一种阻燃性的水性聚氨酯油漆及其合成方法技术

本发明专利技术涉及聚氨酯技术领域，且公开了一种阻燃性的水性聚氨酯油漆及其合成方法，利用与羟基二TBS与亚甲基丁二酸酐酯化开环然后脱TBS保护，得到丙烯酸基酯基二丙醇，进一步再与二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇发生P

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃性的水性聚氨酯油漆及其合成方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及聚氨酯
，具体为一种阻燃性的水性聚氨酯油漆。

技术介绍

[0003]水性聚氨酯油漆涂料是以水作为溶剂，无挥发性有毒溶剂，环保无污染，通常以羧酸扩链剂、磺酸扩链剂等，如2,2
‑
二羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷单亚丙基醚磺酸钠等，可以赋予聚氨酯油漆涂料优良的水性，如《蓖麻油基羧酸型聚氨酯亲水扩链剂的制备与应用》报道了利用蓖麻油与3
‑
巯基丙酸间反应合成了蓖麻油基多元羧酸，作为聚氨酯的亲水扩链剂，得到的聚氨酯涂膜吸水率和耐水性优良。水性聚氨酯漆膜、胶黏剂等材料存在易燃的问题，近年来对聚氨酯材料阻燃改性是研究热点，如《反应型膦酸酯阻燃剂的合成及在聚氨酯阻燃中的应用》合成了含羟基的反应型磷系阻燃剂，参与到聚氨酯的扩链反应中，增强了聚氨酯材料的热稳定性、阻燃性能，本专利技术旨在合成含亲水性羧基和含磷阻燃剂的扩链剂，应用于水性聚氨酯的扩链反应和阻燃改性中。

技术实现思路

[0004]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种阻燃性优良的水性聚氨酯油漆。
[0005]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种阻燃性的水性聚氨酯油漆，合成方法包括如下步骤：（1）将丙三醇和叔丁基二甲基氯硅烷反应得到羟基二TBS；然后溶解到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，加入亚甲基丁二酸酐和阻聚剂对甲氧基苯酚，反应后冷却，加入二氯甲烷和蒸馏水萃取，收集有机相干燥并除去溶剂，正己烷洗涤，得到丙烯酸基酯基二TBS。
[0006]（2）将丙烯酸基酯基二TBS溶解到四氢呋喃中，并加入四丁基氟化铵，室温反应18
‑
36 h，反应后加入旋蒸除去溶剂，并加入乙酸乙酯和蒸馏水萃取，收集有机相干燥并除去溶剂，饱和氯化钠溶液洗涤，得到丙烯酸基酯基二丙醇。
[0007]（3）将丙烯酸基酯基二丙醇和二苯基磷氧溶解到溶剂中，在氮气氛围中反应，反应后旋蒸除去溶剂，正己烷洗涤，得到二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇。
[0008]（4）将多元醇除水后与异氰酸酯单体、二月桂酸二丁基锡在氮气气氛中，65
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75 ℃中反应2
‑
3 h，然后温度降至45
‑
55 ℃，加入二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇和丙酮，反应1
‑
2 h，反应后旋蒸除去丙酮，加入蒸馏水、消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂，乳化后得到阻燃性的水性聚氨酯油漆。
[0009]优选的，所述（1）中羟基二TBS、亚甲基丁二酸酐和对甲氧基苯酚的摩尔比例为1:1.2
‑
1.8:0.006
‑
0.01。
[0010]优选的，所述（1）中反应在85
‑
100℃中回流反应6
‑
12h。
[0011]优选的，所述（3）中丙烯酸基酯基二丙醇和二苯基磷氧的摩比例为1:1.1
‑
1.5。
[0012]优选的，所述（3）中溶剂包括甲苯、二甲苯、N,N
‑
二甲基甲酰胺。
[0013]优选的，所述（3）中反应在90
‑
110℃回流反应6
‑
18h。
[0014]（三）有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益技术效果：利用与羟基二TBS与亚甲基丁二酸酐酯化开环然后脱TBS保护，得到丙烯酸基酯基二丙醇，进一步再与二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇发生P
‑
H加成反应，合成具有含磷阻燃剂和亲水性羧基的新型聚氨酯扩链剂，扩链反应后得到的聚氨酯胶膜具有优异的阻燃性，提高了极限氧指数，具有更低的总热释放量和热释放速率，合成的聚氨酯在水溶剂介质中有良好的分散性，耐水性优良，拓展了聚氨酯在水性阻燃油漆涂料中的应用。
附图说明
[0015]图1是二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇的合成路线。
具体实施方式
[0016]实施例1（1）将丙三醇、叔丁基二甲基氯硅烷、1H咪唑在四氢呋喃中反应得到羟基二TBS；然后将3g的羟基二TBS溶解到N,N
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二甲基甲酰胺中，加入1.4g的亚甲基丁二酸酐和70mg的阻聚剂对甲氧基苯酚，在100℃中回流反应12h，反应后冷却，加入二氯甲烷和蒸馏水萃取，收集有机相干燥并除去溶剂，正己烷洗涤，得到丙烯酸基酯基二TBS。
[0017]（2）将丙烯酸基酯基二TBS溶解到四氢呋喃中，并加入四丁基氟化铵，室温反应18h，反应后加入旋蒸除去溶剂，并加入乙酸乙酯和蒸馏水萃取，收集有机相干燥并除去溶剂，饱和氯化钠溶液洗涤，得到丙烯酸基酯基二丙醇。
[0018]（3）将2g的丙烯酸基酯基二丙醇和2.9g二苯基磷氧溶解到甲苯溶剂中，在氮气氛围中110℃回流反应6h，反应后旋蒸除去溶剂，正己烷洗涤，得到二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇。
[0019]（4）将5g的聚四氢呋喃醚二醇醇除水后与2.2g的2,4
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甲苯二异氰酸酯、5mg的二月桂酸二丁基锡在氮气气氛中，75℃中反应2h，然后温度降至45℃，加入0.5g的二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇和丙酮，反应1h，反应后旋蒸除去丙酮，加入蒸馏水、0.6%的消泡剂BYK
‑
028、0.5%流平剂SY
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1010、2%的分散剂BYK
‑
W961、0.2%增稠剂ZY
‑
5241，乳化后得到阻燃性的水性聚氨酯油漆。
[0020]实施例2（1）将3g的羟基二TBS溶解到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，加入1.3g的亚甲基丁二酸酐和96mg的阻聚剂对甲氧基苯酚，在100℃中回流反应6h，反应后冷却，加入二氯甲烷和蒸馏水萃取，收集有机相干燥并除去溶剂，正己烷洗涤，得到丙烯酸基酯基二TBS。
[0021]（2）将丙烯酸基酯基二TBS溶解到四氢呋喃中，并加入四丁基氟化铵，室温反应36h，反应后加入旋蒸除去溶剂，并加入乙酸乙酯和蒸馏水萃取，收集有机相干燥并除去溶剂，饱和氯化钠溶液洗涤，得到丙烯酸基酯基二丙醇。
[0022]（3）将2 g的丙烯酸基酯基二丙醇和2.5 g二苯基磷氧溶解到N,N
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二甲基甲酰胺溶剂中，在氮气氛围中90 ℃回流反应12 h，反应后旋蒸除去溶剂，正己烷洗涤，得到二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇。
[0023]（4）将5 g的聚醚多元醇除水后与2.4 g的异佛尔酮二异氰酸酯、8 mg的二月桂酸二丁基锡在氮气气氛中，65 ℃中反应3 h，然后温度降至55 ℃，加入0.6 g的二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇和丙酮，反应1 h，反应后旋蒸除去丙酮，加入蒸馏水、0.8%的消泡剂BYK
‑
028、0.3%流平剂SY
‑
1010、1%的分散剂BYK
‑
W961、0.5%增稠剂ZY
‑
5241，乳化后得到阻燃性的水性聚氨酯油漆。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃性的水性聚氨酯油漆的合成方法，其特征在于：所述合成方法包括如下步骤：（1）将羟基二TBS溶解到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，加入亚甲基丁二酸酐和阻聚剂对甲氧基苯酚，反应后萃取、洗涤，得到丙烯酸基酯基二TBS；（2）将丙烯酸基酯基二TBS溶解到四氢呋喃中，并加入四丁基氟化铵，室温反应18
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36h，反应后加入除去溶剂、萃取、洗涤，得到丙烯酸基酯基二丙醇；（3）将丙烯酸基酯基二丙醇和二苯基磷氧溶解到溶剂中，在氮气氛围中反应，反应后除去溶剂、洗涤，得到二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇；（4）将多元醇除水后与异氰酸酯单体、二月桂酸二丁基锡在氮气气氛中，65
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75℃中反应2
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3h，然后温度降至45
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55℃，加入二苯基磷氧丙酸酯基二丙醇和丙酮，反应1
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2h，反应后旋蒸除去丙酮，加入蒸馏水、消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂，乳化后得到阻燃性的水性聚氨酯油漆。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛庆霞，
申请(专利权)人：薛庆霞，
类型：发明
国别省市：