CN1978481A - 自阻燃水性聚氨酯材料 - Google Patents

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卢秀萍
王文杰
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Abstract

一种自阻燃聚氨酯材料，以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、含羧基半酯二元醇或二羟甲基丙酸(DMPA)和二溴新戊二醇为原料合成聚氨酯预聚体，经三乙烯基胺中和成盐，乳化、成型。其特征在于：既可保持水性聚氨酯材料的各种优异性能：高附着力(1级)、高抗冲击性(＞50cm)和拉伸强度(22MPa)，又具优良的阻燃性能：燃烧时极限氧指数可达34。是一种综合性能独特的自阻燃聚氨酯材料。

Description

自阻燃水性聚氨酯材料
技术领域  本发明涉及一种自阻燃水性聚氨酯材料，属于高分子材料与工程领域。
背景技术  聚氨酯(PU)材料由于具有减震、隔热、吸声、耐磨等多种优异性能，用途十分广泛。但未进行阻燃处理的PU材料燃烧过程中释放出HCN、CO等有毒气体，有极大的安全隐患。为此PU材料阻燃技术受到广泛关注，近年来该领域新产品、新技术层出不穷，得到较快发展。水性聚氨酯是以水作为介质的聚氨酯分散体。具有安全、无毒、不污染环境、节能及易加工等特点。随着环保法规和环保意识的加强，水性聚氨酯越来越受到人们的关注，其发展前景极为广阔。
目前国内外聚氨酯材料的阻燃多采用添加阻燃剂的方法，即在反应原料中加入不具有反应活性、但具有阻燃作用的物质，使这些物质均匀分散在基体材料中，起到阻止PU材料燃烧的目的。但这种阻燃方法由于添加大量阻燃剂，常导致PU材料的力学性能和其它性能下降。
在反应中加入具有反应活性的阻燃剂作为原料，使其成为材料分子结构中的组成部分，既可赋予材料阻燃性能，又不丧失力学性能和其它性能，是阻燃材料研究所追求的目标。
发明内容  在水性聚氨酯预聚体合成过程中，加入二溴新戊二醇作为扩链剂，将溴原子引入PU分子中，形成自阻燃水性聚氨酯。既可保持水性聚氨酯材料的各种优异性能：高附着力(1级)、高抗冲击性(＞50cm)和拉伸强度(22MPa)，又具优良的阻燃性能：燃烧时极限氧指数可达34。
这种水性聚氨酯不仅可以作为阻燃涂料、阻燃粘合剂的基体，也可作为阻燃灌封胶和其它阻燃材料。
具体实施方式  实例1在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、氮气进出口的四口烧瓶中，加入聚酯多元醇(M＝2000)30g，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)18.9g，二羟甲基丙酸(DMPA)4.66g，二溴新戊二醇9.45g，在干燥氮气保护下于80℃反应至-NCO含量达理论值，得到预聚体，降温至60℃以下，加入三乙胺3.53g中和成盐，于15℃下加水147g乳化得聚氨酯乳液。将该乳液浇铸至模具中成型，根据GB2406-80测得该材料的氧指数达34。

Claims (5)

1.一种自阻燃水性聚氨酯材料，以聚醚/酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、含羧基半酯二元醇或二羟甲基丙烷(DMPA)、丙酮、二溴新戊二醇、三乙烯基胺及二乙胺为原料，在氮气保护下，采用二步法制备自阻燃水性聚氨酯材料。其特征是自阻燃水性聚氨酯材料具有优良的阻燃性能，燃烧时极限氧指数可达34。
2.按权利要求1所述的自阻燃水性聚氨酯材料，其特征在于聚醚/酯多元醇的平均聚合度为2000，-NCO/-OH比值为1.6，-COOH含量为2.5％。
3.按权利要求1所述的自阻燃水性聚氨酯材料，其特征是将用量为15％的阻燃单体二溴新戊二醇在聚合前加入体系，使所生成的聚氨酯预聚体大分子链中带有阻燃卤素原子溴，使所制备的水性聚氨酯材料具有自阻燃性能。
4.按权利要求1所述的自阻燃水性聚氨酯材料，其特征在于首先将聚醚/酯多元醇、(IPDI)、含羧基半酯二元醇或DMPA、二溴新戊二醇等原料加入到氮气保护的反应器中，加热至75～78℃反应，直至体系-NCO达理论值，得聚氨酯预聚体，降温同时加入少量丙酮降低黏度，搅拌下于15℃依次加入三乙烯基胺中和、水乳化、二乙胺扩链得具有良好透明性和贮存稳定性的聚氨酯乳液。
5.按权利要求4所述的聚氨酯乳液，浇注至模具中成型得到自阻燃性水性聚氨酯材料，其特征在于除具优良的自阻燃性外，还有较高的附着力(1级)、抗冲击性(＞50cm)和拉伸强度(22MPa)。
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