CN113789113B - 一种具备阻燃防火性能的防水涂料 - Google Patents

一种具备阻燃防火性能的防水涂料 Download PDF

Info

Publication number
CN113789113B
CN113789113B CN202110984090.2A CN202110984090A CN113789113B CN 113789113 B CN113789113 B CN 113789113B CN 202110984090 A CN202110984090 A CN 202110984090A CN 113789113 B CN113789113 B CN 113789113B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
polyether polyol
silicon
phosphorus
flame
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.)
Active
Application number
CN202110984090.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113789113A (zh
Inventor
张红蕊
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.)
Hebei Chemical and Pharmaceutical College
Original Assignee
Hebei Chemical and Pharmaceutical College
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 Hebei Chemical and Pharmaceutical College filed Critical Hebei Chemical and Pharmaceutical College
Priority to CN202110984090.2A priority Critical patent/CN113789113B/zh
Publication of CN113789113A publication Critical patent/CN113789113A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113789113B publication Critical patent/CN113789113B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C09D175/08—Polyurethanes from polyethers
    • 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
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • 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
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/50—Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5096—Polyethers having heteroatoms other than oxygen containing silicon
    • 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
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32—Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/336—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing silicon
    • 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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • 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
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • 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
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • 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
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/387—Borates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant

Abstract

本发明涉及防水材料技术领域，提出了一种具备阻燃防火性能的防水涂料，包括以下重量份组分：40‑60份含磷硅聚醚多元醇、50‑80份不含磷硅的聚醚多元醇、15‑25份异佛尔酮二异氰酸酯、0.2‑0.5份硅油、0.001‑0.003份二月桂酸二丁基锡、0.5‑1份催化剂、50‑80份填充剂、1‑3份消泡剂、3‑6份抑烟剂、0.1‑0.3份氧化锌、80‑90份水。本发明通过含磷硅聚醚多元醇和不含磷硅的聚醚多元醇的配合使用，避免阻燃剂在涂料中迁移引起的涂料力学性能和防火性能下降的问题。

Description

一种具备阻燃防火性能的防水涂料
技术领域
本发明涉及防水材料技术领域，具体的，涉及一种具备阻燃防火性能的防水涂料。
背景技术
建筑物的防水问题不仅关系到建筑物的使用寿命，也关系到人们的生活健康安全。常见的防水材料主要有防水卷材、防水涂料等。其中，防水涂料多应用在室内厕浴间、厨房、地下室和建筑物的屋面等防水工程中，用来防止民用给排水、地下水、雨水以及空气中的湿气和水蒸气等侵入。目前已经广泛使用的防水涂料主要有聚合物水泥防水涂料、丙烯酸防水涂料和聚氨酯防水涂料等。
聚氨酯防水涂料，有“液体橡胶”之称，对于各种异形或复杂部位、管道纵横和变截面均易于施工，特别是对管道根、落水口、阴阳角和防水层收头部位易于处理，刮涂或辊涂后，通过与空气中的湿气反应而固化成膜，可形成一层连续、柔韧性好、无接缝的整体橡胶防水膜。该防水膜具有力学性能优异、耐磨性突出、耐化学腐蚀性好、整体防水效果佳等优点，被广泛应用于建筑物的屋面、地下室、厕浴间、沟池及化工厂地面的防潮、防水、防渗等。
但是随着社会发展，对于涂料功能的多样化需求日益增加，例如兼具防水和防火性能，兼具防水和防紫外线功能，兼具防水和防腐性能等各种多功能涂料发展迅速。其中，对于具备阻燃防火性能的防水涂料，通常采用在防水涂料组分中添加阻燃剂以实现兼具防火与防火性能。例如专利CN106118434A公开了一种高铁用阻燃抗菌聚氨酯防水涂料，由下述重量份的原料制备而成：聚醚多元醇48-52份、1,6-己二异氰酸酯12-18份、己二酸二辛脂0.4-0.8份、二甲苯12-18份、氯化聚乙烯12-18份、硅粉1-10份、滑石粉5-15份、1,1,1-三羟甲基丙烷4-9份、辛酸亚锡0.3-0.6份、无机抗菌剂2-8份、阻燃剂1-5份。但是这种添加型聚氨酯防水涂料在使用过程中易发生阻燃剂的迁移，影响涂料的力学性能。
因此，近年来开始直接使用阻燃型聚醚多元醇制备防水涂料，例如专利申请CN110835496A公开了一种阻燃型单组份聚氨酯防水涂料，包括以下重量份的组分：阻燃型聚醚多元醇(FR-600)100-200份，二异氰酸甲苯酯50-100份，填料200-400份，有机硅消泡剂10-30份，潜固化剂20-50份，分散剂50-80份，阻燃剂20-30份。该专利申请使用单一的阻燃型聚醚多元醇制备防水涂料，虽然提高了涂料的防火性能，但是其力学性能受到影响，进而影响了涂料的防水性能。并且该专利申请中还额外添加了阻燃剂，依然无法避免阻燃剂在涂料中的迁移带来的不利影响。
发明内容
本发明提出一种具备阻燃防火性能的防水涂料，通过含磷硅聚醚多元醇和不含磷硅的聚醚多元醇的配合使用，避免阻燃剂在涂料中迁移引起的涂料力学性能和防火性能下降的问题。
本发明的技术方案如下：
一种具备阻燃防火性能的防水涂料，包括以下重量份组分：40-60份含磷硅聚醚多元醇、50-80份不含磷硅的聚醚多元醇、15-25份异佛尔酮二异氰酸酯、0.2-0.5份硅油、0.001-0.003份二月桂酸二丁基锡、0.5-1份催化剂、50-80份填充剂、1-3份消泡剂、3-6份抑烟剂、0.1-0.3份氧化锌、80-90份水。
进一步地，所述含磷硅聚醚多元醇、不含磷硅的聚醚多元醇的质量比为5:6。
进一步地，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法包括以下步骤：将磷酸二苯一异辛酯和硅烷偶联剂A151在碱性条件下加热反应，然后同对苯二醛一起加入到聚醚多元醇中，加热即得含磷硅的聚醚多元醇。
进一步地，所述磷酸二苯一异辛酯、硅烷偶联剂A151、对苯二醛、聚醚多元醇的质量比为1:(0.5-2)：(0.3-0.5):(8-12)。
更进一步地，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法包括以下步骤：将磷酸二苯一异辛酯和硅烷偶联剂A151混合均匀后，加热至100-120℃反应30-60min，加入1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8-10，继续加热至100-120℃反应2-3h，冷却至室温后，同对苯二醛一起加入到聚醚多元醇中，70-90℃加热反应4-6h，即得含磷硅的聚醚多元醇。
更进一步地，所述含磷硅的聚醚多元醇官能度为3，分子量为1400-2000。
进一步地，所述不含磷硅的聚醚多元醇为聚醚多元醇WD2104、CP450、2070A中的一种或多种。
进一步地，所述硅油为甲基硅油。
进一步地，所述催化剂为三乙胺、辛酸亚锡中的一种或两种。
进一步地，所述填充剂为石灰粉、重质碳酸钙、硅粉中的一种或多种。
进一步地，所述消泡剂为有机硅消泡剂，包括聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的一种或多种。
进一步地，所述抑烟剂为硅藻土、硼酸锌、二氧化钛中的一种或多种。
更进一步地，所述抑烟剂为质量比为10：1-3:1-3的硅藻土、硼酸锌、二氧化钛的混合物。
本发明还提供上述阻燃防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数，将40-60份含磷硅聚醚多元醇、50-80份不含磷硅的聚醚多元醇、0.2-0.5份硅油、0.001-0.003份二月桂酸二丁基锡和30-50份水充分混合后，加入15-25份异佛尔酮二异氰酸酯，加热反应得到聚氨酯预聚体；
(2)按照重量份数，将0.5-1份催化剂、1-3份消泡剂、余量水加入步骤(1)的聚氨酯预聚体中，加热反应，降至室温得混合溶液1；
(3)按照重量份数，将50-80份填充剂、3-6份抑烟剂、0.1-0.3份氧化锌加入步骤(2)中混合溶液1中，充分混合，得具备阻燃防火性能的防水涂料。
进一步地，所述步骤(1)中加热至80-90℃，反应3-5h。
进一步地，所述步骤(2)中加热至120-150℃，反应2-6h。
本发明的有益效果为：
1、本发明中采用特定比例的含磷硅聚醚多元醇和不含磷硅的聚醚多元醇共同制备防水涂料，将具有阻燃功能的基团物质引入聚醚多元醇中，避免阻燃剂与防水涂料基材简单混合使用产生的易迁移的问题，通过合成的方式将阻燃基团引入聚醚多元醇中，阻燃效果大大提升。但是单纯使用具有阻燃功能的聚醚多元醇制备聚氨酯防水涂料会影响涂料的拉伸性能、撕裂强度、加热伸缩率等力学性能，因此需要与不含磷硅的聚醚多元醇混合使用改善涂料的力学性能。
2、本发明在制备含磷硅聚醚多元醇时，通过含有C＝C双键的硅烷偶联剂与阻燃剂磷酸二苯一异辛酯的偶联，形成含磷、硅的复合物，再进一步引入聚醚多元醇中，形成一种合成的具备阻燃性能的聚醚多元醇，用于制备本发明的防水涂料，具有优异的防火性能和力学性能。
3、本发明在涂料中添加抑烟剂，抑烟剂与具有阻燃性能的含磷硅聚醚多元醇形成协同配合的效果，显著提高涂料的防火性能，其中抑烟剂可以减少着火过程产生的烟雾，并且其中的硼酸锌本身也具有一定的辅助阻燃的能力，能够与含磷硅聚醚多元醇共同实现防火性能。并且通过添加氧化锌，能够显著增加抑烟剂与含磷硅聚氨酯预聚体的协同作用，更好的发挥防火性能。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种具备阻燃防火性能的防水涂料，包括以下重量份组分：50份含磷硅聚醚多元醇、60份聚醚多元醇WD2104、20份异佛尔酮二异氰酸酯、0.3份甲基硅油、0.002份二月桂酸二丁基锡、0.8份辛酸亚锡、35份重质碳酸钙、35份石灰粉、2份聚二甲基硅氧烷、3.6份硅藻土、0.7份硼酸锌、0.7份二氧化钛、0.2份氧化锌、85份水。
其中，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法为：将1份磷酸二苯一异辛酯(DPOP)和1份硅烷偶联剂A151混合均匀后，加热至105℃反应45min，加入1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至7.0，继续加热至105℃反应2.5h，冷却至室温后，同0.4份对苯二醛一起加入到10份聚醚多元醇中，80℃加热反应5h，冷却即得含磷硅的聚醚多元醇；
制备得到的含磷硅聚醚多元醇的官能度为3，分子量为1914。
上述阻燃防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数，将50份含磷硅聚醚多元醇、60份聚醚多元醇WD2104、0.3份硅油、0.002份二月桂酸二丁基锡和35份水充分混合后，加入20份异佛尔酮二异氰酸酯，加热至85℃反应4h，得到聚氨酯预聚体；
(2)按照重量份数，将0.8份辛酸亚锡、2份聚二甲基硅氧烷、50份水加入步骤(1)的聚氨酯预聚体中，130℃加热反应5h，降至室温得混合溶液1；
(3)按照重量份数，将35份重质碳酸钙、35份石灰粉、3.6份硅藻土、0.7份硼酸锌、0.7份二氧化钛、0.2份氧化锌加入步骤(2)中混合溶液1中，充分混合，得具备阻燃防火性能的防水涂料。
实施例2
一种具备阻燃防火性能的防水涂料，包括以下重量份组分：40份含磷硅聚醚多元醇、50份聚醚多元醇CP450、15份异佛尔酮二异氰酸酯、0.2份甲基硅油、0.001份二月桂酸二丁基锡、0.5份三乙胺、25份硅粉、25份石灰粉、1份氟硅氧烷、2.5份硅藻土、0.25份硼酸锌、0.25份二氧化钛、0.1份氧化锌、80份水。
其中，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法为：将1份磷酸二苯一异辛酯(DPOP)和0.5份硅烷偶联剂A151混合均匀后，加热至100℃反应60min，加入1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8.0，继续加热至100℃反应3h，冷却至室温后，同0.3份对苯二醛一起加入到8份聚醚多元醇中，70℃加热反应6h，冷却即得含磷硅的聚醚多元醇；
制备得到的含磷硅聚醚多元醇的官能度为3，分子量为1813。
上述阻燃防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数，将40份含磷硅聚醚多元醇、50份聚醚多元醇CP450、0.2份硅油、0.001份二月桂酸二丁基锡和30份水充分混合后，加入15份异佛尔酮二异氰酸酯，加热至80℃反应5h，得到聚氨酯预聚体；
(2)按照重量份数，将0.5份三乙胺、1份氟硅氧烷、50份水加入步骤(1)的聚氨酯预聚体中，150℃加热反应6h，降至室温得混合溶液1；
(3)按照重量份数，将25份硅粉、25份石灰粉、2.5份硅藻土、0.25份硼酸锌、0.25份二氧化钛、0.1份氧化锌加入步骤α2)中混合溶液1中，充分混合，得具备阻燃防火性能的防水涂料。
实施例3
一种具备阻燃防火性能的防水涂料，包括以下重量份组分：60份含磷硅聚醚多元醇、80份聚醚多元醇2070A、25份异佛尔酮二异氰酸酯、0.5份甲基硅油、0.003份二月桂酸二丁基锡、1份辛酸亚锡、30份石灰粉、50份重质碳酸钙、3份乙二醇硅氧烷、3.75份硅藻土、1.125份硼酸锌、1.125份二氧化钛、0.3份氧化锌、90份水。
其中，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法为：将1份磷酸二苯一异辛酯(DPOP)和2份硅烷偶联剂A151混合均匀后，加热至120℃反应30min，加入1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至10.0，继续加热至120℃反应2h，冷却至室温后，同0.5份对苯二醛一起加入到12份聚醚多元醇中，90℃加热反应4h，冷却即得含磷硅的聚醚多元醇；
制备得到的含磷硅聚醚多元醇的官能度为3，分子量为1534。
上述阻燃防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数，将60份含磷硅聚醚多元醇、80份聚醚多元醇2070A、0.5份甲基硅油、0.003份二月桂酸二丁基锡和50份水充分混合后，加入25份异佛尔酮二异氰酸酯，加热至90℃反应3h，得到聚氨酯预聚体；
(2)按照重量份数，将1份辛酸亚锡、3份乙二醇硅氧烷、40份水加入步骤(1)的聚氨酯预聚体中，150℃加热反应2h，降至室温得混合溶液1；
(3)按照重量份数，将30份石灰粉、50份重质碳酸钙、3.75份硅藻土、1.125份硼酸锌、1.125份二氧化钛、0.3份氧化锌加入步骤(2)中混合溶液1中，充分混合，得具备阻燃防火性能的防水涂料。
实施例4
一种具备阻燃防火性能的防水涂料，包括以下重量份组分：40份含磷硅聚醚多元醇、50份聚醚多元醇WD2104、20份异佛尔酮二异氰酸酯、0.3份甲基硅油、0.002份二月桂酸二丁基锡、0.8份辛酸亚锡、35份重质碳酸钙、35份石灰粉、2份聚二甲基硅氧烷、3.6份硅藻土、0.7份硼酸锌、0.2份氧化锌、85份水。
其中，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法为：将1份磷酸二苯一异辛酯(DPOP)和1份硅烷偶联剂A151混合均匀后，加热至105℃反应45min，加入1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至7.0，继续加热至105℃反应2.5h，冷却至室温后，同0.4份对苯二醛一起加入到10份聚醚多元醇中，80℃加热反应5h，冷却即得含磷硅的聚醚多元醇；
制备得到的含磷硅聚醚多元醇的官能度为3，分子量为1849。
上述阻燃防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数，将40份含磷硅聚醚多元醇、50份聚醚多元醇WD2104、0.3份硅油、0.002份二月桂酸二丁基锡和35份水充分混合后，加入20份异佛尔酮二异氰酸酯，加热至85℃反应4h，得到聚氨酯预聚体；
(2)按照重量份数，将0.8份辛酸亚锡、2份聚二甲基硅氧烷、50份水加入步骤(1)的聚氨酯预聚体中，130℃加热反应5h，降至室温得混合溶液1；
(3)按照重量份数，将35份重质碳酸钙、35份石灰粉、3.6份硅藻土、0.7份硼酸锌、0.2份氧化锌加入步骤(2)中混合溶液1中，充分混合，得具备阻燃防火性能的防水涂料。
实施例5
一种具备阻燃防火性能的防水涂料，包括以下重量份组分：40份含磷硅聚醚多元醇、50份聚醚多元醇WD2104、20份异佛尔酮二异氰酸酯、0.3份甲基硅油、0.002份二月桂酸二丁基锡、0.8份辛酸亚锡、35份重质碳酸钙、35份石灰粉、2份聚二甲基硅氧烷、3.6份硅藻土、0.7份二氧化钛、0.2份氧化锌、85份水。
其中，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法为：将1份磷酸二苯一异辛酯(DPOP)和1份硅烷偶联剂A151混合均匀后，加热至105℃反应45min，加入1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至7.0，继续加热至105℃反应2.5h，冷却至室温后，同0.4份对苯二醛一起加入到10份聚醚多元醇中，80℃加热反应5h，冷却即得含磷硅的聚醚多元醇；
制备得到的含磷硅聚醚多元醇的官能度为3，分子量为1734。
上述阻燃防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数，将40份含磷硅聚醚多元醇、50份聚醚多元醇WD2104、0.3份硅油、0.002份二月桂酸二丁基锡和35份水充分混合后，加入20份异佛尔酮二异氰酸酯，加热至85℃反应4h，得到聚氨酯预聚体；
(2)按照重量份数，将0.8份辛酸亚锡、2份聚二甲基硅氧烷、50份水加入步骤(1)的聚氨酯预聚体中，130℃加热反应5h，降至室温得混合溶液1；
(3)按照重量份数，将35份重质碳酸钙、35份石灰粉、3.6份硅藻土、0.7份二氧化钛、0.2份氧化锌加入步骤(2)中混合溶液1中，充分混合，得具备阻燃防火性能的防水涂料。
对比例1
含磷硅聚醚多元醇和不含磷硅的聚醚多元醇的质量比为1:2，其余同实施例1。
对比例2
含磷硅聚醚多元醇和不含磷硅的聚醚多元醇的质量比为2:1，其余同实施例1。
对比例3
制备含磷硅聚醚多元醇，采用DOPO替换DPOP的具体方法为：
其中，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法为：将1份9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和1份硅烷偶联剂A151混合均匀后，加热至105℃反应45min，加入1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至7.0，继续加热至105℃反应2.5h，冷却至室温后，同0.4份对苯二醛一起加入到10份聚醚多元醇中，80℃加热反应5h，冷却即得含磷硅的聚醚多元醇；
制备得到的含磷硅聚醚多元醇的官能度为3，分子量为1819。
其余同实施例1。
对比例4
制备含磷硅聚醚多元醇采用硅烷偶联剂171替换151，具体方法为：
其中，所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法为：将1份磷酸二苯一异辛酯和1份硅烷偶联剂A171混合均匀后，加热至105℃反应45min，加入1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至7.0，继续加热至105℃反应2.5h，冷却至室温后，同0.4份对苯二醛一起加入到10份聚醚多元醇中，80℃加热反应5h，冷却即得含磷硅的聚醚多元醇；
制备得到的含磷硅聚醚多元醇的官能度为3，分子量为1938。
其余同实施例1。
对比例5
将氧化锌替换为氧化铝，其余同实施例1。
对比例6
抑烟剂采用硅藻土、硼酸锌、二氧化锆，其余同实施例1。
实验例1不同防水涂料力学性能测试
按照GBT19250-2013《聚氨酯防水涂料》中有关规定测定实施例1-5、对比例1-6制备得到的防水涂料的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度，并观察其涂膜外观，具体见表1。
表1 不同防水涂料力学性能
拉伸强度(Mpa) 断裂伸长率(％) 撕裂强度(N/mm) 涂膜外观
实施例1 16.17 905 35.6 光亮，成膜均匀
实施例2 15.78 891 35.1 光亮，成膜均匀
实施例3 15.36 885 34.8 光亮，成膜均匀
实施例4 14.68 841 32.0 光亮，成膜均匀
实施例5 14.96 866 32.3 光亮，成膜均匀
对比例1 13.39 793 30.6 暗亮，成膜均匀
对比例2 13.11 820 30.9 暗亮，成膜均匀
对比例3 12.06 742 28.4 暗淡，成膜均匀
对比例4 12.14 738 28.1 暗淡，成膜均匀
对比例5 11.87 756 28.5 暗亮，但不均匀
对比例6 14.57 871 31.9 光亮，成膜均匀
由表1数据可以看出，本申请实施例1-3具备优异的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度，实施例1-5的涂料涂膜后光亮且成膜均匀性好。实施例4在制备涂料时采用硅藻土和硼酸锌作为抑烟剂，与实施例1相比缺少二氧化钛，虽然是抑烟剂，但是仍然对涂料的力学性能产生一定影响，说明二氧化钛的存在，在一定程度上协助其他组份提高涂料的力学性能。同理，实施例5中抑烟剂为硅藻土和二氧化钛，与实施例1相比，缺少硼酸锌，硼酸锌的主要作用是协助阻燃，但是该组分的缺少也在一定程度上降低了涂料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度。
对比例1和2采用不同配比的含磷硅聚醚多元醇和不含磷硅的聚醚多元醇制备涂料，二者的配比对于涂料的防火性能和力学性能有很大影响，并且对于涂料涂膜后的外观也有较大影响，经实验证明，本发明采用的配比能够使涂料的综合性能最佳，二者配比的改变会显著降低涂料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度。对比例3和4采用不同的原料制备含磷硅聚醚多元醇，这对最终防水涂料的性能影响更大，最终制备得到的涂料拉伸强度12MPa左右、断裂伸长率780％左右、撕裂强度28.2N/mm左右，均显著低于实施例1-3，并且涂料涂膜后表面暗淡无光泽。对比例5采用氧化铝替换为氧化锌，虽然同为金属氧化物，但是氧化锌在本发明中能够提高抑烟剂中硅藻土与聚氨酯预聚体的协同作用，使得涂料的性能更高，替换为氧化铝后各方面性能均有所下降，说明氧化铝并没有提高组分协同作用的效果。对比例6将抑烟剂中二氧化钛替换为二氧化锆，最终涂料的性能与实施例4的涂料相当，说明添加二氧化锆与不添加二氧化钛时相当，由此证明了二氧化锆在本发明中没有发挥作用。
实验例2不同防水涂料防火性能测试
将实施例1-5、对比例1-6制备得到的各涂料覆涂于钢板上进行测试，覆涂厚度为1.5mm，在小室法防火涂料测试仪内利用座式酒精喷灯进行耐火性能试验。将各钢板涂层试件置于三脚架上，涂层面朝下。调整酒精喷灯位置，使得燃烧时火焰垂直于涂层试件中心，同时用两个温度计测量涂层背面中心的温度。记录钢板涂层燃烧时两个温度计平均达到300℃所需时间，并观察涂料表面状态，如表2。
表2各防水涂料防火性能比较
达到300℃所需时间(s)
实施例1 560
实施例2 546
实施例3 551
实施例4 483
实施例5 472
对比例1 464
对比例2 468
对比例3 450
对比例4 443
对比例5 433
对比例6 480
由表2数据可以看出，本申请实施例1-3制备得到的涂料在540s以上才能达到300℃，具有优异的防火性能。实施例4与实施例1相比抑烟剂缺少二氧化钛，时间缩短到483s，说明二氧化钛能够协助含磷硅的聚醚多元醇共同发挥阻燃作用。同理，实施例5中抑烟剂缺少硼酸锌，硼酸锌本身也是一种阻燃剂，能够协助阻燃，其缺少更显著降低了涂料的阻燃能力。
对比例1和2采用不同配比的含磷硅聚醚多元醇和不含磷硅的聚醚多元醇制备涂料，二者的配比对于涂料的防火性能有很大影响，二者配比的改变显著降低涂料的阻燃能力，说明本发明特定的比例对于涂料的防火能力至关重要。对比例3和4采用不同的原料制备含磷硅聚醚多元醇，制备得到防水涂料防火能力更是显著降低，说明并不是任意防火阻燃剂引入聚醚多元醇中即可制备得到防火性能良好的防水涂料。对比例5采用氧化铝替换为氧化锌，氧化铝并没有实现提高组分协同作用的效果，导致最终涂料的防火能力下降。对比例6将抑烟剂中二氧化钛替换为二氧化锆，防火能力与实施例4相当，由此证明了二氧化锆在本发明中没有发挥协助阻燃的作用。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具备阻燃防火性能的防水涂料，其特征在于，包括以下重量份组分：40-60份含磷硅聚醚多元醇、50-80份不含磷硅的聚醚多元醇、15-25份异佛尔酮二异氰酸酯、0.2-0.5份硅油、0.001-0.003份二月桂酸二丁基锡、0.5-1份催化剂、50-80份填充剂、1-3份消泡剂、3-6份抑烟剂、0.1-0.3份氧化锌、80-90份水，
所述含磷硅聚醚多元醇的制备方法包括以下步骤：将磷酸二苯一异辛酯和硅烷偶联剂A151在碱性条件下加热反应，然后同对苯二醛一起加入到聚醚多元醇中，加热即得含磷硅的聚醚多元醇，
其中催化剂为三乙胺、辛酸亚锡中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的具备阻燃防火性能的防水涂料，其特征在于，所述磷酸二苯一异辛酯、硅烷偶联剂A151、对苯二醛、聚醚多元醇的质量比为1:（0.5-2）：（0.3-0.5）:（8-12）。
3.根据权利要求1所述的具备阻燃防火性能的防水涂料，其特征在于，所述含磷硅的聚醚多元醇官能度为3，分子量为1400-2000。
4.根据权利要求1所述的具备阻燃防火性能的防水涂料，其特征在于，所述填充剂为石灰粉、重质碳酸钙、硅粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的具备阻燃防火性能的防水涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂，包括聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的具备阻燃防火性能的防水涂料，其特征在于，所述抑烟剂为硅藻土、硼酸锌、二氧化钛中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的具备阻燃防火性能的防水涂料，其特征在于，所述抑烟剂为质量比为10：1-3:1-3的硅藻土、硼酸锌、二氧化钛的混合物。
8.一种权利要求1-7任一项所述具备阻燃防火性能的防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份数，将40-60份含磷硅聚醚多元醇、50-80份不含磷硅的聚醚多元醇、0.2-0.5份硅油、0.001-0.003份二月桂酸二丁基锡和30-50份水充分混合后，加入15-25份异佛尔酮二异氰酸酯，加热反应得到聚氨酯预聚体；
（2）按照重量份数，将0.5-1份催化剂、1-3份消泡剂、余量水加入步骤（1）的聚氨酯预聚体中，加热反应，降至室温得混合溶液1；
（3）按照重量份数，将50-80份填充剂、3-6份抑烟剂、0.1-0.3份氧化锌加入步骤（2）中混合溶液1中，充分混合，得具备阻燃防火性能的防水涂料。
CN202110984090.2A 2021-08-25 2021-08-25 一种具备阻燃防火性能的防水涂料 Active CN113789113B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110984090.2A CN113789113B (zh) 2021-08-25 2021-08-25 一种具备阻燃防火性能的防水涂料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110984090.2A CN113789113B (zh) 2021-08-25 2021-08-25 一种具备阻燃防火性能的防水涂料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113789113A CN113789113A (zh) 2021-12-14
CN113789113B true CN113789113B (zh) 2022-04-15

Family

ID=79182226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110984090.2A Active CN113789113B (zh) 2021-08-25 2021-08-25 一种具备阻燃防火性能的防水涂料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113789113B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003099919A1 (en) * 2002-05-20 2003-12-04 Pabu Services, Inc. Blends of (alkyl substituted) triaryl phosphate esters with phosphorus-containing flame retardants for polyurethane foams
CN101851993B (zh) * 2010-05-14 2012-05-23 上海克络蒂材料科技发展有限公司 一种防火阻燃的聚氨酯外墙保温系统材料
CN105153920A (zh) * 2015-08-18 2015-12-16 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 一种单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法
CN107057016B (zh) * 2017-04-10 2019-11-08 龙岩学院 矿用堵水材料及制备装置
CN107686547B (zh) * 2017-09-30 2019-09-20 中国科学院福建物质结构研究所 阻燃聚氨酯及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
阻燃热固性树脂及其材料国外研究进展;王永红等;《热固性树脂》;20060830;第21卷;第57-61页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113789113A (zh) 2021-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108715729A (zh) 阻燃、抗菌性水性聚氨酯涂料和胶黏剂的制备方法
CN102241942A (zh) 一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料及其制备方法
CN107722908B (zh) 一种建筑用聚氨酯防火胶的制备方法
CN111944470B (zh) 一种双组分吸水膨胀胶泥及其应用
CN104629607A (zh) 一种环保型阻燃防水水性聚氨酯涂料及其制备方法
WO2023051435A1 (zh) 卤代聚磷酸酯多元醇和预聚物及其制备方法以及聚脲弹性体组合物与聚脲弹性体及应用
CN105153920A (zh) 一种单组份聚氨酯防水涂料及其制备方法
KR20110131717A (ko) 친환경 탄성접착제용 습기경화형 폴리우레탄 수지 조성물 및 그 제조방법
CN110511714B (zh) 建筑用聚氨酯防火胶
WO2021135723A1 (zh) 一种单组分不可燃聚氨酯防火涂料及其制备方法
CN113789113B (zh) 一种具备阻燃防火性能的防水涂料
WO2021022925A1 (zh) 一种单组分耐根穿刺防水涂料及其制备方法
CN114573775B (zh) 含磷阻燃共聚型水性聚氨酯及其制备方法
CN107936902A (zh) 阻燃聚氨酯密封胶
CN108976774A (zh) 一种高韧阻燃聚氨酯复合材料
CN104830220A (zh) 阻燃性水性聚氨酯涂料与胶黏剂的制备方法
CN109575781A (zh) 一种结构型聚氨酯阻燃抗菌涂料
KR20100008481A (ko) 흡수성 아스팔트 방수접착제의 조성물과 제조방법
JP2009091414A (ja) ウレア樹脂組成物
CN111675958A (zh) 一种船舶、舰艇、海上钻井平台防护涂装材料及制备方法
KR100663186B1 (ko) 실란 변성 폴리우레탄 도막 방수재 조성물 및 그 제조 방법
CN115160914B (zh) 一种专用于背水面防水修缮工程的单组分聚氨酯防水涂料
CN112724903A (zh) 低模量高位移能力的防火型硅烷改性聚醚胶及其制备方法
JP3261016B2 (ja) ポリウレタン樹脂組成物及びそれを用いてなる耐火性シーリング材
CN107236445A (zh) 一种用于集成房屋板型材的防火涂料及其使用方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant