[发明专利]一种阻燃与防水性水性聚氨酯涂料的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及聚氨酯涂料的制备方法，特别涉及阻燃与防水性水性聚氨酯涂料的制备方法。

背景技术

聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂等方面，喷涂于内外墙体、家具、金属器具表面的涂料和油漆，每时每刻都在与人类直接或间接接触，有毒、有害涂料已也时刻威胁着人们的健康。由于使用的领域常接触太阳光，由于太阳光线中含有大量对有色物体有害的紫外光，其波长约290～460nm，这些有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用，使涂料发生颜色的变化。

聚氨酯进行合成常采用二月桂酸二丁基锡做催化剂，但由于重金属锡在随着聚氨酯的降解而对环境造成危害，筛选高效无毒的催化剂是聚氨酯合成中的一大难题。

防水材料主要应用领域包括房屋建筑的屋面、地下、外墙和室内；城市道路桥梁和地下空间等市政工程；高速公路和高速铁路的桥梁、隧道；地下铁道等交通工程；引水渠、水库、坝体、水利发电站及水处理等水利工程，适用于屋面和厕浴间、地下室、蓄水池、墙面的防水，防渗、防潮。按照应用材料来分可用于造纸、纺织、皮革等领域。

    水性聚氨酯(又称水基聚氨酯)是一种在聚氨酯的分子链中含有亲水性基团的聚氨酯树脂，与水具有很强的亲和性，采用特定的工艺能使之在水中分散并形成稳定的体系。水性聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂、铸钢涂料等方面，所涉及的几乎都是易燃材料，这些材料在使用时如未经阻燃处理，必然成为引发火灾的安全隐患。水性聚氨酯的阻燃化，是水性聚氨酯功能化的重要方向之一。

发明内容  

本发明所要解决的技术问题是，提供一种阻燃与防水性水性聚氨酯涂料的制备方法，选择氟化钕作催化剂，具有阻燃性和防水性的1,4-双(二甲基羟基硅基)苯与异佛尔酮二异氰酸酯进行反应，利用增效剂和三(4-氟苯基)磷化氢对氟化钕进行固定，用阻燃、防水性材料作为扩链剂，具有阻燃性的材料做溶剂进行反应，提高聚氨酯的阻燃和防水性。

     一种阻燃与防水性水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于：

（1)、在氟化钕存在的条件下，将1,4-双(二甲基羟基硅基)苯与异佛尔酮二异氰酸酯按重量比1:1.3~1 :2.4混合，加入增效剂和三(4-氟苯基)磷化氢，于70~90℃下反应1~3h，得到聚氨酯预聚体A，所述催化剂用量为1,4-双(二甲基羟基硅基)苯与异佛尔酮二异氰酸酯总重量的0.11~0.27％，增效剂和三(4-氟苯基)磷化氢用量分别为1,4-双(二甲基羟基硅基)苯、异佛尔酮二异氰酸酯、氟化钕总重量的0.14 ~0.40％和0.2~0.5%；

（2)、向预聚体A加入为预聚体A重量0.8~3.6％的扩链剂和预聚体A重量10~25％的溶剂，于60~90℃条件下反应2~4h，按预聚体A重量为10~15%的三乙胺进行中和反应40~60min，加水和十二烷基磺酸钠进行乳化60min，得阻燃与防水性水性聚氨酯涂料，十二烷基磺酸钠为预聚体A重量的0.1~0.5%;

    增效剂为二乙胺基三氟化硫、四丁基氟化膦、双(2-甲氧基乙基)氨基三氟化硫、丁基三苯基氟化膦、2,3,4,6-四-o-乙酰-α-D-氟化吡喃葡萄糖中的任意一种；扩链剂为3-氨丙基三羟基硅烷、D-甘露糖醛酸单钠盐和甲基三羟基硅烷(1：1)的化合物的任意一种；溶剂为腺苷环磷酸酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、2-氯-1-(2,4-二氯苯基)乙烯基二乙基磷酸酯的一种。

本发明具有以下特点：

   （1）增效剂和三(4-氟苯基)磷化氢对催化剂进行固定，降低了聚氨酯的毒性，同时增效剂也具有一定的阻燃性能；

   （2）选择防水、阻燃性材料为扩链剂，提高了防水和阻燃性能；

   （3）阻燃性和防水的有机硅做预聚反应单体，使性能大幅提高。

   （4）阻燃性材料做溶剂，使聚氨酯的阻燃性能大幅提高。

具体实施方式下面结合实例进一步说明本发明。

实例一

（1）、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将1,4-双(二甲基羟基硅基)苯40g与异佛尔酮二异氰酸酯52g混合，在氟化钕0.1g存在的条件下，加入二乙胺基三氟化硫0.13g和三(4-氟苯基)磷化氢0.18g于70℃下反应1h，得到91g聚氨酯预聚体A；