阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料的制备方法所需物质的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料的制备及应用方法，在反应容器中加入聚酯二元醇、异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡，于75~90℃搅拌反应得聚氨酯预聚体，向聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸、氮磷膨胀型阻燃剂，丙酮溶剂，于70~90℃条件下搅拌反应1~2h；再加入三乙胺以及水乳化20~60min，再加入物质A和端环氧聚醚硅油，调节pH到6.5，70~80℃下搅拌反应得到阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料，所得聚氨酯膜在有焰燃烧时间、耐熔滴等方面明显优于由于现有技术。于由于现有技术。

【技术实现步骤摘要】
阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料的制备方法所需物质的制备方法
[0001]本申请是202011624359.8 阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料的制备及应用方法专利技术专利申请的分案申请。
[0002]

[0003]本专利技术涉及到一种聚氨酯涂料的制备方法，尤其涉及一种具备阻燃、耐磨耗、和低VOC特性的聚氨酯涂料的制备方法。本专利技术还涉及所制备的聚氨酯涂料的应用方法。

技术介绍

[0004]聚氨酯属于一类由碳
‑
碳键为基本结构单元的有机高分子材料。聚氨酯合成中所使用的原料多属于可燃性的有机化学物或者高分子材料，因此聚氨酯属于易燃物质，在使用过程中伴随着潜在火灾危险性。另一方面，这类聚合物燃烧伴随着浓烟和有毒气体的释放，而且会产生熔滴，损伤人体皮肤或者引发火焰。
[0005]作为现有技术，聚氨酯涂料阻燃改性主要有以下三类方法：（A）、使用阻燃性化学组分：在聚氨酯合成中，选用含有磷、氮、硅等具有阻燃作用的聚酯、聚醚多元醇，使合成的聚氨酯材料具有一定的阻燃性。（B）、利用聚氨酯材料的改性反应，在生成的大分子结构中引入某些耐热性结构基团，提高材料的燃烧点温度以及材料的耐热、阻燃性能。目前常见的办法是在大分子结构中引入碳、氮六节环的异氰脲酸酯基团，也可在合成中以阻燃性磷系化合物多元醇作为预聚体单体，还可用阻燃性磷系材料、氮磷系化合物等作为扩链剂，或者采用氮系、氮磷系化合物、有机硅、硼化合物在扩链之后进行再改性。（C）、在聚氨酯合成中，添加有阻燃作用的助剂，这类阻燃剂可分为有机阻燃剂、无机阻燃剂两类，前者以含磷、溴、锑、硼等阻燃元素化合物为主，后者多以有机磷酸铵、氢氧化铝等无机化合物为主。
[0006]公开号为CN110343413A的中国专利申请公开了一种“氮磷膨胀型阻燃剂及在水性聚氨酯涂料应用的制备方法”，其将亚磷酸二甲酯、碱性催化剂甲醇钠和丙烯酰胺混合后反应得到中间体，加入成炭剂和物质A，搅拌过程中使溶液pH稳定在6.5～7.0，再加入物质B和MOFs，继续搅拌反应，浓缩得氮磷膨胀型阻燃剂；并利用所得氮磷膨胀型阻燃剂制备得到水性聚氨酯涂料。其从释放烟雾、控制有焰燃烧时间、炭层致密性角度来提高氮磷膨胀性阻燃剂的阻燃性，制备的阻燃剂使火焰很快窒息。另外其将氮磷膨胀型阻燃剂接枝到聚氨酯上，进一步改善了聚氨酯的阻燃性。它采用含铬革屑水解得到的多肽对聚氨酯进行改性，并采用2
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叔丁基对甲酚、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺促进多肽与聚氨酯结合，使多肽均匀分散在树脂链的支链上，使所制得的聚氨酯树脂燃烧产生的熔滴量进一步降低。其中2
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叔丁基对甲酚与多肽在聚氨酯的预聚体种进行反应，使得预聚体的熔滴下降，2
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叔丁基对甲酚促进聚氨酯熔滴不滴落，而由于多肽吸水性强，而且多肽所成的膜的平整性差，因此多肽改性的膜的平整性不能令人满意，另外，根据文献报道数据其仍然有部分熔滴间。
[0007]皮革制品和合成革制品中的沙发、坐垫这些会受到人体不断挤压、摩擦的制品在
使用过程中，由于接触的次数与频率过高，对涂层的耐磨性要求很高，目前现有报道中的耐磨效果不佳。
[0008]公开号为CN102060973A的中国专利技术专利涉及“一种合成革用耐寒型高耐磨耗聚氨酯树脂”。其原料成分主要包括有异氰酸酯、多元醇化合物、反应性硅油、分子量是150以下的醇扩链剂和溶剂。通过采用上述方案，本专利技术克服了现有技术存在的不足，提供了一种新型的合成革用耐寒型高耐磨耗聚氨酯树脂，发现其耐磨性超过2000；但与现实的需求仍然有差距，仍然有改进空间。
[0009]近年来，随着公众的环保意识和自我保护意识的不断提高，密闭空间的空气质量成为人们日益关注的焦点。当车内空气中挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOC）浓度较高时，有机挥发物质会强烈刺激人体感官，引起不舒适感，并导致一系列健康问题。
[0010]聚氨酯作为皮革及其合成革制品的主要涂料之一，体系中存在有机溶剂，会提高空气中的VOC含量，因此，需要针对这一问题进行改进。
[0011]综上所述，目前聚氨酯阻燃（尤其是熔滴和烟雾）、耐磨耗强度、VOC方面仍然有待提高。

技术实现思路

[0012]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料的制备及应用方法，进一步提高聚氨酯涂料的阻燃效果、耐磨性能，并降低聚氨酯涂料的挥发性有机物释放浓度。
[0013]本专利技术的技术方案如下：阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）、在反应容器中加入聚酯二元醇46份，异氰酸酯10.2~13.8份，二月桂酸二丁基锡0.18~0.45份，于75~90℃搅拌反应1~2h，得聚氨酯预聚体；（2）、向聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂二羟甲基丙酸0.7~3.2份，氮磷膨胀型阻燃剂2.1
‑
3.2份，丙酮溶剂12.5~16.5份，于70~90℃条件下搅拌反应 1~2h ；再加入3.0~5.0份三乙胺及100~150份水，乳化 20~60min，再加入1
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2份物质A和0.2
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0.6份端环氧聚醚硅油，调节pH到6.5，70~80℃下搅拌反应1
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2h，得阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料；优选地，所述聚酯二元醇为聚碳酸酯二醇，分子量为500或者1000或者2000。
[0014]优选地，所述异氰酸酯为4，4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的的任意一种。
[0015]所述物质A的制备方法为：将硫酸铝3份、硫酸铬2
‑
3份加入到10份水中，调节pH到3.8
‑
4.2，再加入没食子酸1.1
‑
2.3份、柠檬酸钠1.2
‑
3.2份、麦芽六糖0.2
‑
0.3份，于60~70℃下搅拌反应1
‑
2h，再加入0.3
‑
0.6份3－缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和0.3~0.6份物质B，于70~80℃下反应1~2h，得物质A。
[0016]所述物质B的制备方法为：在7份全氟聚醚酰氟中加入氨基磺酸1
‑
4份和十二烷基苯磺酸钠0.2~0.4份，于40~50℃下反应1
‑
2h，再加入2,4
‑
二氨基
‑6‑
羟基嘧啶0.6
‑
0.8份，于45~55℃下反应1~2h，得物质B。
[0017]所述氮磷膨胀型阻燃剂的制备方法为：向1mol亚磷酸二甲酯中加入亚磷酸二甲酯
质量1~4%的碱性催化剂甲醇钠，再加入丙烯酰胺1.1～1.2mol，70～80℃下反应1～5h，得到3
‑
二甲氧磷酰基丙酰胺作为中间产物，将中间产物温度降到50℃～55℃，加入三甲基氯硅烷0.1～0.2mol和三聚氯氰0.1mol，60～80℃下搅拌反应2～5h，搅拌过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料的制备方法所需要的物质A的制备方法，其特征在于：将硫酸铝3份、硫酸铬2
‑
3份加入到10份水中，调节pH到3.8
‑
4.2，再加入没食子酸1.1
‑
2.3份、柠檬酸钠1.2
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3.2份、麦芽六糖0.2
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0.3份，于60~70℃下搅拌反应1
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2h，再加入0.3
‑
0.6份3－缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和0.3~0.6份物质B，于70~80℃下反应1~2h，得物质A；所述物质B的制备方法为：在7份全氟聚醚酰氟中加入氨基磺酸1
‑
4份和十二烷基苯磺酸钠0.2~0.4份，于40~50℃下反应1
‑
2h，再加入2,4
‑
二氨基
‑6‑
羟基嘧啶0.6
‑
0.8份，于45~55℃下反应1~2h，得物质B；所述的份为质量份。2.一种阻燃耐磨耗低VOC聚氨酯涂料的制备方法所需要的氮磷膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于：向1mol亚磷酸二甲酯中加入亚磷酸二甲酯质量1~4%的碱性催化剂甲醇钠，再加入丙烯酰胺1.1～1.2mol，70～80℃下反应1～5h，得到3
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二甲氧磷酰基丙酰胺作为中间产物，将中间产物温度降到50℃～55℃，加入三甲基氯硅烷0.1～0.2mol和三聚氯氰0.1mol，60～80℃下搅拌反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：段宝荣，于涵，尹浩宇，唐志海，翁永根，王全杰，王琦研，张风浩，张田田，常天辰，冯连享，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：