本發(fā)明涉及一種聚氨酯防腐涂料，特別是一種具有阻燃防腐功能的環(huán)保聚氨酯涂料。

背景技術(shù)：

聚氨酯涂料作為目前應(yīng)用十分廣泛的涂料，常應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，但傳統(tǒng)的聚氨酯防水涂料在生產(chǎn)過程中會對周圍環(huán)境產(chǎn)生較大的污染，環(huán)保性能極差。此外聚合反應(yīng)后產(chǎn)物均為有機物，因而涂料自身的防火性能極差，易于燃燒，不符合建筑材料的阻燃要求。

申請?zhí)枮閏n200810172238的發(fā)明專利公開了一種環(huán)保阻燃型聚氨酯乳液，由二異氰酸酯、大分子多元醇、阻燃劑、親水擴鏈劑、小分子擴鏈劑、中和劑和催化劑組成。該專利通過在聚氨酯乳液中引入阻燃劑和親水擴鏈劑成份，使聚氨酯乳液具有環(huán)保性和阻燃性。但該發(fā)明應(yīng)用的阻燃劑主要為磷化物，阻燃效果有限，且缺乏耐腐蝕性，當聚氨酯涂料應(yīng)用在建筑外表面時，由于環(huán)境中存在較強的腐蝕性，易導(dǎo)致該聚氨酯涂料受腐蝕剝落。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于聚氨酯的環(huán)保阻燃防腐涂料，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中聚氨酯涂料耐腐蝕性、阻燃性較差的問題。

本發(fā)明提供了一種基于聚氨酯的環(huán)保阻燃防腐涂料，所述環(huán)保阻燃防腐涂料由下列重量份的原料構(gòu)成：二異氰酸酯20-40份、阻燃型復(fù)合聚醚多元醇200-400份、含氟聚醚多元醇100-150份、聚二甲基硅氧烷50-100份、烷基磷酸酯鹽10-40份、氫醌一二(β一羥乙基)醚10-30份、聚乙烯吡咯烷酮5-20份、硅微粉1-10份、ph緩沖劑30-60份、催化劑10-20份、聚丙烯酸鉀鹽分散劑1-10份、去離子水20-40份。

進一步地，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯、2,6-二異氰酸酯己酸甲酯、4,4′-亞甲基-二環(huán)己基二異氰酸酯、苯二甲撐二異氰酸酯或1,12-十二烷基二異氰酸酯中的一種或多種。

進一步地，所述阻燃型復(fù)合聚醚多元醇由由下列重量份的原料構(gòu)成：含鹵環(huán)氧化合物單體100-400份、起始劑1-10份、阻燃催化劑5-20份；所述含鹵環(huán)氧化合物單體選自4,4,4-三氯-1,2-環(huán)氧丁烷、4,4,4,-三溴-1,2-環(huán)氧丁烷或環(huán)氧氯丙烷中的一種或多種；所述阻燃催化劑選自三氯氧磷、五氧化二銻、四羥甲基氯化磷中的一種或多種；所述起始劑選自丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、乙二胺季戊四醇、木糖醇中的一種或多種。

進一步地，所述烷基磷酸酯鹽選自十二烷基磷酸酯鹽、十六烷基磷酸酯鹽、十八烷基磷酸酯鹽中的一種或多種。

更進一步地，所述烷基磷酸酯鹽還包括鹵代烷基磷酸酯鹽。

進一步地，所述ph緩沖劑選自碳酸氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸一氫鈉中的一種或多種。

進一步地，所述催化劑選自三乙醇胺、二乙醇胺、三乙烯二胺、三亞乙基三胺、三亞乙基二胺、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫中的一種或多種。

本發(fā)明另一目的在于提供一種上述基于聚氨酯的環(huán)保阻燃防腐涂料制備方法，通過下述方案實現(xiàn)：

步驟1：取聚醚多元醇混合溶液加入帶攪拌器和真空泵的密閉反應(yīng)釜中，抽真空至0.09-0.1mpa，在95-100℃條件下攪拌除水100-150分鐘，得到脫水多元醇溶液；

步驟2：將催化劑加入到步驟1的脫水多元醇溶液中，滴加二異氰酸酯，然后加入聚二甲基硅氧烷，在氮氣保護下升溫至75-80℃，保溫反應(yīng)250-300分鐘，得到聚氨酯預(yù)聚體；

步驟3：向步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體中加入去離子水、烷基磷酸酯鹽、氫醌一二(β一羥乙基)醚、聚乙烯吡咯烷酮、經(jīng)高速攪拌乳化處理40-60分鐘，制得水性聚氨酯乳化物；

步驟4：取硅微粉、聚丙烯酸鉀鹽分散劑、ph緩沖劑加入去離子水中，在30-45℃和ph為6-8的條件下，高速剪切攪拌處理后加入步聚2中的聚氨酯乳化物，攪拌65-80分鐘，即可得到環(huán)保阻燃防腐涂料。

進一步地，所述阻燃型復(fù)合聚醚多元醇由以下步驟制備：

步驟1：取起始劑于帶攪拌器和真空泵的密閉反應(yīng)釜中，抽真空至0.09-0.1mpa，在60-100℃條件下攪拌除水160-200分鐘，得到脫水起始劑；

步驟2：將阻燃催化劑加入到步驟1的脫水起始劑中，在氮氣保護下升溫至75-80℃，保溫反應(yīng)160-200分鐘后降溫至30-60℃；

步驟3：將含鹵環(huán)氧化合物單體滴加入步驟2的反應(yīng)液中，在氮氣保護下保持反應(yīng)液溫度在30-60℃，恒溫反應(yīng)200-360分鐘，制得阻燃型復(fù)合聚醚多元醇。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的有益效果：

1.通過在聚氨酯涂料的制備工藝中應(yīng)用含氟聚醚多元醇和聚二甲基硅氧烷做為原料的方式引入氟硅元素，利用氟硅元素所具有的耐光照、耐腐蝕、耐高溫的特性，使聚氨酯涂料具有很好的防腐特性；

2.本發(fā)明中所應(yīng)用的阻燃型復(fù)合聚醚多元醇、含氟聚醚多元醇、聚二甲基硅氧烷、烷基磷酸酯鹽均具有阻燃性能，且阻燃方式各異，形成復(fù)合阻燃體系，使聚氨酯涂料具有良好的阻燃性能；

3.本發(fā)明通過采用化學(xué)方法，在聚氨酯分子鏈中引入阻燃型復(fù)合聚醚多元醇、含氟聚醚多元醇、聚二甲基硅氧烷、烷基磷酸酯鹽等組分，使其穩(wěn)定存在于聚氨酯涂料，減少各組分由于分子自由運動擴散所導(dǎo)致的組分損失，保證聚氨酯涂料及其涂覆后形成的涂層具有長久穩(wěn)定的阻燃效果；

4.本發(fā)明中通過硅微粉作為聚氨酯涂料的輔助材料，利用硅微粉耐溫性好、耐酸堿腐蝕強的特點，進一步增強聚氨酯涂料的防腐特性；

5.由于鹵代烷基磷酸酯鹽具有磷、鹵元素，具有高效的阻燃能力，本發(fā)明中的部分技術(shù)方案在聚氨酯涂料添加鹵代烷基磷酸酯鹽做為乳化劑，在增強聚氨酯涂料親水性的同時也進一步增強聚氨酯涂料的阻燃性能。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。

實施例1-3所用阻燃型復(fù)合聚醚多元醇按照以下步驟制備：

步驟1：取丙二醇10份于帶攪拌器和真空泵的密閉反應(yīng)釜中，抽真空至0.09-0.1mpa，在60℃條件下攪拌除水200分鐘，得到脫水丙二醇；

步驟2：將四羥甲基氯化磷20份加入到步驟1的脫水丙二醇中，在氮氣保護下升溫至80℃，保溫反應(yīng)200分鐘后降溫至60℃；

步驟3：將4,4,4,-三溴-1,2-環(huán)氧丁烷360份滴加入步驟2的反應(yīng)液中，在氮氣保護下保持反應(yīng)液溫度在60℃，恒溫反應(yīng)360分鐘，制得阻燃型復(fù)合聚醚多元醇。

實施例1

本實施例環(huán)保阻燃防腐涂料由以下重量份(kg)的原料配制而成：甲苯二異氰酸酯40、阻燃型復(fù)合聚醚多元醇380、含氟聚醚多元醇140、聚二甲基硅氧烷70、十六烷基磷酸酯鹽40、氫醌一二(β一羥乙基)醚15、聚乙烯吡咯烷酮10、硅微粉5、磷酸二氫鈉50、辛酸亞錫20、聚丙烯酸鉀鹽分散劑5份、去離子水40。

本實施例環(huán)保阻燃防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：取阻燃型復(fù)合聚醚多元醇和含氟聚醚多元醇混合溶液加入帶攪拌器和真空泵的密閉反應(yīng)釜中，抽真空至0.1mpa，在100℃條件下攪拌除水120分鐘，得到脫水多元醇溶液；

步驟2：將辛酸亞錫加入到步驟1的脫水多元醇溶液中，滴加甲苯二異氰酸酯，然后加入聚二甲基硅氧烷，在氮氣保護下升溫至75-80℃，保溫反應(yīng)250分鐘，得到聚氨酯預(yù)聚體；

步驟3：向步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體中加入去離子水、十六烷基磷酸酯鹽、氫醌一二(β一羥乙基)醚、聚乙烯吡咯烷酮、經(jīng)高速攪拌乳化處理45分鐘，制得水性聚氨酯乳化物；

步驟4：取硅微粉、聚丙烯酸鉀鹽分散劑、磷酸二氫鈉加入去離子水中，在30-45℃和ph為6-8的條件下，高速剪切攪拌處理后加入步聚2中的聚氨酯乳化物，攪拌65-80分鐘，即可得到環(huán)保阻燃防腐涂料。

基材表面用120目砂紙打磨，并用丙酮進行脫油脫脂處理并干燥。采用噴涂工藝將涂料噴涂在樣板上。

實施例2

本實施例環(huán)保阻燃防腐涂料由以下重量份(kg)的原料配制而成：六亞甲基二異氰酸酯20、阻燃型復(fù)合聚醚多元醇200、含氟聚醚多元醇100、聚二甲基硅氧烷50、十六烷基磷酸酯鹽10、氫醌一二(β一羥乙基)醚10、聚乙烯吡咯烷酮5、硅微粉1、碳酸氫鈉30、二月桂酸二丁基錫10、聚丙烯酸鉀鹽分散劑1份、去離子水20。

本實施例環(huán)保阻燃防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：取阻燃型復(fù)合聚醚多元醇和含氟聚醚多元醇混合溶液加入帶攪拌器和真空泵的密閉反應(yīng)釜中，抽真空至0.1mpa，在100℃條件下攪拌除水120分鐘，得到脫水多元醇溶液；

步驟2：將二月桂酸二丁基錫加入到步驟1的脫水多元醇溶液中，滴加六亞甲基二異氰酸酯，然后加入聚二甲基硅氧烷，在氮氣保護下升溫至75℃，保溫反應(yīng)250-300分鐘，得到聚氨酯預(yù)聚體；

步驟3：向步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體中加入去離子水、十六烷基磷酸酯鹽、氫醌一二(β一羥乙基)醚、聚乙烯吡咯烷酮、經(jīng)高速攪拌乳化處理40分鐘，制得水性聚氨酯乳化物；

步驟4：取硅微粉、聚丙烯酸鉀鹽分散劑、碳酸氫鈉加入去離子水中，在30-45℃和ph為6-8的條件下，高速剪切攪拌處理后加入步聚2中的聚氨酯乳化物，攪拌65-80分鐘，即可得到環(huán)保阻燃防腐涂料。

基材表面用120目砂紙打磨，并用丙酮進行脫油脫脂處理并干燥。采用噴涂工藝將涂料噴涂在樣板上。

實施例3

本實施例環(huán)保阻燃防腐涂料由以下重量份(kg)的原料配制而成：4,4′-亞甲基-二環(huán)己基二異氰酸酯40、阻燃型復(fù)合聚醚多元醇400、含氟聚醚多元醇150、聚二甲基硅氧烷100、16-氯代十六烷基磷酸酯鹽與十六烷基磷酸酯鹽按照1：1比例共40、氫醌一二(β一羥乙基)醚30、聚乙烯吡咯烷酮20、硅微粉10、碳酸氫鈉60、三乙醇胺20、聚丙烯酸鉀鹽分散劑10份、去離子水40。

本實施例環(huán)保阻燃防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：取阻燃型復(fù)合聚醚多元醇和含氟聚醚多元醇混合溶液加入帶攪拌器和真空泵的密閉反應(yīng)釜中，抽真空至0.1mpa，在100℃條件下攪拌除水120分鐘，得到脫水多元醇溶液；

步驟2：將三乙醇胺加入到步驟1的脫水多元醇溶液中，滴加4,4′-亞甲基-二環(huán)己基二異氰酸酯，然后加入聚二甲基硅氧烷，在氮氣保護下升溫至75℃，保溫反應(yīng)280分鐘，得到聚氨酯預(yù)聚體；

步驟3：向步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體中加入去離子水、16-氯代十六烷基磷酸酯鹽與十六烷基磷酸酯鹽、氫醌一二(β一羥乙基)醚、聚乙烯吡咯烷酮、經(jīng)高速攪拌乳化處理40分鐘，制得水性聚氨酯乳化物；

步驟4：取硅微粉、聚丙烯酸鉀鹽分散劑、碳酸氫鈉加入去離子水中，在30-45℃和ph為6-8的條件下，高速剪切攪拌處理后加入步聚2中的聚氨酯乳化物，攪拌65-80分鐘，即可得到環(huán)保阻燃防腐涂料。

基材表面用120目砂紙打磨，并用丙酮進行脫油脫脂處理并干燥。采用噴涂工藝將涂料噴涂在樣板上。

對照例

本實施例環(huán)保阻燃防腐涂料由以下重量份(kg)的原料配制而成：4,4′-亞甲基-二環(huán)己基二異氰酸酯40、非阻燃聚醚多元醇650、16-氯代十六烷基磷酸酯鹽與十六烷基磷酸酯鹽按照1：1比例共80、氫醌一二(β一羥乙基)醚30、聚乙烯吡咯烷酮20、硅微粉10、碳酸氫鈉60、三乙醇胺20、聚丙烯酸鉀鹽分散劑10份、去離子水40。

本實施例環(huán)保阻燃防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：取非阻燃聚醚多元醇加入帶攪拌器和真空泵的密閉反應(yīng)釜中，抽真空至0.1mpa，在100℃條件下攪拌除水120分鐘，得到脫水非阻燃聚醚多元醇；

步驟2：將三乙醇胺加入到步驟1的脫水多元醇溶液中，滴加4,4′-亞甲基-二環(huán)己基二異氰酸酯，在氮氣保護下升溫至75℃，保溫反應(yīng)280分鐘，得到聚氨酯預(yù)聚體；

步驟3：向步驟2得到的聚氨酯預(yù)聚體中加入去離子水、16-氯代十六烷基磷酸酯鹽與十六烷基磷酸酯鹽、氫醌一二(β一羥乙基)醚、聚乙烯吡咯烷酮、經(jīng)高速攪拌乳化處理40分鐘，制得水性聚氨酯乳化物；

步驟4：取硅微粉、聚丙烯酸鉀鹽分散劑、碳酸氫鈉加入去離子水中，在30-45℃和ph為6-8的條件下，高速剪切攪拌處理后加入步聚2中的聚氨酯乳化物，攪拌65-80分鐘，即可得到環(huán)保阻燃防腐涂料。

基材表面用120目砂紙打磨，并用丙酮進行脫油脫脂處理并干燥。采用噴涂工藝將涂料噴涂在樣板上。

上述實施例1-3及對照例制得環(huán)保阻燃防腐涂料的性能檢測如下表所示：

最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，技術(shù)人員閱讀本申請說明書后依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，但這些修改或變更均未脫離本發(fā)明申請待批權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。