專利名稱：水性阻燃聚氨酯樹脂及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是具有阻燃性能的水性聚氨酯樹脂及制備方法，應(yīng)用于織物阻燃涂層膠、阻燃涂料。
背景技術(shù)：
目前織物阻燃涂層膠、阻燃涂料等中使用的聚氨酯樹脂均不具有阻燃性，如要生產(chǎn)具有阻燃性的涂層膠、阻燃涂料等產(chǎn)品則是配以阻燃劑實(shí)現(xiàn)阻燃性，如生產(chǎn)用于織物的阻燃涂層膠，通常是由普通的樹脂和阻燃劑混合而成。中國(guó)專利CN101619193，公開了“高鐵專用阻燃聚氨酯防水涂料及其制備方法”， 該專利是采用普通的聚醚多元醇和MDI合成的聚氨酯樹脂，該聚氨酯樹脂無阻燃性能?，F(xiàn)有用于涂層膠、涂料中使用的聚氨酯樹脂基本無阻燃性，為了達(dá)到阻燃性能，就要加入大量的阻燃劑，大量的阻燃劑加入勢(shì)必會(huì)影響產(chǎn)品性能。加入的阻燃劑量大，成膜樹脂的量相對(duì)就少了，牢度就差了 ；而為了提高牢度，就要增加樹脂量，阻燃劑量相對(duì)減少，阻燃性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種阻燃性好的水性聚氨酯樹脂及制備方法，直接作為織物阻燃涂層膠、阻燃涂料，就具有阻燃性能。本發(fā)明水性阻燃聚氨酯樹脂，其特征為
含溴阻燃聚醚的水性聚氨酯樹脂，固含量在20 40%。這里的百分比含量是質(zhì)量百分比含量。本發(fā)明水性阻燃聚氨酯樹脂的制備方法為
1、制備含溴聚醚的聚氨酯預(yù)聚體A，該預(yù)聚體結(jié)構(gòu)中含羧酸鹽陰離子基團(tuán)，是陰離子聚氨酯樹脂，制備按下述配比和工藝
1-1、阻燃聚醚多元醇，羥值239mgK0H/g，含溴量32. 0% (商品代號(hào)I)(0LB125，德國(guó)蘇威氟化學(xué)有限公司生產(chǎn)，中國(guó)蘇華化工有限公司代理)，60 120份；
1-2、聚氧化丙烯醚二元醇或聚酯二元醇其中之一，分子量1000 3000，50 100份； 1-3、二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸其中之一或兩種混合使用，5 15份； 1-4、多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、1. 6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯其中之一或兩種以上混合使用，50 120份；
1-5、溶劑選自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二氧六環(huán)、丁酮其中之一或兩種以上混合使用，50 100份；
1-6、催化劑選自二月桂酸二丁基錫或醋酸二丁基錫其一或兩種混合使用，0. 03 0. 06 份；
將上述原料加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為60 90°C，反應(yīng)時(shí)間為4 6小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體A;
3(2)制備含溴聚醚的封閉異氰酸酯的聚氨酯B，該封閉異氰酸酯的聚氨酯結(jié)構(gòu)中含聚氧乙烯醚鏈段，是非離子聚氨酯樹脂，制備按下述配比和工藝
2-1、阻燃聚醚多元醇，羥值239K0H/g，含溴量32. 0% (商品代號(hào)MOLB125，德國(guó)蘇威氟化學(xué)有限公司生產(chǎn)，中國(guó)蘇華化工有限公司代理)，100 200份； 2-2、聚氧化乙烯醚二元醇，分子量1500 3000，60 100份； 2-3、多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、1. 6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯其中之一或兩種以上混合使用，60 180份；
2-4、溶劑選自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二氧六環(huán)、丁酮其中之一或兩種以上混合使用，50 100份；
2-5、催化劑選自二月桂酸二丁基錫或醋酸二丁基錫其一或混合使用，0. 03 0. 06
份；
將上述原料加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為60 90°C，反應(yīng)時(shí)間為3 4小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體；加入封閉劑甲乙酮肟或丙酮肟其中之一，16 36份；反應(yīng)溫度為60 90°C，反應(yīng)時(shí)間為3 5小時(shí)，制得封閉異氰酸酯的聚氨酯B ；
把上述的聚氨酯預(yù)聚體A和聚氨酯B放到乳化罐中，加入三乙胺3. 8 11. 3份，室溫條件下，中和反應(yīng)20 40分鐘，然后加入去離子水600 3000份攪拌均勻；再加入擴(kuò)鏈劑 乙二胺、丙二胺、異佛爾酮二胺其一或兩種以上混合使用，4 16份，室溫條件下，進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)30 60分鐘，制得水性阻燃性聚氨酯樹脂； 上述的單位份，是質(zhì)量份數(shù)。本發(fā)明水性阻燃聚氨酯樹脂結(jié)構(gòu)中引入含溴阻燃聚醚，該聚醚含溴量大(含溴量 32%)，阻燃效果優(yōu)，用于織物涂層，具有很好的阻燃性能和水洗牢度，直接用于織物阻燃涂層，既有很好的阻燃性能，又有良好的結(jié)合牢度及柔軟的手感。具體方式實(shí)施例1
含溴阻燃聚醚的聚氨酯預(yù)聚體A的制備
阻燃聚醚多元醇(M0LB125)，羥值239mgK0H/g，含溴量32%，IlOg
聚氧化丙烯醚二元醇，分子量2000，60g
二羥甲基丙酸6g
1.6-己二異氰酸酯(HDI) 70g
N-甲基吡咯烷酮60g
二月桂酸二丁基錫0. 05g
依次加入裝有回流冷凝管、溫度計(jì)、攪拌機(jī)的四口燒瓶，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為 5小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體A ；
含溴阻燃聚醚的封閉異氰酸酯的聚氨酯B的制備
阻燃聚醚多元醇(M0LB125)，羥值239mgK0H/g，含溴量32%，160g
聚氧化乙烯醚二元醇，分子量2000，80g
異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI) 115g
N-甲基吡咯烷酮60g
二月桂酸二丁基錫0. 04g依次加入裝有回流冷凝管、溫度計(jì)、攪拌機(jī)的四口燒瓶，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為 3. 5小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體。而后加封閉劑甲乙酮肟Mg，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為3. 5小時(shí)，制得封閉異
氰酸酯的聚氨酯B。把上述的聚氨酯預(yù)聚體A和聚氨酯B放到乳化罐中，加入三乙胺4. 5g，室溫條件下，中和反應(yīng)30分鐘；然后加入去離子水U60g和擴(kuò)鏈劑乙二胺5. 2g，室溫條件下，進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)40分鐘。制得水性阻燃聚氨酯樹脂。實(shí)施例2
含溴阻燃聚醚的聚氨酯預(yù)聚體A的制備
阻燃聚醚多元醇(M0LB125)，羥值239mgK0H/g，含溴量32%，IOOg 聚氧化丙烯醚二元醇，分子量2000，60g 二羥甲基丙酸8g 甲苯二異氰酸酯(TDI) 73. 6g 溶劑丙酮60g
催化劑二月桂酸二丁基錫0. 05g
依次加入裝有回流冷凝管、溫度計(jì)、攪拌機(jī)的四口燒瓶，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為 5小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體A。含溴阻燃聚醚的封閉異氰酸酯的聚氨酯B的制備
阻燃聚醚多元醇(M0LB125)羥值239mgK0H/g，含溴量32%，180g 聚氧化乙烯醚二元醇，分子量2500，80g 甲苯二異氰酸酯(TDI) 108g 丙酮60g
催化劑二月桂酸二丁基錫0. 05
反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為3. 5小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體。而后加封閉劑甲乙酮肟35g，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為3. 5小時(shí)，制得封閉異
氰酸酯的聚氨酯B。把上述的聚氨酯預(yù)聚體A和聚氨酯B放到乳化罐中，加入三乙胺6g，室溫條件下， 中和反應(yīng)30分鐘；然后加入去離子水U80g和擴(kuò)鏈劑丙二胺7. lg，室溫條件下，進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)35分鐘。制得水性阻燃聚氨酯樹脂。實(shí)施例3
含溴阻燃聚醚的聚氨酯預(yù)聚體A的制備
阻燃聚醚多元醇(M0LB125)，羥值239mgK0H/g，含溴量32%，80g
聚氧化丙烯醚二元醇，分子量3000，56g
二羥甲基丁酸5. 6g
二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(H12MDI) 89g
溶劑二氧六環(huán)60g
催化劑醋酸二丁基錫0. 05g
依次加入裝有回流冷凝管、溫度計(jì)、攪拌機(jī)的四口燒瓶，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為 5小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體A。
含溴阻燃聚醚的封閉異氰酸酯的聚氨酯B的制備
阻燃聚醚多元醇(M0LB125)，羥值239mgK0H/g，含溴量32%，150g
聚氧化乙烯醚二元醇，分子量2500，66g
1.6-己二異氰酸酯(HDI) 87g
溶劑二氧六環(huán)60g
催化劑醋酸二丁基錫0. 05g
依次加入裝有回流冷凝管、溫度計(jì)、攪拌機(jī)的四口燒瓶，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為 3. 5小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體。而后加封閉劑丙酮肟25. lg，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)，制得封閉異氰
酸酯的聚氨酯B。把上述的聚氨酯預(yù)聚體A和聚氨酯B放到乳化罐中，加入三乙胺3. 82g，室溫條件下，中和反應(yīng)30分鐘；然后加入去離子水1130g和擴(kuò)鏈劑異佛爾酮二胺15. 3g，室溫條件下，進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)40分鐘。制得水性阻燃聚氨酯樹脂。本專利水性阻燃聚氨酯樹脂用于純棉織物(40支X40支133根XlOO根/平方英寸)阻燃涂層整理
配比
分別取上述實(shí)施列(1 3)制備的水性阻燃聚氨酯樹脂IOOOg 交聯(lián)劑DF-810 (遼寧恒星精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品) 15g 增稠劑FS-200A (遼寧恒星精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品)5g 把上述產(chǎn)品攪拌均勻后對(duì)織物進(jìn)行兩次涂層； 涂層工藝
涂層一焙烘(溫度150 160 °C，焙烘時(shí)間60-90 s，)一軋光(110-130 °C，壓力10 MPa)—涂層一焙烘(溫度150 160 °C，焙烘時(shí)間60-90 s，)一軋光(110-130 °C，壓力10 MI^a )。取樣檢測(cè)阻燃性能，數(shù)據(jù)列入表1 表權(quán)利要求
1.水性阻燃聚氨酯樹脂制備方法其特征是，(1)制備含溴聚醚的聚氨酯預(yù)聚體A，該預(yù)聚體結(jié)構(gòu)中含羧酸鹽陰離子基團(tuán)，制備按下述配比和工藝1-1、阻燃聚醚多元醇，羥值239mgK0H/g，含溴量32. 0%,60 120份； 1-2、聚氧化丙烯醚二元醇或聚酯二元醇其中之一，分子量1000 3000，50 100份； 1-3、二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸其中之一或兩種混合使用，5 15份； 1-4、多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、1. 6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯其中之一或兩種以上混合使用，50 120份；1-5、溶劑選自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二氧六環(huán)、丁酮其中之一或兩種以上混合使用，50 100份；1-6、催化劑選自二月桂酸二丁基錫或醋酸二丁基錫其一或兩種混合使用，0.03 0. 06 份；將上述原料加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為60 90°C，反應(yīng)時(shí)間為4 6小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體A;(2)制備含溴聚醚的封閉異氰酸酯的聚氨酯B，該封閉異氰酸酯的聚氨酯結(jié)構(gòu)中含聚氧乙烯醚鏈段，制備按下述配比和工藝2-1、阻燃聚醚多元醇，羥值239K0H/g，含溴量32.0%，100 200份； 2-2、聚氧化乙烯醚二元醇，分子量1500 3000，60 100份；2-3、多異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、1. 6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯其中之一或兩種以上混合使用，60 180份；2-4、溶劑選自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二氧六環(huán)、丁酮其中之一或兩種以上混合使用，50 100份；2-5、催化劑選自二月桂酸二丁基錫或醋酸二丁基錫其一或混合使用，0. 03 0. 06份；將上述原料加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為60 90°C，反應(yīng)時(shí)間為3 4小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體；加入封閉劑甲乙酮肟或丙酮肟其中之一，16 36份；反應(yīng)溫度為60 90°C，反應(yīng)時(shí)間為3 5小時(shí)，制得封閉異氰酸酯的聚氨酯B ；把上述的聚氨酯預(yù)聚體A和聚氨酯B放到乳化罐中，加入三乙胺3. 8 11. 3份，室溫條件下，中和反應(yīng)20 40分鐘，然后加入去離子水600 3000份攪拌均勻；再加入擴(kuò)鏈劑 乙二胺、丙二胺、異佛爾酮二胺其一或兩種以上混合使用，4 16份，室溫條件下，進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)30 60分鐘，制得水性阻燃性聚氨酯樹脂； 上述的單位份，是質(zhì)量份數(shù)。
2.如權(quán)利要求1方法制得的產(chǎn)品。
全文摘要
一種水性阻燃聚氨酯樹脂及制備方法，其是一種含溴阻燃聚醚的水性聚氨酯樹脂，固含量在20～40%。制備方法由制備含溴聚醚的聚氨酯預(yù)聚體A、制備含溴聚醚的封閉異氰酸酯的聚氨酯B，把上述的預(yù)聚體A和聚氨酯B進(jìn)行乳化擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得水性阻燃聚氨酯樹脂。其具有很好的阻燃性能和水洗牢度，可直接作為織物等的阻燃涂層膠，阻燃涂料使用。
文檔編號(hào)C08G18/50GK102212181SQ20111011911
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者嚴(yán)欣寧, 劉杰, 唐麗, 孫海娥, 李剛, 楊文堂, 樊麗君, 榮星 申請(qǐng)人:丹東恒悅新材料有限公司