[发明专利]一种阻燃聚氨酯水性乳液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种阻燃聚氨酯水性乳液，由包括以下组分的原料制得：聚己二酸己二醇酯15～20wt％；甲苯二异氰酸酯10～15wt％；2,2‑二羟甲基丙酸5～10wt％；阻燃填料1～5wt％；氧化石墨烯0.1～0.5wt％；杀菌剂0.5～1wt％；消泡剂0.1～0.5wt％；余量的水。与现有技术相比，本发明提供的阻燃聚氨酯水性乳液采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，降低材料燃烧热、阻止涂层热交换，在保证涂层粘结力的同时提高阻燃能力，因此提高了现有聚氨酯涂层的阻燃性能，降低燃烧热释放速率；同时完全水性的配方几乎不会有任何残留，符合环保、易用、稳定的市场要求；并且，该阻燃型聚氨酯乳液实现氧化石墨烯的高效利用，即可以用很少的添加量高效提高阻燃能力，降低了因石墨烯价格问题而造成无法大批量使用的市场风险。

技术领域

本发明涉及水性胶黏剂技术领域，更具体地说，是涉及一种阻燃聚氨酯水性乳液及其制备方法。

背景技术

相对于金属、石材、木材，塑料制品具有成本低、可塑性强等优点，在国民经济中应用广泛。塑料工业在当今世界上占有极为重要的地位，多年来塑料制品的生产在世界各地高速度发展。我国塑料制品产量在世界排名中始终位于前列，其中多种塑料制品产量已经位于全球首位，我国已经成为世界塑料制品生产大国。目前城市消防工作日渐受到大家的重视，而塑料制品作为易燃物，甚至在剧烈燃烧之后可以释放出许多有毒有害的气体，对人民的生命财产安全威胁极大。因此，在塑料制品等易燃物表面添加一层阻燃涂层非常有必要。

聚氨酯水性乳液或聚氨酯水性胶黏剂是目前应用较为广泛的水性涂料，常用于塑料制品的粘黏剂或表面涂层，其具有优良的粘结能力和水性环保等特征。如公开号为CN111117467A的中国专利公开了一种石墨烯改性阻燃性水性聚氨酯涂料与胶粘剂的制备方法，该发明将聚合物多元醇和异氰酸酯发生聚合反应生成聚氨酯，将高了MOFs体系中分散在聚氨酯的柔性与刚性链段中，一方面增强了链段的刚性，另一方面增加了聚氨酯的阻燃抑制烟雾性能，同时由于分散在聚氨酯的链段上，聚氨酯的电阻变小，导电性增强，所以提高了聚氨酯的防静电能力；但是，该发明中使用的主要原料之一聚四氢呋喃醚二醇贮存应在完全封闭并有干氮密封的罐或其它容器里，贮罐必须配有外部或内部加热设备，以使其温度保持在约50℃左右，保存条件苛刻，且暴露在空气中易氧化产生危险物质，高温易燃，因此该发明的生产工艺太过于繁琐，不利于大规模生产；并且产品在阻燃方面的各项性能还有进一步提高的空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种阻燃聚氨酯水性乳液及其制备方法，本发明提供的阻燃聚氨酯水性乳液具有较高的阻燃性能，且燃烧热释放速率低。

本发明提供了一种阻燃聚氨酯水性乳液，由包括以下组分的原料制得：

聚己二酸己二醇酯15～20wt％；

甲苯二异氰酸酯10～15wt％；

2,2-二羟甲基丙酸5～10wt％；

阻燃填料1～5wt％；

氧化石墨烯0.1～0.5wt％；

杀菌剂0.5～1wt％；

消泡剂0.1～0.5wt％；

余量的水。

优选的，所述阻燃填料选自氢氧化铝、氢氧化镁和碳酸钠中的一种或多种。

优选的，所述氧化石墨烯的结构为1～10层，可剥离度≥95％，单层结构为0.2-10μm。

优选的，所述杀菌剂选自卡松杀菌剂和/或苯甲酸钠杀菌剂。

优选的，所述消泡剂选自有机硅消泡剂和/或聚醚类消泡剂。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的阻燃聚氨酯水性乳液的制备方法，包括以下步骤：