一种水性聚氨酯涂料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种涂料的制备方法，在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，将二元醇与六亚甲基二异氰酸酯混合，于70~90℃下反应1.0~3.0h，得到聚氨酯预聚体；向聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂、羟基硅烷和有机溶剂，于65~95℃条件下反应1.5~3.5h，加入含氮化合物于65~85℃反应1~3h，按COOH/NH2的摩尔比为0.6:1~1.2:1的比例，加入三乙胺进行中和反应30~70min，加水进行乳化，形成一种阻燃性涂料。所制备的阻燃性涂料环保、价格低廉，能满足市场需求。
【专利说明】一种水性聚氨酯涂料的制备方法
[0001] 本申请是分案申请，原申请的申请号：201310094271. 3,申请日：2013-03-22,发 明名称：一种阻燃性涂料的制备方法。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种涂料的制备方法，特别涉及一种阻燃性涂料的制备方法。
【背景技术】
[0003] 水性聚氨酯作为涂料一个重要研究方向，其（又称水基聚氨酯）是一种在聚氨酯 的分子链中含有亲水性基团的聚氨酯树脂，与水具有很强的亲和性，采用特定的工艺能使 之在水中分散并形成稳定的体系。水性聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建 筑涂料、胶粘剂等方面，所涉及的几乎都是易燃材料，这些材料在使用时如未经阻燃处理， 必然成为引发火灾的安全隐患。水性聚氨酯的阻燃化，是水性聚氨酯功能化的重要方向之 〇
【发明内容】
[0004] 本发明实际要解决的技术问题是提供一种阻燃性水性聚氨酯涂料。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案。
[0006] (1)、在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，按NC0/0H的摩尔比为 1. 5: f 4. 5:1，将二元醇与六亚甲基二异氰酸酯混合，于7(T90°C下反应I. (Γ3. 0h，得到聚 氨酯预聚体A ;所述催化剂用量为二元醇与六亚甲基二异氰酸酯总重量的0. 5~0. 9 % ; (2) 、向产物A中加入羧基含量为产物A重量1.5~3. 5 %的亲水扩链剂、产物A重 量10. 5~15. 5%的羟基硅烷和产物A重量1(Γ20 %的有机溶剂，于65~95 °C条件下反应 I. 5?3. 5h，得产物B ; (3) 、再往B中加入含氮化合物为产物A重量的2?6%，于65?85°C反应1?3h，按C00H/NH2 的摩尔比为0. 6: f 1. 2:1的比例，加入三乙胺进行中和反应3(T70min，加水进行乳化，得到 产物C，即为阻燃性涂料； 二元醇为水合氯醛、正丁基双(羟丙基）氧化膦中的任意一种；亲水扩链剂为马来酸、丁 二酸、乙二酸中的任意一种；羟基硅烷数均分子量为60(Tl000g/m〇l ;有机溶剂为吡啶、环 己酮、N，N-二甲基乙酰胺中的任意一种；含氮化合物为二羟基二甲基三聚氰胺、二乙醇胺 中的任意一种。
[0007] 本发明具有以下特点： (1) 以阻燃性二元醇取代传统合成聚氨酯预聚体的二元醇，并发挥硅、氮、氯或硅、氮、 磷协同作用，提高涂料阻燃性； (2) 以吡陡、环己酮、N，N-二甲基乙酰胺取代传统的聚氨酯的有机溶剂N，N-二甲基甲 酰胺，制备工艺简单。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合实例进一步说明本发明。
[0009]实例一 (1) 、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将水合三氯乙醛16. 5g与 六亚甲基二异氰酸酯33. 3g混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0. 249g存在的条件下，于 70°C下反应I h，得到49. 9g聚氨酯预聚体A; (2) 、向产物A中加入亲水扩链剂马来酸0. 96g、数均分子量为600 g/mol羟基硅烷 5. 24g和吡啶4. 99g，于65°C条件下反应I. 5 h，得产物B ; (3) 、再往产物B中加入二羟基二甲基三聚氰胺l.Og，于65 °C反应lh，加入三乙胺 2. 79g进行中和反应30 min，加水140g进行乳化形成202. 2g阻燃性聚氨酯C。
[0010] 实例二 (1) 、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将正丁基双(羟丙基）氧化 膦22. 2g与六亚甲基二异氰酸酯75. 6g混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0. 88g存在的条 件下，于90°C下反应3 h，得97. 6g聚氨酯预聚体A ; (2) 、向产物A中加入丁二酸4. 48g、数均分子量为1000 g/mol羟基硅烷15. Ig和环己 酮19. 5g，于95°C条件下反应3. 5 h，得产物B; (3) 、再往产物B中加入二乙醇胺5.86g，反应温度85°C，反应时间3h，加入三乙胺 6. 39g进行中和反应70 min，加水130g进行乳化，形成275g阻燃性聚氨酯C。
[0011] 实例三 (1) 、在装有搅拌浆、温度计、冷凝管的500ml的四口烧瓶中，将水合三氯乙醛16. 5g与 六亚甲基二异氰酸酯66. 6g混合，在二月桂酸二丁基锡催化剂0. 58g存在的条件下，于80°C 下反应2 h，得到83g聚氨酯预聚体A; (2) 、向产物A中加入乙二酸I. 66g、数均分子量为800 g/mol羟基硅烷10. 8g和N，N-二 甲基乙酰胺12. 5g，于75°C条件下反应2. 5 h，得产物B ; (3) 、再往B中加入二羟基二甲基三聚氰胺3. 32g，反应温度75°C，反应时间2h，加入三 乙胺4. Ig进行中和反应50 min,加水140g进行乳化，形成245. 9g阻燃性聚氨酯C ; 表一和表二是本发明实例二所制备涂料所成膜所得性能指标。
[0012] 膜阻燃性是通过烟密度法(最大烟密度、达到最大烟密度时间)、氧指数、垂直燃烧 指标(有焰燃烧时间、无焰燃烧时间）来衡量，断裂伸长率表征其力学性能，表一是实例二所 得聚氨酯乳液与市场上的阻燃性聚氨酯SPUA-352性能对比。
[0013] 表一阻燃性涂料膜阻燃效果指标
【权利要求】
1. 一种涂料的制备方法，其特征在于： (1) 、在二月桂酸二丁基锡催化剂存在的条件下，按NCO/OH的摩尔比为I. 5:1~4. 5:1， 将二元醇与六亚甲基二异氰酸酯混合，于7(T90°C下反应，得产物A ; (2) 、向产物A中加入羧基含量为产物A重量I. 5~3. 5 %的亲水扩链剂、产物A重量 10. 5~15. 5%的羟基硅烷和产物A重量KT20%的有机溶剂，于65~95°C条件下反应，得产物 B ； (3)、再往产物B中加入含氮化合物为产物A重量的2?6%，于65?85°C反应1?3h，按 COOH/NH2的摩尔比为0. 6: fl. 2:1的比例，加入三乙胺进行中和反应，加水进行乳化，得 到涂料； 所述二元醇为水合氯醛； 所述有机溶剂为N，N-二甲基乙酰胺； 所述含氮化合物为二羟基二甲基三聚氰胺。
【文档编号】C08G18/34GK104312407SQ201410602685
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2013年3月22日
【发明者】不公告发明人 申请人:吴小再