[发明专利]一种水性聚氨酯微胶囊化无卤阻燃剂及其制备方法

权利要求书

1.一种金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化无卤阻燃剂，特征在于其为将无卤阻燃剂加入按其重量1～6倍的水中，然后加入按无卤阻燃剂与金属离子交联型水性聚氨酯的重量比为0.5～20∶1的水性聚氨酯和按无卤阻燃剂重量0.5～10％的非离子型表面活性剂，室温搅拌5～20分钟，再加入金属离子重量为水性聚氨酯中聚氨酯重量0.1～10％的金属盐水溶液，室温搅拌10～30分钟，缓慢升温到30～90℃并保温0.5～4小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80～100℃干燥4～8小时，得到的以金属离子交联型水性聚氨酯为壳、以被表面活性剂修饰的无卤阻燃剂为核的微胶囊化无卤阻燃剂，其中无卤阻燃剂与金属离子交联型水性聚氨酯的重量比为0.5～20∶1；所述无卤阻燃剂选自无机阻燃剂、膨胀型阻燃剂或有机磷系阻燃剂，其中的无机阻燃剂包括：三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、草酸铝、铝酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、硼酸锌、硼砂、膨胀石墨或红磷；所述膨胀型阻燃剂包括：聚磷酸铵、三聚氰胺、氰脲酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺、双氰胺、胍、磷酸胍、磷酸脲、磷腈或磷酸锌；所述有机磷系阻燃剂包括(RO)₃PO、RP(O)(OR)₂或R₂P(O)(OR)，其中R为烷基、芳基、烯基、氨基、环氧基、硫基或脲基；所述水性聚氨酯是包含一种重均分子量在10000～100000范围内的聚氨酯的水性分散体，这种分散体是先通过一种二官能多醇、一种二异氰酸酯和亲水单体在催化剂存在下反应得到有异氰酸酯端基的预聚物，再与链终止剂反应而得；其中二官能多醇为重均分子量为200～10000的聚环氧乙烷二醇、聚环氧丙烷二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或上述单体的均聚或共聚二醇；二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯；亲水单体为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、2，3-二羟基丁二酸或1，4-丁二醇-2-磺酸钠；链终止剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水、盐酸、醋酸或硫酸二甲酯；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或N-甲基吗啉。

2.一种金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于：将无卤阻燃剂加入按其重量1～6倍的水中，然后加入按无卤阻燃剂与金属离子交联型水性聚氨酯的重量比为0.5～20∶1的水性聚氨酯和按无卤阻燃剂重量0.5～10％的非离子型表面活性剂，室温搅拌5～20分钟，再加入金属离子重量为水性聚氨酯中聚氨酯重量0.1～10％的金属盐水溶液，室温搅拌10～30分钟，缓慢升温到30～90℃并保温0.5～4小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80～100℃干燥4～8小时，即得到水性聚氨酯微胶囊化无卤阻燃剂产物；

所述无卤阻燃剂选自无机阻燃剂、膨胀型阻燃剂或有机磷系阻燃剂，其中的无机阻燃剂包括：三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、草酸铝、铝酸钙、碳酸钙、氢氧化钙、硼酸锌、硼砂、膨胀石墨或红磷；所述膨胀型阻燃剂包括：聚磷酸铵、三聚氰胺、氰脲酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺、双氰胺、胍、磷酸胍、磷酸脲、磷腈或磷酸锌；所述有机磷系阻燃剂包括(RO)₃PO、RP(O)(OR)₂或R₂P(O)(OR)，其中R为烷基、芳基、烯基、氨基、环氧基、硫基或脲基；

所述水性聚氨酯是包含一种重均分子量在10000～100000范围内的聚氨酯的水性分散体，这种分散体是先通过一种二官能多醇、一种二异氰酸酯和亲水单体在催化剂存在下反应得到有异氰酸酯端基的预聚物，再与链终止剂反应而得；其中二官能多醇为重均分子量为200～10000的聚环氧乙烷二醇、聚环氧丙烷二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或上述单体的均聚或共聚二醇；二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯；亲水单体为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、2，3-二羟基丁二酸或1，4-丁二醇-2-磺酸钠；链终止剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水、盐酸、醋酸或硫酸二甲酯；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或N-甲基吗啉。