一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，包括以下步骤：将低聚多元醇、2,6‑二叔丁基对甲酚、光稳定剂、消泡剂和壳聚糖混合，然后加入水性多异氰酸酯和催化剂，搅拌反应，得到物料A；将物料A与二胺扩链剂、三羟甲基丙烷、大豆磷脂和羟乙基纤维素混合，搅拌，然后加入碳纤维、纳米稀土、纳米碳酸钙、聚乙烯醇、石蜡和硅烷偶联剂，搅拌，得到物料B；将物料B与苯丙乳液、含羟基聚丙烯酸酯乳液、木质素磺酸钠、三乙胺、去离子水混合，搅拌，静置消泡，得到高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料。所述高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料具有优异的阻燃性、抗开裂性及耐冲击性，同时还具有良好的流平性、丰满度及耐老化等性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法
本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法。
技术介绍
涂料作为一类多功能性工程材料，在化学工业占有重要的地位，其发展在一定程度上可以衡量一个国家工业发展水平。由于水性聚氨酯涂料以水为溶剂，相较于传统涂料一般以有机溶剂为活性稀释剂，施工后不会释放出大量的苯、甲醛等挥发性有机化合物(VOC)，对环境污染小，环保效果好，从而被广泛使用。但目前聚氨酯涂料仍存在阻燃性、抗开裂性及耐冲击性差的缺陷，限制了聚氨酯涂料的使用。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其具有优异的阻燃性、抗开裂性及耐冲击性，同时还具有良好的流平性、丰满度及耐老化等性能。本专利技术提出的一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、将低聚多元醇、2,6-二叔丁基对甲酚、光稳定剂、消泡剂和壳聚糖混合，然后加入水性多异氰酸酯和催化剂，搅拌反应，得到物料A；S2、将物料A与二胺扩链剂、三羟甲基丙烷、大豆磷脂和羟乙基纤维素混合，搅拌，然后加入碳纤维、纳米稀土、纳米碳酸钙、聚乙烯醇、石蜡和硅烷偶联剂，搅拌，得到物料B；S3、将物料B与苯丙乳液、含羟基聚丙烯酸酯乳液、木质素磺酸钠、三乙胺、去离子水混合，搅拌，静置消泡，得到高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料。优选地，S1中，在200-400r/min的转速条件下，按重量份将100-150份低聚多元醇、0.5-1份2,6-二叔丁基对甲酚、0.2-0.8份光稳定剂、0.5-1份消泡剂和2-4份壳聚糖混合，然后加入50-100份水性多异氰酸酯和0.2-0.7份催化剂，调节体系温度为75-85℃，在400-500r/min的搅拌速度下反应3-4h，得到物料A。优选地，S1中，低聚多元醇的原料按重量份包括：聚醚多元醇60-100份、聚酯多元醇25-50份。优选地，S1中，低聚多元醇的分子量为500-3650。优选地，S1中，催化剂的原料按重量份包括：N,N-二甲基环己胺2-5份、二甲基环己胺1-2份。优选地，S2中，按重量份将100-200份物料A与3-8份二胺扩链剂、1-2.5份三羟甲基丙烷、2-4份大豆磷脂和2-5份羟乙基纤维素混合，在65-75℃搅拌1.5-2.5h，然后加入1-3份碳纤维、2-4份纳米稀土、0.5-1.5份纳米碳酸钙、2-5份聚乙烯醇、2-4份石蜡和0.5-1份硅烷偶联剂，在400-500r/min的转速下搅拌1-1.5h，得到物料B。优选地，S2中，二胺扩链剂按以下工艺进行制备：将4-氯-3-硝基三氟甲苯、二溴丁烯二醇、无水碳酸钠和N,N-二甲基甲酰胺混合，升温搅拌，除去N,N-二甲基甲酰胺后重结晶，干燥，得到物料A；将物料A与活性炭、二硫化钠、六水氯化铁和丙二醇甲醚混合，搅拌，经提纯，真空干燥，过筛，得到二胺扩链剂。优选地，S2中，二胺扩链剂按以下工艺进行制备：按重量份将20-30份4-氯-3-硝基三氟甲苯、10-15份二溴丁烯二醇、4-8份无水碳酸钠和120-180份N,N-二甲基甲酰胺混合，升温至90-100℃搅拌6-8h，除去N,N-二甲基甲酰胺后重结晶，在70-80℃温度条件下真空干燥，得到物料A；按重量份将25-30份物料A与2-3份活性炭、0.1-0.4份二硫化钠、0.2-1份六水氯化铁和60-80份丙二醇甲醚混合，在80-95℃温度条件下搅拌6-8h，经提纯，在85-90℃温度条件下真空干燥，过150-200目筛处理得到二胺扩链剂。上述二胺扩链剂中，通过合理设置反应参数，使二溴丁烯二醇羟基中的活泼氢与4-氯-3-硝基三氟甲苯中的氯元素发生替换反应从而使两者接枝，使得到的物料A中带有氟元素及溴元素，并且两端带有硝基，再通过优化S2步骤，使硝基还原成氨基，制得的二胺扩链剂具有良好的相容性、分散性、阻燃性及反应活性等优点。优选地，S3中，物料B、苯丙乳液、含羟基聚丙烯酸酯乳液、木质素磺酸钠、三乙胺之间的重量比为100-200:15-25:20-35:2-6:2-4。本专利技术中通过优化制备工艺，合理设置参数，在搅拌状态下先将低聚多元醇、2,6-二叔丁基对甲酚、光稳定剂、消泡剂和壳聚糖混合，体系中各组分分散性好，在催化剂的作用下，低聚多元醇与水性多异氰酸酯反应充分，得到的物料A中酯基与醚基含量合理，使本专利技术制品兼具耐水、耐寒、耐热及耐老化性，再以二胺扩链剂、三羟甲基丙烷、大豆磷脂、羟乙基纤维素配合作为改性剂，与物料A中聚氨酯发生接枝与交联反应，有效改善聚氨酯的空间结构，其交联密度适中，具有独特稳定的三维网状结构，聚氨酯分子结构中软段与硬段分布合理，在体系中分散性与相容性好，再通过添加碳纤维、纳米稀土、纳米碳酸钙、聚乙烯醇、石蜡和硅烷偶联剂，各组分相互配合，在体系中相容性与分散性好，有效改善本专利技术制品成膜性、阻燃性、硬度、抗开裂性、耐冲击性等性能；再将物料B与苯丙乳液、含羟基聚丙烯酸酯乳液复合，其相容性好，不仅保留了各自组分带有的优异性能，同时彼此间具有协同作用，物料B与含羟基聚丙烯酸酯乳液进一步接枝交联，进一步改善本专利技术制品交联密度及空间结构，同时克服了苯丙乳液的成膜性和耐水性差及表干时间长的缺陷，使本专利技术制品附着性、丰满度和光泽度好，固化时间合理，对环境污染小，同时具有优异的阻燃性、耐腐蚀性、抗冲击性及耐候性，还具有良好的流平性、热稳定性及力学性能等，易于成膜。本专利技术提出了一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其具有优异的阻燃性、抗开裂性及耐冲击性，同时还具有良好的流平性、丰满度及耐老化等性能。对本专利技术中提出的高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法进行性能测试，其表干时间在25-40min，硬干时间在1.2-1.8h，涂膜无裂纹，且氧指数超过28％，将本专利技术高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料涂覆在锡板上形成40-50μm，根据ASTM2794方法进行耐冲击性测试，冲击强度超过35kg.cm，拉伸强度超过6.5MPa，表现出优异的阻燃性与耐冲击性，适于生产使用。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、将低聚多元醇、2,6-二叔丁基对甲酚、光稳定剂、消泡剂和壳聚糖混合，然后加入水性多异氰酸酯和催化剂，搅拌反应，得到物料A；S2、将物料A与二胺扩链剂、三羟甲基丙烷、大豆磷脂和羟乙基纤维素混合，搅拌，然后加入碳纤维、纳米稀土、纳米碳酸钙、聚乙烯醇、石蜡和硅烷偶联剂，搅拌，得到物料B；S3、将物料B与苯丙乳液、含羟基聚丙烯酸酯乳液、木质素磺酸钠、三乙胺、去离子水混合，搅拌，静置消泡，得到高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料。实施例2本专利技术提出的一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，包括以下步骤：S1、在200r/min的转速条件下，按重量份将100份低聚多元醇、0.5份2,6-二叔丁基对甲酚、0.2份光稳定剂、0.5份消泡剂和2份壳聚糖混合，然后加入50份水性多异氰酸酯和0.2份催化剂，调节体系温度为75℃，在400r/min的搅拌速度下反应4h，得到物料A；其中，低聚多元醇的原料按重量份包括：聚醚多元醇60份、聚酯多元醇40份；催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将低聚多元醇、2,6‑二叔丁基对甲酚、光稳定剂、消泡剂和壳聚糖混合，然后加入水性多异氰酸酯和催化剂，搅拌反应，得到物料A；S2、将物料A与二胺扩链剂、三羟甲基丙烷、大豆磷脂和羟乙基纤维素混合，搅拌，然后加入碳纤维、纳米稀土、纳米碳酸钙、聚乙烯醇、石蜡和硅烷偶联剂，搅拌，得到物料B；S3、将物料B与苯丙乳液、含羟基聚丙烯酸酯乳液、木质素磺酸钠、三乙胺、去离子水混合，搅拌，静置消泡，得到高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料。

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将低聚多元醇、2,6-二叔丁基对甲酚、光稳定剂、消泡剂和壳聚糖混合，然后加入水性多异氰酸酯和催化剂，搅拌反应，得到物料A；S2、将物料A与二胺扩链剂、三羟甲基丙烷、大豆磷脂和羟乙基纤维素混合，搅拌，然后加入碳纤维、纳米稀土、纳米碳酸钙、聚乙烯醇、石蜡和硅烷偶联剂，搅拌，得到物料B；S3、将物料B与苯丙乳液、含羟基聚丙烯酸酯乳液、木质素磺酸钠、三乙胺、去离子水混合，搅拌，静置消泡，得到高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料。2.根据权利要求1所述高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其特征在于，S1中，在200-400r/min的转速条件下，按重量份将100-150份低聚多元醇、0.5-1份2,6-二叔丁基对甲酚、0.2-0.8份光稳定剂、0.5-1份消泡剂和2-4份壳聚糖混合，然后加入50-100份水性多异氰酸酯和0.2-0.7份催化剂，调节体系温度为75-85℃，在400-500r/min的搅拌速度下反应3-4h，得到物料A。3.根据权利要求1或2所述高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其特征在于，S1中，低聚多元醇的原料按重量份包括：聚醚多元醇60-100份、聚酯多元醇25-50份。4.根据权利要求1-3中任一项所述高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其特征在于，S1中，低聚多元醇的分子量为500-3650。5.根据权利要求1-4中任一项所述高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其特征在于，S1中，催化剂的原料按重量份包括：N,N-二甲基环己胺2-5份、二甲基环己胺1-2份。6.根据权利要求1-5中任一项所述高阻燃耐冲击性聚氨酯复合涂料的制备方法，其特征在于，S2中，按重量份将100-200份物料A与3-8份...

【专利技术属性】
技术研发人员：许戈文，熊潜生，霍俊丽，张虎，何纪慧，杨立春，
申请(专利权)人：安徽安大华泰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34