[发明专利]一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料及其制备方法

权利要求书

1.一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料，其特征在于，由预聚体和分散剂制备而成，且预聚体和分散剂的质量比为3-5：1-2；

所述预聚体由以下原料制成：20-25重量份聚四氢呋喃醚二醇、25-30重量份阻燃聚酯醚多元醇、10-20重量份二异氰酸酯、2-5重量份二甲基硅油、1-2重量份小分子扩链剂、60-80重量份丙酮、2-4重量份空心玻璃微珠、3-8重量份填充剂；

所述分散剂由以下原料制成：2-6重量份亲水扩链剂、0.1-0.8重量份消泡剂、25-35重量份去离子水和0.1-1.5重量份乙二胺。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环已基甲烷二异氰酸酯(HMDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的一种或多种任意比例混合。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述小分子扩链剂为1,4-丁二醇、乙二醇和一缩二乙二醇中的一种或几种任意比例混合。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述阻燃聚酯醚多元醇制备方法包括如下步骤：

S1、将均苯四甲酸酐、二乙醇和二丁基氧化锡按质量比1-3：2-5:0.01-0.05在氮气保护下进行混合搅拌，升温至120-140℃，反应2-4h，其中二丁基氧化锡为催化剂，然后升温至220-240℃，反应2-3h，后抽滤2.5-3.5h，降温至65-80℃放料，所得产品为苯四甲酸聚酯多元醇；

S2、将上述苯四甲酸聚酯多元醇、三氯氧磷按质量比1:3-5投入反应器中，控制温度60-80℃，反应2-3h，最后升温至100-120℃保温3-4h，冷却、过滤、洗涤烘干后得到均苯四甲酸阻燃聚酯多元醇；

S3、将上述均苯四甲酸阻燃聚酯多元醇与乙二胺按质量比1:0.05-0.1投入反应釜中，乙二胺作为催化剂，再向反应釜中投入苯四甲酸聚酯多元醇质量0.5-1倍的环氧丙烷，缓慢升温至100-130℃，反应釜内压力在0.07-0.3MPa，在此温度和压力下，反应1-4h，然后抽真空，待温度降至85℃以下压滤出料，即得均苯四甲酸阻燃聚酯醚多元醇。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述填充剂包括3-5重量份电气石粉、15-20重量份滑石粉、10-15重量份高岭土和5-10重量份膨胀珍珠岩。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、将20-25重量份聚四氢呋喃醚二醇、25-30重量份阻燃聚酯醚多元醇投入反应釜中，搅拌均匀后加热至100-115℃，-0.1MPa条件下真空脱水至含水率在0.04％以下，投入10-20重量份二异氰酸酯，升温至85-95℃，保温反应1-3h，降温至40℃，得到混合物A；

第二步、向混合物A中投入2-5重量份二甲基硅油、1-2重量份小分子扩链剂和60-80重量份丙酮，升温至50-55℃，搅拌混合均匀，再加入2-4重量份空心玻璃微珠、3-8重量份填充剂，搅拌3-5h，得到预聚体；

第三步、将预聚体转移至乳化器中，在1000-1500r/min高速搅拌下将25-35重量份去离子水和0.1-1.5重量份乙二胺加入到预聚体中，继续搅拌5min，然后将转速调整至400-600r/min，投入2-6重量份亲水扩链剂，继续搅拌3-5h，得到混合物B；

第四步、将混合物B在温度为40-45℃，-0.09MPa条件下脱去丙酮，再添加0.1-0.8重量份消泡剂，搅拌均匀，即得到阻燃耐热的水性聚氨酯涂料。

7.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠中的一种或者两种的混合物。

8.根据权利要求1所述的一种阻燃耐热的水性聚氨酯涂料，其特征在于，所述消泡剂由1.5-3重量份二甲基亚砜、2-3重量份二苯偶氮碳酰肼、1-2重量份三聚磷酸钠、3-7重量份聚萘甲醛磺酸钠盐、3-5重量份聚乙二醇制备而成。