1.一種N/P/納米協(xié)效阻燃水性聚氨酯分散液的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)DOPO-丙氨酸酐的合成:以四氫呋喃為溶劑、DOPO和丙氨酸酐為原料,在70~95℃下反應(yīng)12~24小時(shí),分液、洗滌、烘干得DOPO-丙氨酸酐;
(2)一步法合成含N/P聚酯二元醇:以步驟(1)合成的DOPO-丙氨酸酐、二元酸、二元醇為原料,在180~230℃反應(yīng),酸值降到10mgKOH/g以下停止反應(yīng);
(3)聚氨酯預(yù)聚體的合成:計(jì)量配比的多異氰酸酯、二元醇 、含N/P聚酯二元醇及催化劑在80~90℃反應(yīng)1~2h,加入親水?dāng)U鏈劑及助溶劑,在80~90℃下反應(yīng)1~2h,降溫到55℃得到聚氨酯預(yù)聚體;
(4)水性聚氨酯分散液的制備:聚氨酯預(yù)聚體、偶聯(lián)劑在65℃~75℃反應(yīng)0.5~1.5h后,加入納米氧化物溶液繼續(xù)反應(yīng)15min~1h,加入中和劑在60~70℃反應(yīng)15~20min,加入去離子水在分散機(jī)上進(jìn)行乳化分散,得到N/P/納米協(xié)效阻燃水性聚氨酯分散液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,
所述步驟(1)中DOPO與丙氨酸酐的摩爾比為0.8~1.2:1~1.5,DOPO的摩爾濃度為0.9~1.3mol/L;
所述步驟(1)中產(chǎn)物分液洗滌后,在110~150℃烘干24~48h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中二元酸、DOPO-丙氨酸酐與二元醇的物質(zhì)的量之比為1:0.5~2.5:0.5~2.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制備方法,其特征在于,
所述步驟(2)中的二元酸為1,6-己二酸、丁二酸、戊二酸、辛二酸或1,4-環(huán)己烷二甲酸;
所述步驟(2)中二元醇為乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、一縮二乙二醇或甲基丙二醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)一步法合成含N/P的聚酯二元醇的反應(yīng)過程中需加入催化劑對(duì)甲苯磺酸,加入量為DOPO-丙氨酸酐、二元酸與二元醇總質(zhì)量的0.03%~0.06%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(3)及步驟(4)中多異氰酸酯、二元醇、含N/P聚酯二元醇、親水?dāng)U鏈劑與中和劑的摩爾比為2~4:0.3~0.7:0.3~0.7:0.8~1.2:0.9~1.2,助溶劑為NMP,加入質(zhì)量為多異氰酸酯、二元醇與含N/P聚酯二元醇總質(zhì)量的5%~7.5%;催化劑用量為多異氰酸酯、二元醇、含N/P聚酯二元醇、親水?dāng)U鏈劑及中和劑總質(zhì)量的0.03%~0.06%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(4)中納米氧化物為納米SiO2、納米TiO2或納米ZnO,粒徑為100~250nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(4)中偶聯(lián)劑、聚氨酯預(yù)聚體、納米氧化物摩爾量之比為0.7~1:0.7~1:0.5,納米氧化物溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,
所述步驟(3)中的助溶劑為NMP,加入質(zhì)量為多異氰酸酯、二元醇與含N/P聚酯二元醇總質(zhì)量的1%~1.5%;
所述步驟(4)中的中和劑為三乙胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺或氨水。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的制備方法,其特征在于,
所述步驟(3)中的多異氰酸酯為甲苯二異氰酸脂、異佛爾酮二異氰酸酯、萘異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯或三甲基-1,6-六亞甲基二異氰酸酯;
所述步驟(3)中多元醇為聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃醚二醇、聚丁二醇或聚乙二醇;
所述步驟(3)中所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、三亞乙基二胺或辛酸亞錫;
所述步驟(3)中親水?dāng)U鏈劑為2,2’-二羥甲基丁酸、1,4-丁二醇或3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷;
所述步驟(4)中的納米氧化物溶液的溶劑為DMF、丙酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯或乙酸丁酯;
所述步驟(4)中偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷。