[发明专利]一种碳纳米管与磷系阻燃剂复配改性水性聚氨酯及制备方法

权利要求书

1.一种利用碳纳米管与磷系阻燃剂复配改性水性聚氨酯及制备方法，其特征在于：将碳纳米管与具有阻燃功能的含磷单体三羟甲基氧化磷通过化学键方式分别连接在聚氨酯分子主链上。三羟甲基氧化磷(THPO)的化学结构中含有较磷酸酯类更耐水解的C-P键，不含卤素，燃烧不产生有害气体，且其三个羟基(-CH₂OH)含有活性氢，反应活性强。酸化后的碳纳米管上具有一定数量的羟基和羧基，羧基可以参与聚氨酯的合成。制备步骤如下：

(1)制备聚氨酯预聚体：以反应原料总质量为100％计，将不同比例的酸化后的碳纳米管分散于10-20％聚丙二醇1000中，然后与10-20％异佛尔酮二异氰酸酯、0.1-0.3％二月桂酸二正丁基锡混合均匀，在200-500r/min转速下，在氮气保护下，70-100℃，反应至-NCO含量达到用二正丁胺-甲苯溶液滴定所规定的理论值，得到聚氨酯预聚体；

(2)降温至60-80℃，加入1-2％阴离子型自乳化剂二羟甲基丙酸，继续搅拌反应，加入稀释剂丙酮，反应4h，降温至50-60℃，加入1.5-2.5％三乙胺溶液，中和30min；

(3)在1000-1500r/min转速下，向上述预聚体中缓慢加入55-75％去离子水，乳化后，把三羟甲基氧化磷与二元醇扩链剂按不同比例进行复配，加入反应体系，反应0.5h，减压蒸馏出溶剂，得到复配阻燃水性聚氨酯乳液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的酸化后的碳纳米管在反应物中所占质量分数比为1-5％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)所述的三羟甲基氧化磷物质的量在二元醇扩链剂中的比例为20-100％。