[发明专利]含磷共聚物乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含磷共聚物乳液及其制备方法和应用。该方法包括：(1)将异氰酸酯单体、聚二元醇、催化剂、第一扩链剂、聚磷酸酯多元醇、第二扩链剂混合反应，以便得到主链上含磷的聚氨酯预聚物；(2)将主链上含磷的聚氨酯预聚物与含羟基(甲基)丙烯酸酯单体混合反应后，再加碱进行中和反应，以便得到两端引入双键的主链上含磷的聚氨酯预聚物；(3)将两端引入双键的主链上含磷的聚氨酯预聚物与烯类单体、含有可聚合碳碳双键的含磷单体混合后，加入水搅拌发生相翻转，以便得到水包油体系的乳液；(4)将水包油体系的乳液与引发剂混合反应，以便得到含磷共聚物乳液。采用该方法制备的含磷共聚物乳液具有优良的防腐和阻燃功能。

技术领域

本发明属于精细化工和功能涂料技术领域，具体涉及一种含磷共聚物乳液及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的发展，金属结构、尤其是钢结构在建筑、化工、桥梁、交通运输等国民经济各领域的应用越来越广。但传统金属有两个缺点：一是钢材在复杂的环境中易于被腐蚀，全球范围内金属腐蚀造成的损失约占各国国内生产总值的3～5％，远大于自然灾害以及各类事故造成的损失，给人类生产和生活造成了严重的影响。二是钢结构在高于500℃的环境中会因强度下降而失去支撑，一旦发生火灾往往会导致建筑垮塌，带来灾难性后果。提高钢结构的耐腐蚀性和耐高温性能一直是备受关注的热点问题。

提高钢结构耐腐蚀性和耐高温性主要有两个途径：一是提高金属材料本身的耐腐蚀性和耐温性，另外是在成型和装配后的钢结构表面涂装保护性涂层。其中，涂装保护涂层的方法具有制造和维护成本低、施工方便、性价比高等特点，因而各种防腐涂料和防火涂料应运而生，已经在钢结构防腐、防火领域得到了最广泛的应用。

目前用于钢结构的涂料主要是溶剂型的，大量有机溶剂的使用不仅污染环境，也对人身体健康造成危害，因此近年来钢结构水性涂料得到了长足的发展。聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液是目前市场上应用很广的两种水性涂料成膜树脂，聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液将聚氨酯和聚丙烯酸酯的性能有机结合，也已经得到了一定的应用。但上述聚合物乳液作为钢结构水性防腐涂料的成膜物，均存在功能单一、防腐性能不够优异等缺陷，尤其是漆膜易燃，没有阻燃性，极大地限制了其在高层建筑等领域的应用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种含磷共聚物乳液及其制备方法和应用。采用本申请的方法得到的聚氨酯-丙烯酸酯共聚物的主链和侧链上均引入了磷元素，制备的含磷共聚物乳液具有优良的防腐和阻燃功能，将该含磷共聚物乳液作为水性涂料成膜树脂，可以显著提高涂层的附着力、防腐性和阻燃性。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备含磷共聚物乳液的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将异氰酸酯单体、聚二元醇、催化剂、第一扩链剂、聚磷酸酯多元醇、第二扩链剂混合反应，以便得到主链上含磷的聚氨酯预聚物；

(2)将所述主链上含磷的聚氨酯预聚物与含羟基(甲基)丙烯酸酯单体混合反应后，再加碱进行中和反应，以便得到两端引入双键的主链上含磷的聚氨酯预聚物；

(3)将所述两端引入双键的主链上含磷的聚氨酯预聚物与烯类单体、含有可聚合碳碳双键的含磷单体混合后，加入水搅拌发生相翻转，以便得到水包油体系的乳液；

(4)将所述水包油体系的乳液与引发剂混合反应，以便得到含磷共聚物乳液。