阻燃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组分由多异氰酸酯、聚醚多元醇、无卤含磷多元醇组成，B组分由端胺基聚醚、胺类扩链剂、复合阻燃剂、催化剂组成。该发明中原料易得，生产工艺简便，两个组分通过高温高压专用喷涂设备喷涂可快速成膜，施工效率高，喷涂形成的涂膜的阻燃效果好，绿色环保，力学性能佳，耐老化性能较好。
中国专利CN201611082325.4涉及一种防爆破冲击聚脲涂层及其制备方法，属于涂料组合物领域。该涂层包括A、B两种组分，所述A组分为由40～60份异氰酸酯、40～60份聚酯多元醇、1～10份石墨烯浆料反应得到的半预聚物组分；所述B组分由10～30份扩链剂、15～30份聚醚多元醇、40～60份端氨基聚醚、1～10份石墨烯浆料、色浆及微量助剂组成。所述聚脲涂层具备高物理强度、高抗剪切、高速冲击及高速大形变下强度保持率高、低温柔韧性好等性能，适应防爆场合的应用。
中国专利CN201910567817.X涉及一种防爆聚脲材料及其制备方法。该材料包括A组分与B组分，选用反应活性较低的脂肪族异氰酸酯与多元醇进行聚合，控制其异氰酸酯含量在一个合适的范围内，从而制备出慢反应、低粘度的防爆聚脲材料A组分；以反应活性较慢的含有位阻结构的脂肪胺或/和脂肪族多元醇作为扩链剂，再加入低反应活性的多元醇树脂和低粘度的聚天门冬氨酸酯，加入各种助剂调整性能，可制备出低粘度、低反应活性、高强度的防爆聚脲B组分，该发明具有粘度低、反应慢、强度高等特点。
上述发明中，中国专利CN104130685A绿色环保，阻燃效果好，力学性能佳，耐老化性能好，但不具备防爆性能；中国专利CN201611082325.4具备高物理强度、高抗剪切、高速冲击及高速大形变下强度保持率高、低温柔韧性好等性能，适应防爆场合的应用；中国专利CN201910567817.X具有粘度低、反应慢、强度高的特点，可应用于军事防爆领域。但是目前尚无同时兼具防爆性能和阻燃性能的聚脲防护材料。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种同时满足高强度、高撕裂、优异的低温柔韧性和阻燃性等需求问题的阻燃型聚脲抗爆防护材料。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，包括下述步骤：
于惰性环境中，将第一聚酯多元醇搅拌加热至100～120℃，在真空负压下脱水，随后降温至50～60℃加入异氰酸酯，在80～90℃下反应2～3h制得半预聚体A组分，其NCO％含量为15％-20％；
按质量比为(30-40)：(20-40)：(15-25)：(5-20)：(3-5)：(1-5)：(0.2-0.5)：(0.2～0.5)将胺类扩链剂、第二聚酯多元醇、复合阻燃剂、改性碳纳米管浆料、分子筛、色浆、偶联剂及催化剂搅拌过滤，得到B组分；
将所述A、B组分按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃型聚脲抗爆防护材料。
在一些较佳的实施例中，所述异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
在一些较佳的实施例中，所述第一聚酯多元醇为聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的至少一种，所述聚酯多元醇分子量为1000-2000。
在一些较佳的实施例中，所述胺类扩链剂为甲基二乙醇胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺、4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基)苯胺、4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷、异佛尔酮二胺和二氨基二环己基甲烷中的两组或两种以上。
在一些较佳的实施例中，所述第二聚酯多元醇为二官能度聚己内酯多元醇、三官能度聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种或两种，聚酯多元醇的分子量为1000～4000。
在一些较佳的实施例中，所述复合阻燃剂为添加型有机磷酸酯类阻燃剂和反应型无卤含磷多元醇的混合物，其中所述添加型有机磷酸酯类阻燃剂为甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、丙基磷酸二甲酯、磷酸三乙酯、苯酐酸酯和磷酸三(丁氧基乙基)酯中的一种或两种；所述反应型无卤含磷多元醇为三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯、N，N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯、N，N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二甲酯中的一种或两种。
具体地，所述复合阻燃剂的制备方法如下：将计量好的磷酸酯类阻燃剂加入至封闭分散釜中分散，随后加入将计量好的偶联剂，加热至50-60℃，加入计量的无卤含磷多元醇，充分分散，即得复合阻燃剂。
在一些较佳的实施例中，所述改性碳纳米管浆料的制备方法为：
先将碳纳米管原料与强酸溶液通过超声波进行羟基化处理，得到羟基化CNTs；
再向羟基化的CNTs中加入二甲基乙酰胺、偶氮二丁基腈和丙烯酸并通过超声波进行羧基化处理，得到羧基化CNTs；
最后向羧基化CNTs中加入二甲基乙酰胺和端氨基聚醚通过超声波进行氨基化处理，得到改性碳纳米管浆料。
在一些较佳的实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或几种的复配物，所述的催化剂包括三亚乙基二胺、二丁基锡二月桂酸酯和辛酸亚锡中的一种或两种，所述分子筛规格为3A。
在一些较佳的实施例中，所述的色浆为聚氨酯行业通用色浆，其颜色包括：红、黄、蓝、绿、白、黑色浆，其含水量≤0.5％。
另外，本发明还提供了一种阻燃型聚脲抗爆防护材料，由所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法制备而成。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的阻燃型聚脲抗爆防护材料，其通过磷酸酯类(添加型)和无卤含磷多元醇(反应型)阻燃剂复合保证聚脲材料优异的阻燃性能，以磷酸酯类维持其热老化性能，以无卤含磷多元醇维持其力学性能；通过添加改性碳纳米管粉浆增强聚脲的强度以保证聚脲的抗爆性能。
本发明提供的阻燃型聚脲抗爆防护材料，拥有高的物理强度、良好的耐高速冲击性和低温柔韧性，兼具优异的抗爆性能和阻燃性能，最终阻燃型聚脲抗爆防护材料性能可达到拉伸强度≥35MPa，撕裂强度≥130N/mm，阻燃性能达到B1等级，氧指数28％，可用于抗爆阻燃材料领域。
具体实施方式
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做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。
本发明提供的一种阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，包括下述步骤：
步骤S110：于惰性环境中，将第一聚酯多元醇搅拌加热至100～120℃，在真空负压下脱水，随后降温至50～60℃加入异氰酸酯，在80～90℃下反应2～3h制得半预聚体A组分，其NCO％含量为15％-20％；
步骤S120：按质量比为(30-40)：(20-40)：(15-25)：(5-20)：(3-5)：(1-5)：(0.2-0.5)：(0.2～0.5)将胺类扩链剂、第二聚酯多元醇、复合阻燃剂、改性碳纳米管浆料、分子筛、色浆、偶联剂及催化剂搅拌过滤，得到B组分；
步骤S130：将所述A、B组分按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃型聚脲抗爆防护材料。
其中：所述复合阻燃剂为添加型有机磷酸酯类阻燃剂和反应型无卤含磷多元醇的混合物，其中所述添加型有机磷酸酯类阻燃剂为甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、丙基磷酸二甲酯、磷酸三乙酯、苯酐酸酯和磷酸三(丁氧基乙基)酯中的一种或两种；所述反应型无卤含磷多元醇为三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯、N，N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯、N，N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二甲酯中的一种或两种。
本发明提供的复合阻燃剂，通过磷酸酯类(添加型)和无卤含磷多元醇(反应型)阻燃剂复合保证聚脲材料优异的阻燃性能，以磷酸酯类维持其热老化性能，以无卤含磷多元醇维持其力学性能。
在一些较佳的实施例中，所述改性碳纳米管浆料的制备方法为：
步骤S111：先将碳纳米管原料与强酸溶液通过超声波进行羟基化处理，得到CNTs；
步骤S112：再向羟基化的CNTs中加入二甲基乙酰胺、偶氮二丁基腈和丙烯酸并通过超声波进行羧基化处理；
步骤S113：向羧基化CNTs中加入二甲基乙酰胺和端氨基聚醚通过超声波进行氨基化处理，得到改性碳纳米管浆料。
本发明提供的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，通过添加改性碳纳米管粉浆增强聚脲的强度以保证聚脲抗爆性能。
本发明提供的阻燃型聚脲抗爆防护材料，拥有高的物理强度、良好的耐高速冲击性和低温柔韧性，兼具优异的抗爆性能和阻燃性能，最终阻燃型聚脲抗爆防护材料性能可达到拉伸强度≥35MPa，撕裂强度≥130N/mm，阻燃性能达到B1等级，氧指数28％，可用于抗爆阻燃材料领域。
以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明提供的阻燃型聚脲抗爆防护材料由A、B组分组成，其中B为包括复合阻燃剂、胺类扩链剂、聚酯多元醇、改性碳纳米管浆料及其助剂在内的混合物，A组分为半预聚物，其制备步骤如下：
(1)制备复合阻燃剂：将乙基磷酸二乙酯加入封闭的分散釜中分散，随后加入偶联剂缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，加热至50-60℃，加入N,N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯，充分分散，即得复合阻燃剂。
(2)制备A组分：惰性条件下，将42份分子量为2000的聚己内酯多元醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1MPa)下脱水至少1h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入29份异氰酸酯MDI-50、29份异氰酸酯纯MDI，在80～90℃下反应2～3h，即得半预聚体A组分。
(3)制备B组分：将13份甲基二乙醇胺、22份3,5-二甲硫基甲苯二胺、39份分子量1000的聚己内酯多元醇、25份复合阻燃剂、5份改性碳纳米管浆料、3份3A分子筛、2.5份色浆和0.5份催化剂分散搅拌均匀，过滤即得B组分。
(4)制备抗爆阻燃聚脲材料：将上述A、B组分利用专用高压无气喷涂设备按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃型聚脲抗爆防护材料。
(5)所得抗爆聚脲防护材料的性能测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002461891650000071
实施例2
本发明中阻燃型聚脲抗爆防护材料由A、B组分组成，其中B为包括复合阻燃剂、胺类扩链剂、聚酯多元醇、改性碳纳米管浆料及其助剂在内的混合物，A组分为半预聚物，其制备步骤如下：
(1)制备复合阻燃剂：将磷酸三乙酯加入封闭的分散釜中分散，随后加入偶联剂缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，加热至50-60℃，加入N,N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯，充分分散，即得复合阻燃剂。
(2)制备A组分：惰性条件下，将36份分子量为1000的聚己内酯多元醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1MPa)下脱水至少1h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入30份异氰酸酯MDI-50、34份异氰酸酯液化MDI，在80～90℃下反应2～3h，即得半预聚体A组分。
(3)制备B组分：将10份三乙醇胺、20份3,5-二甲硫基甲苯二胺、40份分子量1000的聚己内酯多元醇、15份复合阻燃剂、7.5份改性碳纳米管浆料、5份3A分子筛、3份色浆和0.5份催化剂分散搅拌均匀，过滤即得B组分。
(4)制备抗爆阻燃聚脲材料：将上述A、B组分利用专用高压无气喷涂设备按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃型聚脲抗爆防护材料。
(5)所得抗爆聚脲防护材料的性能测试结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002461891650000081
实施例3
本发明中阻燃型聚脲抗爆防护材料由A、B组分组成，其中B为包括复合阻燃剂、胺类扩链剂、聚酯多元醇、改性碳纳米管浆料及其助剂在内的混合物，A组分为半预聚物，其制备步骤如下：
(1)制备复合阻燃剂：将丙基磷酸二甲酯加入封闭的分散釜中分散，随后加入偶联剂缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，加热至50-60℃，加入N,N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯，充分分散，即得复合阻燃剂。
(2)制备A组分：惰性条件下，将38份分子量为1000的聚己内酯多元醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1MPa)下脱水至少1h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入31份异氰酸酯纯MDI、31份异氰酸酯液化MDI，在80～90℃下反应2～3h，即得半预聚体A组分。
(3)制备B组分：将15份三乙醇胺、20份3,5-二甲硫基甲苯二胺、42份聚己内酯PCL2000、20份复合阻燃剂、4份改性碳纳米管浆料、3份3A分子筛、3份色浆和0.5份催化剂分散搅拌均匀，过滤即得B组分。
(4)制备抗爆阻燃聚脲材料：将上述A、B组分利用专用高压无气喷涂设备按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃型聚脲抗爆防护材料。
(5)所得抗爆聚脲防护材料的性能测试结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002461891650000091
实施例4
本发明中阻燃型聚脲抗爆防护材料由A、B组分组成，其中B为包括复合阻燃剂、胺类扩链剂、聚酯多元醇、改性碳纳米管浆料及其助剂在内的混合物，A组分为半预聚物，其制备步骤如下：
(1)制备复合阻燃剂：将磷酸三乙酯加入封闭的分散釜中分散，随后加入偶联剂缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，加热至50-60℃，加入三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯，充分分散，即得复合阻燃剂。
(2)制备A组分：惰性条件下，将40份分子量为2000的聚己内酯多元醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1MPa)下脱水至少1h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入30份异氰酸酯MDI-50、30份异氰酸酯液化MDI，在80～90℃下反应2～3h，即得半预聚体A组分。
(3)制备B组分：将15份4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、20份3,5-二甲硫基甲苯二胺、30份分子量2000的聚己内酯多元醇、25份复合阻燃剂、5.5份改性碳纳米管浆料、2.5份3A分子筛、2份色浆和0.5份催化剂分散搅拌均匀，过滤即得B组分。
(4)制备抗爆阻燃聚脲材料：将上述A、B组分利用专用高压无气喷涂设备按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃型聚脲抗爆防护材料。
(5)所得抗爆聚脲防护材料的性能测试结果如表4所示。
表4
Figure BDA0002461891650000101
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
于惰性环境中，将第一聚酯多元醇搅拌加热至100～120℃，在真空负压下脱水，随后降温至50～60℃加入异氰酸酯，在80～90℃下反应2～3h制得半预聚体A组分，其NCO％含量为15％-20％；
按质量比为(30-40)：(20-40)：(15-25)：(5-20)：(3-5)：(1-5)：(0.2-0.5)：(0.2～0.5)将胺类扩链剂、第二聚酯多元醇、复合阻燃剂、改性碳纳米管浆料、分子筛、色浆、偶联剂及催化剂搅拌过滤，得到B组分；
将所述A、B组分按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃型聚脲抗爆防护材料。
2.如权利要求1所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，所述第一聚酯多元醇为聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的至少一种，所述聚酯多元醇分子量为1000-2000。
4.如权利要求1所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，所述胺类扩链剂为甲基二乙醇胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、3,3’-二氯-4,4’-二苯基甲烷二胺、4,4’-亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基双(2,6-二乙基)苯胺、4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷、异佛尔酮二胺和二氨基二环己基甲烷中的两组或两种以上。
5.如权利要求1所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，所述第二聚酯多元醇为二官能度聚己内酯多元醇、三官能度聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种或两种，聚酯多元醇的分子量为1000～4000。
6.如权利要求1所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，所述复合阻燃剂为添加型有机磷酸酯类阻燃剂和反应型无卤含磷多元醇的混合物，其中所述添加型有机磷酸酯类阻燃剂为甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、丙基磷酸二甲酯、磷酸三乙酯、苯酐酸酯和磷酸三(丁氧基乙基)酯中的一种或两种；所述反应型无卤含磷多元醇为三(一缩二丙二醇)亚磷酸酯、N，N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯、N，N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二甲酯中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，所述改性碳纳米管浆料的制备方法为：
先将碳纳米管原料与强酸溶液通过超声波进行羟基化处理，得到羟基化CNTs；
再向羟基化的CNTs中加入二甲基乙酰胺、偶氮二丁基腈和丙烯酸并通过超声波进行羧基化处理，得到羧基化CNTs；
最后向羧基化CNTs中加入二甲基乙酰胺和端氨基聚醚通过超声波进行氨基化处理，得到改性碳纳米管浆料。
8.如权利要求1所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或几种的复配物，所述的催化剂包括三亚乙基二胺、二丁基锡二月桂酸酯和辛酸亚锡中的一种或两种，所述分子筛规格为3A。
9.如权利要求1所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法，其特征在于，所述的色浆为聚氨酯行业通用色浆，其颜色包括：红、黄、蓝、绿、白、黑色浆，其含水量≤0.5％。
10.一种阻燃型聚脲抗爆防护材料，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的阻燃型聚脲抗爆防护材料的制备方法制备而成。
CN202010322292.6A 2020-04-22 2020-04-22 一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法 Pending CN111499834A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010322292.6A CN111499834A (zh) 2020-04-22 2020-04-22 一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010322292.6A CN111499834A (zh) 2020-04-22 2020-04-22 一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111499834A true CN111499834A (zh) 2020-08-07

Family

ID=71865969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010322292.6A Pending CN111499834A (zh) 2020-04-22 2020-04-22 一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111499834A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112143353A (zh) * 2020-09-11 2020-12-29 北京理工大学 一种弹体防殉爆聚脲涂料的制备方法
CN112761793A (zh) * 2021-02-03 2021-05-07 中南大学 一种旋转爆震发动机燃烧室壁面隔热/防爆一体化热防护结构
CN112795170A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 青岛海弗莱安全科技有限公司 一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料及其制备方法
CN112812540A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 青岛海弗莱安全科技有限公司 一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料及其制备方法
CN112812542A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 青岛百世赛弗安全科技有限公司 一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料及其制备方法
CN112852269A (zh) * 2021-01-14 2021-05-28 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种用于石油石化行业抗静电聚脲涂料及其制备方法
CN113930144A (zh) * 2021-10-20 2022-01-14 江苏爵格工业集团有限公司 一种既有建筑抗爆改造涂层材料及其制备方法
CN114045104A (zh) * 2021-12-29 2022-02-15 师海峰 一种阻燃型高性能柔性防爆涂层的制备方法
CN114806245A (zh) * 2022-05-10 2022-07-29 浙江汇丰防腐保温工程有限公司 一种纳米改性防腐涂料及其制备方法
CN115926606A (zh) * 2022-12-07 2023-04-07 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种油箱防爆防渗漏涂层及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101092535A (zh) * 2007-07-24 2007-12-26 海洋化工研究院 喷涂阻燃柔性聚脲组合物及其应用
CN102757638A (zh) * 2011-04-29 2012-10-31 上海茨夫新型建筑材料有限公司 一种阻燃补强型聚氨酯灌浆材料
US20120279640A1 (en) * 2004-05-24 2012-11-08 Hontek Corporation Method of making erosion resistant coatings
US20130203928A1 (en) * 2010-09-07 2013-08-08 Bayer Intellectual Property Gmbh Process for producing polymer-cnt composites
CN104130685A (zh) * 2014-07-17 2014-11-05 广州秀珀化工股份有限公司 一种反应型无卤阻燃喷涂聚脲弹性体涂料及其制备方法
CN104479092A (zh) * 2014-11-27 2015-04-01 山东一诺威新材料有限公司 低密度全水开孔硬质聚氨酯泡沫及其制备方法
CN106008892A (zh) * 2016-05-20 2016-10-12 合肥安利聚氨酯新材料有限公司 一种阻燃型耐水解无溶剂聚氨酯合成革用树脂及其制备方法与应用
CN110305573A (zh) * 2019-06-27 2019-10-08 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种碳纳米管改性聚脲防爆材料及其制备方法
CN110804155A (zh) * 2019-11-06 2020-02-18 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种阻燃型喷涂聚脲材料及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120279640A1 (en) * 2004-05-24 2012-11-08 Hontek Corporation Method of making erosion resistant coatings
CN101092535A (zh) * 2007-07-24 2007-12-26 海洋化工研究院 喷涂阻燃柔性聚脲组合物及其应用
US20130203928A1 (en) * 2010-09-07 2013-08-08 Bayer Intellectual Property Gmbh Process for producing polymer-cnt composites
CN102757638A (zh) * 2011-04-29 2012-10-31 上海茨夫新型建筑材料有限公司 一种阻燃补强型聚氨酯灌浆材料
CN104130685A (zh) * 2014-07-17 2014-11-05 广州秀珀化工股份有限公司 一种反应型无卤阻燃喷涂聚脲弹性体涂料及其制备方法
CN104479092A (zh) * 2014-11-27 2015-04-01 山东一诺威新材料有限公司 低密度全水开孔硬质聚氨酯泡沫及其制备方法
CN106008892A (zh) * 2016-05-20 2016-10-12 合肥安利聚氨酯新材料有限公司 一种阻燃型耐水解无溶剂聚氨酯合成革用树脂及其制备方法与应用
CN110305573A (zh) * 2019-06-27 2019-10-08 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种碳纳米管改性聚脲防爆材料及其制备方法
CN110804155A (zh) * 2019-11-06 2020-02-18 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种阻燃型喷涂聚脲材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TOADER GABRIELA，等: "New polyurea MWCNTs nanocomposite films with enhanced mechanical properties", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 *
安萍萍，等: "碳纳米管表面的氨基化修饰及其聚脲基纳米复合材料的制备和力学性能研究", 《北京化工大学学报（自然科学版）》 *
岳长山，等: "碳纳米管改性聚脲材料的研究", 《聚氨酯工业》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112143353A (zh) * 2020-09-11 2020-12-29 北京理工大学 一种弹体防殉爆聚脲涂料的制备方法
CN112795170A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 青岛海弗莱安全科技有限公司 一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料及其制备方法
CN112812540A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 青岛海弗莱安全科技有限公司 一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料及其制备方法
CN112812542A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 青岛百世赛弗安全科技有限公司 一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料及其制备方法
CN112852269A (zh) * 2021-01-14 2021-05-28 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种用于石油石化行业抗静电聚脲涂料及其制备方法
CN112761793A (zh) * 2021-02-03 2021-05-07 中南大学 一种旋转爆震发动机燃烧室壁面隔热/防爆一体化热防护结构
CN113930144A (zh) * 2021-10-20 2022-01-14 江苏爵格工业集团有限公司 一种既有建筑抗爆改造涂层材料及其制备方法
CN114045104A (zh) * 2021-12-29 2022-02-15 师海峰 一种阻燃型高性能柔性防爆涂层的制备方法
CN114806245A (zh) * 2022-05-10 2022-07-29 浙江汇丰防腐保温工程有限公司 一种纳米改性防腐涂料及其制备方法
CN115926606A (zh) * 2022-12-07 2023-04-07 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种油箱防爆防渗漏涂层及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111499834A (zh) 一种阻燃型聚脲抗爆防护材料及其制备方法
CN110804155A (zh) 一种阻燃型喷涂聚脲材料及其制备方法
CN103642178B (zh) 一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体纳米复合材料及其制备方法
Wang et al. Simultaneously improving the fracture toughness and flame retardancy of soybean oil-based waterborne polyurethane coatings by phosphorus-nitrogen chain extender
CN109232847B (zh) 一种阻燃聚氨酯泡沫塑料及其制备方法
CN111218199A (zh) 一种具有本征阻燃结构的喷涂聚脲防水防腐材料及其制备方法
CN102010494A (zh) 一种具有低吸水率的光固化树脂及其制备方法
CN107916056B (zh) 一种无卤阻燃剂和阻燃型聚脲弹性体涂料
CN107652665A (zh) 复合阻燃型环保聚氨酯弹性体的制备方法
CN107266655B (zh) 一种磷-氮协效膨胀型自阻燃水性聚氨酯及其制备方法
CN112480603B (zh) 一种低烟成碳型阻燃剂及其在制备阻燃聚氨酯弹性体中的应用
CN112592646A (zh) 一种用于lng储罐阻燃聚脲的制备方法及阻燃聚脲及使用方法
CN111363120A (zh) 含有反应性阻燃物的高强度喷涂聚氨酯材料及制备方法
CN113321849B (zh) 一种高效协同阻燃剂及其制备方法和应用
CN116178661A (zh) 含磷本征阻燃树脂及其制备方法
CN106478926A (zh) 一种组合物及其制备方法与在阻燃材料领域的应用
CN115785370A (zh) 一种生物基阻燃聚氨酯及其制备方法
CN117700680B (zh) 阻燃型水性聚氨酯及其制备方法
CN112812540A (zh) 一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料及其制备方法
CN108102530B (zh) 一种阻燃型聚脲弹性体涂料的制备方法
CN112708271A (zh) 一种羟基修饰改性的抗爆材料预聚物制备方法
CN116063913A (zh) 一种石化行业用阻燃聚脲防护材料
CN115028792B (zh) 一种超支化磷-溴协效聚氨酯阻燃剂及其制备方法
CN115820098B (zh) 一种双组分湿气固化聚氨酯轻质阻燃高强韧涂料及其制备方法
CN118146706A (zh) 含二次掺杂态聚苯胺的抗爆弹性体涂层材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200807