本发明专利技术涉及一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料及其制备方法，是采用二氧化碳和环氧丙烷的聚合物--聚碳酸亚丙酯多元醇100份、芳香族二异氰酸酯15-30份、催化剂0.1～0.2份、具有活性氢的非离子型扩链剂0-3份、可形成亲水性基团具有活性氢的离子型扩链剂2-8份、中和剂1～6份、硅烷偶联剂1-10份、助剂200～350份、阻燃剂40～140份、膨润土10～50份、分散剂1～3份制得防火涂料。该防火涂料耐水性好，附着力强，阻燃性达到一级，防火性能优越，应用于木材、钢结构等基材的表面涂装，综合应用能力强，使用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料及其制备方法，属于精细化工领域。
技术介绍
防火涂料是指涂装在物体表面，可防止火灾发生，阻止火势蔓延传播或隔离火源， 延长基材着火时间或增加绝热性能以推迟结构破坏时间的一类涂料。随着科学技术的发展，工业向大型化以及建筑向集群化、高层化的发展，防火涂料的应用越来越广泛，人们对其要求也越来越高，防火涂料会具有更加广阔的应用领域和发展前景。按用途和使用对象的不同防火涂料可分为饰面型防火涂料、电缆防火涂料、钢结构防火涂料等。在环保法规日益完善，人们对环境污染及人身健康日益重视的今天，溶剂型涂料的使用受到越来越严格的限制，所以开发水性防火涂料具有重要的意义。目前我国市场上的水性防火涂料以饰面型防火涂料和厚浆型防火涂料为主，从成膜物性质上大体可分为如下几类(1)聚合物乳液型，成膜物为苯丙乳液、纯丙乳液、醋酸乙烯乳液等，添加膨胀型阻燃剂及其他材料制成。此类涂料目前应用较为广泛，但是水性涂料在耐水性、附着力等方面与溶剂型涂料相比有明显的不足。(2)水溶性树脂型，其中脲醛-三聚氰胺树脂较具代表性，其具有综合性能良好， 此类树脂经添加阻燃剂防火性能良好，但由于其甲醛含量较高难以满足环保要求，故其发展前景并不被看好。(3)无机粘合剂型，这类涂料以硅酸盐水泥、氢氧化镁或其他无机高温粘合剂为基料，添加膨胀珍珠岩、矿棉及其他化学助剂和水等组成，以非膨胀型为主，其缺点是用量大， 涂层厚，且涂层的理化性能存在一些难以克服的不足，其应用受到限制。聚氨酯涂料具有优越的物理机械性能，但其限氧指数低仅为17. 3%属易燃物质， 故开发聚氨酯防火涂料相对难度大，目前市场上聚氨酯防火涂料所占比例很低。所以开发高性能的水性聚氨酯防火涂料具有十分重要的价值和意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的一个目的是提供一种耐水性好、附着力强、防火性能优越的聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料，该涂料包括以下组分及质量份数聚碳酸亚丙酯多元醇100份二异氰酸酯15 30份催化剂0. 1 0. 2份非离子扩链剂0 3份离子型扩链剂中和剂硅烷偶联剂助剂阻燃剂钙基膨润土分散剂IW1 10份 200 350份 40 140份 10 50份1 3份。2 8份 1 6份其中，所述的聚碳酸亚丙酯多元醇为聚碳酸亚丙酯二元醇；所述的二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯TDI、4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、1，6-己二异氰酸酯HDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的任意一种；所述催化剂的为二月桂酸二丁基锡；所述的非离子扩链剂包括1，4-丁二醇、1，6-己二醇、乙二胺、二乙烯三胺中的任意一种；所述的离子型扩链剂包括二羟甲基丙酸或1，2_ 二羟基-3-丙磺酸； 所述的中和剂包括三乙胺或氨水；所述的硅烷偶联剂包括Y -氨丙基三乙氧基硅烷ΚΗ-550、Ν- β -氨已基-Y -氨丙基甲基二甲氧基硅烷602、3_缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷ΚΗ-560中的任意一种； 所述的助剂包括有机溶剂和去离子水，所述有机溶剂包括丙酮或N甲基吡咯烷酮； 所述的阻燃剂包括聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，三者质量之比为2:1:1。本专利技术的另一目的是提供一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料的制备方法， 该方法包括以下步骤(一)水性聚氨酯的制备(1)向反应釜中加入计量的聚碳酸亚丙酯多元醇，100°c抽真空脱水30 60min，降温 M 40 0C ；(2)向反应釜中加入计量的离子型扩链剂和催化剂，通氮气保护，搅拌均勻后升温至 60 0C ；(3)向反应釜中加入计量的二异氰酸酯，控制温度为60 80°C，反应1 4小时；(4)向反应釜中加入计量的非离子型扩链剂，控制温度为65 85°C,反应1 3小时；(5)降温至室温，向反应釜中加入计量的硅烷偶联剂反应15 45min；(6)向反应釜中加入计量的中和剂搅拌乳化15min，加入适量的去离子水进行强烈搅拌乳化lOmin，控制乳液含固量为30 50%，并调节乳液pH值为7 8 ；(7)出料，得到聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯乳液；(二)防火涂料的制备(8)向乳化釜中加入适量的去离子水，升温至50 70°C；(9)向乳化釜中加入计量的阻燃剂、钙基膨润土、分散剂IW，搅拌15 45min；(10)向乳化釜中加入上述制得的聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯乳液，在温度50 70°C 下搅拌30 60min ；(11)将上述体系转入剪切乳化机或研磨机处理45-75min；(12)出料，包装得到聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料。本专利技术采用遇火高成碳性的二氧化碳和环氧丙烷的聚合产物聚碳酸亚丙酯多元醇制备水性聚氨酯涂料，并添加阻燃剂制备具有防火性能优越的聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料。碳酸亚丙酯基水性聚氨酯涂料耐水解性较差，当涂料中引入聚磷酸铵膨胀型阻燃剂会导致防火涂料的耐水性能急剧下降，水性聚氨酯防火涂料涂覆在玻璃板上烘干成膜后，在水中室温浸泡5个小时剧烈溶胀并从玻璃板上脱落下来。采用Y-氨丙基三乙氧基硅烷ΚΗ-550、Ν- β -氨已基-Y -氨丙基甲基二甲氧基硅烷602等硅烷偶联剂对聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯的改性或者拼混应用，显著提高产品的耐水解性，所制备的水性聚氨酯防火涂料具有良好的耐水性将水性聚氨酯防火涂料涂覆在玻璃上烘干成膜后，在水中浸泡72h，无明显溶胀，粘合力无明显变化。大板燃烧法测试表明，该水性聚氨酯防火涂料阻燃性达到一级。采用本专利技术制备的聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料应用于木材、钢结构等基材的表面涂装，综合应用性能好。具体实施例方式实施例1(一)水性聚氨酯的制备(1)将IOOg分子量3500的聚碳酸亚丙酯二元醇加入反应釜中，100°C抽真空脱水 40min，降温至 40 0C ；(2)将6g二羟甲基丙酸和0. 2g催化剂二月桂酸二丁基锡在氮气的保护下加入反应釜中，搅拌均勻后，升温至60°C ；(3)向反应釜中加入20g甲苯二异氰酸酯TDI，反应釜升温至70°C，保温反应3小时，反应过程根据反应体系的粘度，可补充15g丙酮调节反应体系的粘度；(4)向反应釜中加入2g的1，4-丁二醇扩链，反应釜升温至80°C，保温反应2小时；(5)降温至室温，向反应釜中加入5.2g的Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH-550反应 30min ；(6)向反应釜中加入3g三乙胺水溶液进行搅拌乳化15min，再加入200g去离子水强烈搅拌乳化lOmin，控制乳液含固量为30-50%，并调节乳液pH值为7-8 ；(7)出料，得到聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯乳液；(二)防火涂料的制备(8)向乳化釜中加入IOOg去离子水，升温至60°C；(9)向乳化釜中加入IOOg阻燃剂，阻燃剂包括聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇，三者质量之比为2:1:1，聚磷酸铵的聚合度1000，向乳化釜中加入2g分散剂IW和20g钙基膨润土，搅拌 30min ；(10)向乳化釜中加入步骤(7)得到的聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯乳液，60°C搅拌 40min ；(11)将步骤(10)所得体系转入剪切乳化机剪切60min；(12)出料，包装，得到聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料。实施例2(一)水性聚氨酯的制备(1)将IOOg分子量3500本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料，该涂料包括以下组分及质量份数： 聚碳酸亚丙酯多元醇 １００份 二异氰酸酯 １５～３０份 催化剂０．１～０．２份 非离子扩链剂 ０～３份 离子型扩链剂 ２～８份 中和剂１～６份 硅烷偶联剂 １～１０份 助剂 ２００～３５０份阻燃剂 ４０～１４０份膨润土１０～５０份分散剂 １～３份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉华，
申请(专利权)人：江苏中科金龙化工有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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