專(zhuān)利名稱(chēng)：自阻燃水性聚氨酯材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自阻燃水性聚氨酯材料，屬于高分子材料與工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚氨酯(PU)材料由于具有減震、隔熱、吸聲、耐磨等多種優(yōu)異性能，用途十分廣泛。但未進(jìn)行阻燃處理的PU材料燃燒過(guò)程中釋放出HCN、CO等有毒氣體，有極大的安全隱患。為此PU材料阻燃技術(shù)受到廣泛關(guān)注，近年來(lái)該領(lǐng)域新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮，得到較快發(fā)展。水性聚氨酯是以水作為介質(zhì)的聚氨酯分散體。具有安全、無(wú)毒、不污染環(huán)境、節(jié)能及易加工等特點(diǎn)。隨著環(huán)保法規(guī)和環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，水性聚氨酯越來(lái)越受到人們的關(guān)注，其發(fā)展前景極為廣闊。
目前國(guó)內(nèi)外聚氨酯材料的阻燃多采用添加阻燃劑的方法，即在反應(yīng)原料中加入不具有反應(yīng)活性、但具有阻燃作用的物質(zhì)，使這些物質(zhì)均勻分散在基體材料中，起到阻止PU材料燃燒的目的。但這種阻燃方法由于添加大量阻燃劑，常導(dǎo)致PU材料的力學(xué)性能和其它性能下降。
在反應(yīng)中加入具有反應(yīng)活性的阻燃劑作為原料，使其成為材料分子結(jié)構(gòu)中的組成部分，既可賦予材料阻燃性能，又不喪失力學(xué)性能和其它性能，是阻燃材料研究所追求的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
在水性聚氨酯預(yù)聚體合成過(guò)程中，加入二溴新戊二醇作為擴(kuò)鏈劑，將溴原子引入PU分子中，形成自阻燃水性聚氨酯。既可保持水性聚氨酯材料的各種優(yōu)異性能高附著力(1級(jí))、高抗沖擊性(＞50cm)和拉伸強(qiáng)度(22MPa)，又具優(yōu)良的阻燃性能燃燒時(shí)極限氧指數(shù)可達(dá)34。
這種水性聚氨酯不僅可以作為阻燃涂料、阻燃粘合劑的基體，也可作為阻燃灌封膠和其它阻燃材料。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1在裝有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)、氮?dú)膺M(jìn)出口的四口燒瓶中，加入聚酯多元醇(M＝2000)30g，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)18.9g，二羥甲基丙酸(DMPA)4.66g，二溴新戊二醇9.45g，在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下于80℃反應(yīng)至-NCO含量達(dá)理論值，得到預(yù)聚體，降溫至60℃以下，加入三乙胺3.53g中和成鹽，于15℃下加水147g乳化得聚氨酯乳液。將該乳液澆鑄至模具中成型，根據(jù)GB2406-80測(cè)得該材料的氧指數(shù)達(dá)34。
權(quán)利要求
1.一種自阻燃水性聚氨酯材料，以聚醚/酯多元醇、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、含羧基半酯二元醇或二羥甲基丙烷(DMPA)、丙酮、二溴新戊二醇、三乙烯基胺及二乙胺為原料，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，采用二步法制備自阻燃水性聚氨酯材料。其特征是自阻燃水性聚氨酯材料具有優(yōu)良的阻燃性能，燃燒時(shí)極限氧指數(shù)可達(dá)34。
2.按權(quán)利要求1所述的自阻燃水性聚氨酯材料，其特征在于聚醚/酯多元醇的平均聚合度為2000，-NCO/-OH比值為1.6，-COOH含量為2.5％。
3.按權(quán)利要求1所述的自阻燃水性聚氨酯材料，其特征是將用量為15％的阻燃單體二溴新戊二醇在聚合前加入體系，使所生成的聚氨酯預(yù)聚體大分子鏈中帶有阻燃鹵素原子溴，使所制備的水性聚氨酯材料具有自阻燃性能。
4.按權(quán)利要求1所述的自阻燃水性聚氨酯材料，其特征在于首先將聚醚/酯多元醇、(IPDI)、含羧基半酯二元醇或DMPA、二溴新戊二醇等原料加入到氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)器中，加熱至75～78℃反應(yīng)，直至體系-NCO達(dá)理論值，得聚氨酯預(yù)聚體，降溫同時(shí)加入少量丙酮降低黏度，攪拌下于15℃依次加入三乙烯基胺中和、水乳化、二乙胺擴(kuò)鏈得具有良好透明性和貯存穩(wěn)定性的聚氨酯乳液。
5.按權(quán)利要求4所述的聚氨酯乳液，澆注至模具中成型得到自阻燃性水性聚氨酯材料，其特征在于除具優(yōu)良的自阻燃性外，還有較高的附著力(1級(jí))、抗沖擊性(＞50cm)和拉伸強(qiáng)度(22MPa)。
全文摘要
一種自阻燃聚氨酯材料，以聚酯多元醇、異佛爾酮二異氰酸酯、含羧基半酯二元醇或二羥甲基丙酸(DMPA)和二溴新戊二醇為原料合成聚氨酯預(yù)聚體，經(jīng)三乙烯基胺中和成鹽，乳化、成型。其特征在于既可保持水性聚氨酯材料的各種優(yōu)異性能高附著力(1級(jí))、高抗沖擊性(＞50cm)和拉伸強(qiáng)度(22MPa)，又具優(yōu)良的阻燃性能燃燒時(shí)極限氧指數(shù)可達(dá)34。是一種綜合性能獨(dú)特的自阻燃聚氨酯材料。
文檔編號(hào)C08G18/10GK1978481SQ20051012205
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者盧秀萍, 王文杰 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)