[发明专利]一种防火的聚氨酯泡沫涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯薄膜的技术领域，尤其涉及一种防火的聚氨酯泡沫涂层及其制备方法。

背景技术

近年来聚氨酯薄膜越来越多地应用于成衣和时装的制备，采用透气的聚氨酯薄膜材料制备的服装不仅具有呼吸功能，还能够抗静电；聚氨酯薄膜在运动服装和制品中用制作潜水衣、游泳衣、韵律衣及空气降落衣、充气水床、球内胆、皮划艇、救生圈等面料及内里材料。新开发的形状记忆聚氨酯薄膜，具有良好结晶性，嵌段聚集成微区起物理交联点的作用，控制形状记忆聚氨酯的形状固定和恢复，将这些形状记忆聚氨酯的形状记忆温度定为室温，用于生产复合织物，作为家居服饰面料，在室温以下可以起到保暖作用，在室温以上可以具有良好透湿性能。热塑性聚氨醋薄膜具有柔软手感好，强度高，防风透气，绿色环保等突出特点而广泛应用于纺织复合面料，用于运动休闲，特种防护等领域。

由于聚氨酯树脂材料的着火点较低，因而导致聚氨酯泡沫材料的阻燃性有限，这限制了聚氨酯泡沫材料在建筑及电子等领域的广泛应用。现有技术的聚氨酯泡沫材料通过于聚氨酯树脂中添加一些具有阻燃性能的填料来达到防火阻燃的效果。但这些填料并不能带来聚氨酯薄膜的防火性显著的提升，与此同时降低了聚氨酯薄膜的其他性能，例如防水、透气性的降低。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种防火的聚氨酯泡沫涂层，该聚氨酯泡沫涂层具有较好的阻燃性，较佳的防水性及较强的透气性。

一种防火的聚氨酯泡沫涂层，包含水性聚氨酯树脂，以水性聚氨酯树脂的质量计40～60%的水合碳酸钕、改性坡缕石、1～2%的消光粉、0.4～0.6%的流平剂、0.4～0.6%的助剥剂，以及余量的水，所述改性坡缕石由占水性聚氨酯树脂质量3～9%的坡缕石和占坡缕石质量7～13%的硅烷偶联剂进行表面处理得到。

其中，包含水性聚氨酯树脂，以水性聚氨酯树脂的质量计52%的水合碳酸钕、改性坡缕石、1.5%的消光粉、0.5%的流平剂、0.5%的助剥剂，以及余量的水，所述改性坡缕石由占水性聚氨酯树脂质量6%的坡缕石和占坡缕石质量9～12%的硅烷偶联剂进行表面处理得到。

其中，在水合碳酸钕Nd₂(CO3)₃·xH₂O中，x为3～8。

其中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅氧烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅氧烷、γ-氨丙基三乙氧基硅氧烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅氧烷中的一种或至少两种。

其中，所述坡缕石的直径为20～60nm，长度为400～1200nm。

其中，所述消光粉为OK-412消光粉，所述流平剂为C_1～10烷基改性聚有机硅氧烷，所述助剥剂为聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。

以上聚氨酯泡沫涂层的原料组分中，水合碳酸钕作为阻燃剂。水合碳酸钕是一种无机阻燃剂，相对于有机阻燃剂，例如磷酸酯类阻燃剂、卤系阻燃剂，其对环境无污染。水合碳酸钕在320～550℃热分解时生成Nd₂O(CO₃)₂，800～905℃则分解为Nd₂O₂CO₃。由于其分解的温度较氢氧化镁和氢氧化铝要略低，并且要吸收大量的潜热，因而其阻燃性要优于两者。

坡缕石作为耐火剂，可提高聚氨酯泡沫涂层的耐火性。为了提高坡缕石在水中的分散性，本发明中对坡缕石采用硅烷偶联剂进行表面改性，以减少其絮凝的现象。

消光粉是降低膜材料的光泽度，使其达到半光或无光的效果。OK-412消光粉是一种白色粉末，以二氧化硅为主要成分，成分高达98%以上，其平均粒径在几微米。它具有易分散、消光性好、增加滑性、悬浮性好的优点。

流平剂是促使胶水在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的膜。C_1～10烷基改性聚有机硅氧烷是高分子链中含有烷基的一类含有硅-氧结构单元的聚合物。其中的烷基可提高热稳定性、相容性和不稳泡性，甚至有消泡功能。

助剥剂又称为防粘剂，加入可促使干燥的涂膜易于从涂布基材上被分离。聚醚改性的聚二甲基硅氧烷是采用醚类低聚物与聚二甲基硅氧烷进行缩合反应得到。它既可溶解于油型溶剂，又可溶解于水。它可防粘连，增加耐磨性，增加离型纸得使用次数可明显提高涂层的光泽性、耐候性及鲜艳性，此外能赋予皮革滑爽手感，能有效提高颜料和填料的分散性，改善颜色的均一性；可作为织物涂层的防水加工。