[发明专利]自阻燃保温水性聚氨酯组合物、发泡体及其制备方法

权利要求书

1.一种自阻燃保温水性聚氨酯组合物，其特征在于：包含：水性聚氨酯乳液、气凝胶、发泡剂、稳泡剂、增稠剂。

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯组合物，其特征在于：所述水性聚氨酯乳液由二异氰酸酯、有机硅聚醚多元醇、两性离子型聚酯二元醇、N,N-双(2-羟乙基)氨基亚甲基磷酸二乙酯(FRC-6)、扩链剂以及催化剂反应制备而成。

3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯组合物，其特征在于：所述气凝胶为气凝胶粉体或气凝胶水性浆料的至少一种。

4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯组合物，其特征在于：所述气凝胶包括二氧化硅气凝胶、二氧化钛气凝胶、碳气凝胶、石墨烯气凝胶的至少一种。

5.根据权利要求1所述的水性聚氨酯组合物，其特征在于：所述发泡剂为物理性起泡剂和微球发泡剂的至少一种。

6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯组合物，其特征在于：所述稳泡剂为烯醇类、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机酸的至少一种。

7.根据权利要求1所述的水性聚氨酯组合物，其特征在于：所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂和纤维素类增稠剂的至少一种。

8.一种自阻燃保温水性聚氨酯发泡体的制备方法，其特征碍于包括以下步骤：

(1)水性聚氨酯乳液的制备：

将二异氰酸酯、有机硅聚醚多元醇、两性离子型聚酯二元醇和催化剂混合，70～120℃搅拌反应1～8h得到聚氨酯预聚体；在聚氨酯预聚体中加入N,N-双(2-羟乙基)氨基亚甲基磷酸二乙酯(FRC-6)和扩链剂，70～95℃搅拌反应2～4h后得到中间产物；向中间产物中加入水，搅拌、分散后得到水性聚氨酯乳液；

所述有机硅聚醚多元醇的分子结构为：

，

其中，n，x，y均为整数，n的取值范围是0～500，x的取值范围是0～500，y的取值范围为0～500；

所述两性离子型聚酯二元醇的分子结构为：

，

其中，m的取值范围是0～10，n的取值范围是0～500；

所述水性聚氨酯乳液的固含量为30～70％；

所述催化剂选自有机锡类催化剂、叔胺类催化剂；

所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、四甲基亚苯基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯的至少一种；

所述扩链剂为1,4-丁二醇、3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷、三羟基丙烷、三羟甲基丙烷、1,6-己二醇、氢醌-二(β-羟乙基)醚的至少一种；

(2)配浆：

将水性聚氨酯乳液、气凝胶、物理性起泡剂、稳泡剂、增稠剂混合形成水性聚氨酯组合物；

所述物理性起泡剂为界面活性剂，包括烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、有机胺盐、烷基胺的至少一种；

(3)发泡：

将水性聚氨酯组合物结合利用机械应力搅拌和微细气泡发生器形成发泡的水性聚氨酯组合物；

所述机械应力搅拌为：在速度为1000转以上，把浆料全部打成泡沫，发泡倍率控制在1-2.5；所述微细气泡发生器，是产生20～500微米的微细气泡通入到浆料中；

(4)涂布干燥：

将发泡的水性聚氨酯组合物涂布于基材上，在干燥熟成条件下形成水性聚氨酯发泡体。

9.一种自阻燃保温水性聚氨酯发泡体的制备方法，其特征碍于包括以下步骤：

(1)水性聚氨酯乳液的制备：

将二异氰酸酯、有机硅聚醚多元醇、两性离子型聚酯二元醇和催化剂混合，70～120℃搅拌反应1～8h得到聚氨酯预聚体；在聚氨酯预聚体中加入N,N-双(2-羟乙基)氨基亚甲基磷酸二乙酯(FRC-6)和扩链剂，70～95℃搅拌反应2～4h后得到中间产物；向中间产物中加入水，搅拌、分散后得到水性聚氨酯乳液；

所述有机硅聚醚多元醇的分子结构为：

，

其中，n，x，y均为整数，n的取值范围是0～500，x的取值范围是0～500，y的取值范围为0～500；

所述两性离子型聚酯二元醇的分子结构为：

，

其中，m的取值范围是0～10，n的取值范围是0～500；

所述水性聚氨酯乳液的固含量为30～70％；

所述催化剂选自有机锡类催化剂、叔胺类催化剂；

所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、四甲基亚苯基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯的至少一种；

所述扩链剂为1,4-丁二醇、3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷、三羟基丙烷、三羟甲基丙烷、1,6-己二醇、氢醌-二(β-羟乙基)醚的至少一种；

(2)配浆：

将水性聚氨酯乳液、气凝胶、微球发泡剂、稳泡剂、增稠剂混合形成水性聚氨酯组合物；

(3)涂布和预干燥：

将发泡的水性聚氨酯组合物涂布于基材上，在干燥条件下形成发泡体半成品；

(4)发泡：

将发泡体半成品放入烘箱发泡，温度区间为90℃～200℃，发泡时间为30s～500s。