[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

说明书

本发明公开了一种具有自阻燃保温水性聚氨酯组合物、发泡体及其制备方法，可应用于人工合成革，热水器保温、隔热涂料等不同领域。本发明在水性发泡聚氨酯内引入气凝胶材料，可提高树脂水性聚氨酯发泡体基材的隔热保温性能；本发明的发泡水性聚氨酯具有多种协同阻燃机理，可以赋予发泡聚氨酯优异的阻燃性、低毒害性。

技术领域

本发明涉及聚氨酯合成技术领域，特别涉及一种自阻燃保温水性聚氨酯组合物、自阻燃保温水性聚氨酯发泡体及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯以水为溶剂，具有安全、不污染环境、节省能源、易于改性等优点。由于其优越的应用性能，已经在涂层、纺织整理、涂料印花、涂料、皮革等领域中发挥着越来越重要的作用。水性发泡聚氨酯，赋予水性聚氨酯具有保温隔热、吸音减振等特殊效果，使其应用领域得到提高。但是，水性聚氨酯和常规聚合物一样，极易燃烧，又会有大量有毒害烟雾产生，使得水性聚氨酯的实际受到限制。

为提高发泡水性聚氨酯的阻燃性能，目前通常采用将阻燃单体接枝反应到水性聚氨酯合成体系中，赋予产物阻燃性能，阻燃水性聚氨酯多以接枝卤素或含磷酸酯基聚酯多元醇为主，阻燃机理单一，阻燃等级达标难度大。为进一步提高水性聚氨酯的自阻燃性，以及提高其隔热保温性能，新型复合阻燃及隔热保温水性聚氨酯的开发迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自阻燃和保温隔热功能的水性聚氨酯组合物。

本发明的另一目的是提供使用上述水性聚氨酯组合物制备发泡体的方法。

本发明的另一目的是提供上述水性聚氨酯组合物制作发泡体的用途。例如可应用于人工合成革，热水器保温、隔热涂料等不同领域。

本发明的目的通过以下方式来完成：

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

水性聚氨酯组合物是由基于总物料质量的下列百分比的原料混合制成：(1)10-95％的水性聚氨酯树脂，(2)0.1-80％的气凝胶，(3)0-5％的发泡剂，(4)0-5％的稳泡剂，(5)0.05-5％的增稠剂；

本发明所制备的水性聚氨酯乳液，可通过调控反应条件或得到不同固含量的水性聚氨酯乳液。一般而言，水性聚氨酯乳液越高，发泡后的泡孔越密，成型性越好，越容易烘干，缺陷较少。本发明可水性聚氨酯乳液的固含量可调控在30～70％，达到较高的固含量，可满足需求。

本发明水性聚氨酯组合物所包含的气凝胶，包含但不限于二氧化硅气凝胶、二氧化钛气凝胶、碳气凝胶、石墨烯气凝胶等，气凝胶具有纳米孔洞结构，比表面积为100～1500m2/g，平均孔径为3～200nm；本发明水性聚氨酯组合物所包含的气凝胶，在与其他物质混合配制成水性聚氨酯组合物之前的形态可为气凝胶粉体或气凝胶水性浆料；通常，气凝胶水性浆料中气凝胶的含量在2％-90％之间。

本发明水性聚氨酯组合物所包含的发泡剂，包含为物理性起泡剂和微球发泡剂的至少一种，为适用于使聚氨酯起泡的发泡剂；其中，物理性起泡剂主要包含界面活性剂，包含但不限于烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、有机胺盐、烷基胺等。

本发明水性聚氨酯组合物所包含的稳泡剂，为适用于使聚氨酯起泡之后保持稳定性的任何稳泡剂，稳泡剂包含但不限于烯醇类、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机酸的至少一种。有机酸可包括但不限于丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸。

通过调整发泡剂和稳泡剂的种类和含量，使水性聚氨酯组合物在发泡后产生例如发泡倍率大于1，较佳倍率为大于2的泡沫高度。

本发明水性聚氨酯组合物所包含的增稠剂，为调整水性聚氨酯组合物的粘度，增稠剂包含但不限于聚氨酯类增稠剂和纤维素类增稠剂的至少一种；聚氨酯类增稠剂优选非离子型聚氨酯增稠剂。