[发明专利]一种阻燃涂料及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种环保型的阻燃涂料及其用途。

背景技术

随着轨道交通的发展和普及，高铁动车组、地铁、城轨等高速交通工具在大中型城市中正成为人们工作和生活出行的日益依赖的交通工具，而这种普及和重要性也使人们对其乘坐的舒适性和低噪声要求提出了越来越高的要求。其中在机车车辆的牵引、支撑系统构件中使用橡胶减隔振器件是解决这一问题的可靠办法。目前机车转向架上用的传统金属橡胶弹簧减隔振件已逐渐向纯橡胶弹簧演变，以提高其吸收阻尼和振动的作用。普通的橡胶弹性体元件通常由异戊二烯橡胶或天然橡胶改性制造而成，这类产品一个突出的问题就是阻燃性能不理想，在遇到高热或是明火情况下，它们均容易被点燃并且引发火灾，而且还会排放大量的气体和黑烟，这些都会危机人的生命安全，并且造成相应设备毁坏。

目前橡胶制品和大量弹性体的阻燃往往采用向本体中添加大量的含有卤代的磷系阻燃剂和氢氧化镁/铝，其添加量要超过40%才能达到应有的阻燃效果。卤代阻燃剂的使用被认为会对人体和环境不利，而掺入如此高含量的阻燃剂也会让弹性体材料失去其关键特性，如抗周期性应力、阻尼特性。

一种可以来解决上述问题的新方法就是在这些橡胶弹性体表面涂覆或使用防火涂层。专利CN102239205主要是采用一种用于机车悬架产品表面的阻燃弹性涂层，其阻燃成分主要是可膨胀石墨、聚磷酸铵、氢氧化铝和硼酸锌等，其添加量大于40%，且处理时采用了大量的溶剂，不利于工艺操作，且会对人体造成伤害，对环境造成污染。另外，该专利的涂层中的阻燃物质的添加量过高，这不利于阻燃涂层与橡胶弹性元件基材协同应变，容易导致涂层在长期周期性应力作用下与基材剥落。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种环保的阻燃涂料、涂层及其应用。根据本发明提供的阻燃涂料，其无需使用大量的溶剂，降低了成本、提高了安全性，经济环保；且其阻燃剂的添加量小，具有非常好的阻燃效果。将本发明中的阻燃涂层涂覆在基底材料（即基材，如橡胶元件）的表面得到的阻燃涂层，其具有非常好的阻燃效果，且其与基底材料的附着力高，不易与基材剥离，且所述具有阻燃涂层的阻燃材料具有非常的力学性能如机械机械性能和抗疲劳特性。

根据本发明的一个方面，提供了一种阻燃涂料，包括以下组分：

组分1）异氰酸酯预聚物；

组分2）阻燃剂，包括选自丙烯腈改性聚醚和有机氮化合物改性聚醚的阻燃聚醚；和

组分3）含胺基的扩链剂。

根据本发明中所述的涂料在使用时，所述的组分1）异氰酸酯预聚物中包含的异氰酸根基团能够和组分2）中的阻燃聚醚上的羟基以及扩链剂的胺基反应，能够使体系进行扩链和交联，形成具有阻燃效果且为本体阻燃的、附着力好、弹性好的涂层；具有宽广的应用前景。

根据本发明所述的阻燃涂料，所述丙烯腈改性聚醚指采用丙烯腈化合物对聚醚进行改性得到的产物；所述有机氮化合物改性聚醚是指采用有机氮化合物对聚醚进行改性得到的产物。在一个具体的实施例中，所述阻燃聚醚选自三聚氰胺改性聚醚。在一个具体的实例中，所述三聚氰胺改性聚醚为POP290。在一个具体的应用例中，所述有机氮化合物改性聚醚的分子量为5000-6000，粘度为2000-2300，羟值为27～31%。

根据本发明所述的阻燃涂料的一个具体实施例，所述阻燃剂还包括阻燃填料。所述阻燃填料与阻燃聚醚够成的阻燃剂，具有更好的综合效果。所述阻燃填料为本领域内常用的阻燃填料。在一个优选的实施例中，所述阻燃填料选自聚磷酸铵（如微胶囊包覆性聚磷酸铵）、季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸盐/磷酸盐、可膨胀石墨、钛酸铝、二乙基次磷酸铝和硼酸锌。

根据本发明所述阻燃涂料的一个具体实施例，所述阻燃填料与阻燃聚醚的重量比为3:1～6:1，优选4:1～6:1。

根据本发明所述的阻燃涂料，其特征在于，所述组分1）和组分2）的重量份数的比值为1:1～2:1，优选为1:1～1.5:1。

根据本发明所述的阻燃涂料的一个具体实施例，所述组分1）异氰酸酯预聚物包括含异氰酸根基团的化合物A1和异氰酸酯预聚体A2，所述A1和A2的摩尔比以异氰酸根计为1:1～3:1。

根据本发明所述的阻燃涂料的一个具体实施例，所述含异氰酸根基团的化合物A1包括二异氰酸酯及其低聚体。所述含异氰酸酯基团的化合物A1优选包括二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）以及其低聚体中的一种或多种。本发明中，所述低聚体包括二聚体、三聚体、四聚体等等。