[发明专利]磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯阻燃粘合剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了磷硼杂链羟端基预聚物嵌段聚氨酯阻燃粘合剂及其制备方法与应用，粘合剂各组分的质量百分如下：85.0～95.0％水性基料，4.0～12.0％填料，1.0～3.0％助剂，水性基料由磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯水性共聚物及水溶性淀粉组成，所述水溶性淀粉的质量占水性基料质量的40.0～45.0％。本发明示例的粘合剂，通过分子设计与合成，以制备低毒环保、低烟无卤、长效阻燃和粘接增强的瓦楞纸箱阻燃粘合剂。

技术领域

本发明涉及磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯阻燃粘合剂及其制备方法与应用，属于粘合剂制备技术领域。

背景技术

纸张材料属于天然有机高分子材料，其主要成分为植物纤维(通式为 (C₆H₁₀O₅)_n)。纸张的燃点为130℃左右，极限氧指数(LOI)仅为15左右，属于易燃物，遇火易燃，在使用过程中存在火灾隐患，因此，纸张的阻燃防火一直受到国内外科技工作者和工程技术人员的高度重视。瓦楞纸包装箱是纸品应用的一个重要方向，根据瓦楞纸箱的构造形式和制造工艺，在瓦楞纸箱制造过程中使用大量的粘合剂用于瓦楞芯纸和面纸的粘合，经粘合剂粘合的瓦楞芯纸和面纸构成瓦楞纸箱制造的瓦楞纸板，在瓦楞纸箱制造过程中，采用阻燃粘合剂可以实现瓦楞包装纸箱的阻燃，提高瓦楞包装纸箱的耐燃级别，降低瓦楞纸箱及包装物品的火灾风险。

研究表明，卤素(X)、磷(P)、硼(B)、氮(N)、硅(Si)等元素在有机材料燃烧过程具有优异的阻燃效果，但是由于含X阻燃剂因在燃烧过程中生成高毒性气体而限用，而P、B、N、Si等元素阻燃剂具有无卤低烟、环保高效的阻燃功能，将P、B、N、Si等元素通过分子设计与合成，合成具有本征阻燃功能的聚合物，是制备无卤低烟、长效阻燃高分子材料的有效途径。P、B、N、 Si等元素具有不同的阻燃机理和机制，在燃烧过程中，磷元素通过促进碳化成焦的凝聚相阻断隔离机制和猝灭自由基的气相失活钝化机制发挥阻燃效应；硼、硅元素在燃烧过程中生成高稳定性的玻璃层(硼化玻璃、硅化玻璃)，通过玻璃层凝聚相隔离阻断机制发挥阻燃效应；氮元素在燃烧过程中主要通过降低燃区氧浓度的气相稀释机制发挥阻燃功能。在技术应用中，通过分子设计与合成，将两种或两种以上不同阻燃机制的元素进行组合，可以达到多种阻燃机制的协同效应。

为此，很多研发人员基于P、B、N、Si等元素进行组合来制备粘合剂的研究。例如，专利号为“201810561651.6”的中国专利文献公开了一种植物纤维新型阻燃粘合剂及其制备方法，并具体公开了所述植物纤维新型阻燃粘合剂按重量份包括：磷酸三钠1-4份，硫酸镁溶液30-75份，氢氧化钙1-5份，乳化剂1-4 份，淀粉胶20-80份，酚醛树脂10-30份，酒石酸2-4份，硼酸1-3份，氧化镁 105-118份，二氧化硅2-5份和着色剂1-3份；所述硫酸镁溶液的浓度为波美度 17-25°Bé，且淀粉胶的制备方法为：将淀粉和水按质量比为0.12-0.2：1的比例加热糊化制得；专利号为“201210479147.4”的中国专利文献公开了磷硅氮三元协同阻燃剂及其制备方法与应用，使用有机硼催化剂，利用二苯基氧化膦及其衍生物与含有碳碳双键的硅氮烷发生加成反应，制备得到一种新型含磷、硅和氮的化合物等等。

本发明在现有技术的基础上进行研究，旨在得出一种具有阻燃效果的瓦楞箱板纸粘合剂。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯共聚物瓦楞纸箱阻燃粘合剂及其制备方法，通过分子设计与合成，以制备低毒环保、低烟无卤、长效阻燃和粘接增强的瓦楞纸箱阻燃粘合剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯阻燃粘合剂，其特征在于，粘合剂各组分的质量百分如下：水性基料85.0～95.0％；填料4.0～12.0％；助剂1.0～3.0％；所述水性基料由磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯水性共聚物及水溶性淀粉组成，所述水溶性淀粉的质量占水性基料质量的40.0～45.0％；

所述共聚物的制备方法包括以下步骤：